美国有150万栋商业建筑物,其中只有不到十分之一配备了能源管理系统。西门子设在德克萨斯州奥斯汀市的一家新公司推出相关技术,有望逐步降低这一庞大行业的电力“胃口”。
各种高调的抑制变暖措施,似乎永远是那样效果平平,不过若能将技术与市场因素结合起来,则可以看到大幅降低美国能源需求和二氧化碳排量的潜力。麦肯锡公司在2009年发布的一份题为《释放美国经济的能源效率》的称,截至2020年,包括办公楼、零售店、酒店、餐馆和仓库在内的所有商业建筑将占美国能源总使用量的20%,大体相当于消耗2X1016英热单位(BTU)的初级能源。
但是虽然这个庞大行业平均每平方米的能源需求在以每年1.5%的速度增长,德克萨斯州奥斯汀市一家新公司的客户们却有不同表现,这家新公司向健身俱乐部、超市和分支银行等中型零售机构提供企业级能源管理系统,客户的应用效果表明:现状完全可以改写。
在能源成本不断攀升的背景下,这些客户的电费支出在28到36个月的时间内已逐步走低,缩减幅度多数在15%到30%之间,从而为他们带来了极其迅速的投资回报。西门子楼宇科技集团看好自己与奥斯汀这家新公司在大型楼宇(如医院、办公楼和体育馆)自动化和能源优化领域的地位的珠联璧合,所以在2010年底将这家当时名为Site Controls的新公司收归旗下。
现在隶属于西门子楼宇科技集团旗下的这家新公司名为零售与商业系统公司(RCS)。该公司正在帮助美国和加拿大各地的众多客户,降低自身的能源成本,提高设施的智能化水平,开发智能电网解决方案。
密切监视店铺。零售与商业系统公司专攻连锁店市场,在这个领域,所有建筑基本如出一辙。该公司为客户的供热和制冷设备安装上为持续监测设备性能而专门设计的传感器;在客户营业场所的墙壁上安装二氧化碳传感器,用于检测人流量,人流量是实时判断制冷需求量的重要参数;并利用Linux计算机和嵌入式Web服务器将恒温器和照明控制单元连接到控制箱。根据客户具体情况,还可以在其他重要系统上安装传感器,例如冷藏设备、垃圾压缩机、招牌、屋顶太阳能设备和电动汽车充电站等。
每个店铺的控制箱每隔六十秒就会检查传感器数据,并且每两个小时向连锁店运营商的总部。
与此同时,每过四个小时,基于云的RCS数据管理中心就会生成一个优先项列表,列出连锁店运营商的所有店铺中需要立即维修的具体系统。“这就好比监控重症监护室中的患者。”零售与商业系统公司总经理Marcus Boerkei介绍说,“我们的软件会监视每个店铺中的能源相关重要指标,查明运行性能异常的设备,确定问题的优先级,然后生成能够指导行动的信息,重点是引起客户对需要帮助的店铺的注意。”
全局掌控。零售与商业系统公司业务发展总监Dan Kubala介绍说:“在我们进入这个市场以前,没人有干这种事的工具。通常情况是,客户在房顶上安装有若干制冷单元,所有单元都向同一个销售区供冷——试想一下,如果它是仓储式商店呢。如果其中的一个单元出现故障,它可能会反而向店铺中送入热气,使得其他单元不得不更卖力工作。但是如果没有自动洞察此类情形的能力,那么没有人会发现,只能看到电费支出越来越高。”据他透露,更糟糕的情况是,有些技术人员会走上屋顶,敷衍了事,然后向店铺收取维修费。“如果没有遥测,就无法确定是否解决了问题。”他说。
粗心的店铺管理人员也会成为问题。“我们希望能避免的是,”Kubala说道,“管理人员在一个酷热天将恒温器调低到66华氏度,然后整个夏天就保持在这个设置。采用我们的系统后,企业能源管理人员会定期收到有关整个企业各部位温度设置的状态,从而使他们能够防止上述情形。”考虑到这些情况及导致局部能源浪费的其他因素,零售与商业系统公司的软件允许企业总部调整每个店铺的温度和照明水平,并使之与店铺营业时间、周末、节假日高峰和季节变化因素相协调。此外,零售与商业系统公司吸取他人的成功经验,在客户的整个企业范围安装经客户认可的新功能。
借助于基于云的数据管理和持续不断的数据采集功能,零售与商业系统公司的软件可以为连锁运营商带来很大帮助,比如了解哪些制冷系统在哪种气候下工作效果,哪些系统的历史维修量、效率。“所有这些信息都有助于优化利用现有设施的功能,为新设施的规划提供支持。”Boerkei表示,“另外,客户通过这个软件还可以了解整个连锁集团的表现,进行年度比较,甚至将本集团的表现与行业平均水平进行实时比较。”
走向虚拟电厂。在逐步降低连锁运营商的能源成本和提供商业智能的同时,零售与商业系统公司还帮助客户充分受益于浮动的电价,并获得电力公司为其在高峰时段减少用电量而奖励的现金。该公司的SureGrid智能负荷管理(ILM)技术是其解决方案的标配组件,它可以“基本上将楼宇变成一个全自动化的系统,这个系统能够根据电力公司发出的市场信号来相应调低需求。”Boerkei称,“比如说,如果每度电的价格从6分一下涨到13分,那么系统就会关掉客户事先同意可视情况关闭的一些功能。”
目前已经有数千栋建筑物采用了零售与商业系统公司的解决方案。随着越来越多的建筑物加入这个行列,其降低能源需求的总体效果将为地方电力公司带来显著影响。在电力公司的协议的激励下(用户的用电量比既定指标每低出一度,电力公司都会奖励一定的现金),众多建筑物业主已行动起来,所以电力公司现在可以不必启动所谓的调峰电厂。“应用RCS解决方案的建筑物参与到需求响应机制中,其整体影响就好比是一个虚拟电厂。”Boerkei如是道。不过通常有些建筑物并不能降低用电需求,比如在周五晚上,一个很受欢迎的餐馆就不能避免这个需求。考虑到这一点,零售与商业系统公司向电力公司保证其所支持的建筑物的整体用电负荷。“这样每个场所就可以根据自身需求调节用电。这很像一个分散化的股票组合。”Boerkei说,“我们通过与客户协商对奖金进行分配。”随着零售与商业系统公司的解决方案应用于越来越多的连锁店建筑物,奖励数量不容小觑,尤其是对于环境而言。