一、壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展嗎？
【壓縮機網(wǎng)】評價任何事物可持續(xù)發(fā)展的3個條件：
1.能夠被使用而不會被完全用完或者毀壞；
2.涉及不完全耗盡或破壞自然資源的方法；
3.能夠持續(xù)或者延續(xù)很長時間。
首先，地球上的空氣不像天然氣那樣會越用越少，而是取之不盡，用之不竭的。 其次，壓縮空氣作為能源動力，具有綠色環(huán)保，對地球環(huán)境不會造成污染。再者，壓縮空氣是第三能源，需要消耗第一或第二能源而產(chǎn)生，人類對清潔使用第一或第二能源有很多辦法，如利用太陽能、風(fēng)能、氫能等等，所以不必擔心壓縮空氣的動力源可否能延續(xù)。
在工業(yè)中，壓縮空氣通常與電力、天然氣和水被稱為四大公用資源。
壓縮空氣具有許多節(jié)能和環(huán)境效益，是其它三項不可替代的。壓縮空氣作為一種重要的動力源，與其它能源相比，具有下列明顯的特點：
●清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能；
●沒有起火危險；
●不怕超負荷，能在許多不利環(huán)境下工作；
●空氣在地面上到處都有，取之不盡。
由此，壓縮空氣已成了為各種應(yīng)用和過程提供動力的首選能源。
如今的企業(yè)發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣是創(chuàng)新解決方案和應(yīng)用的真正來源，壓縮空氣的能量被用于成千上萬的領(lǐng)域，對全球工業(yè)的生產(chǎn)力提升至關(guān)重要。
壓縮空氣應(yīng)用如此廣泛，以至于人類活動的吃、穿、住、行都離不開它，不管過去、現(xiàn)在還是將來，壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)是一個對所有國家的經(jīng)濟都有很大貢獻的重要行業(yè)。壓縮空氣的誕生、發(fā)展就是為工業(yè)制造過程提供源源不斷的動力，其發(fā)展如圖1。
作為工業(yè)用途，壓縮空氣目前還沒有替代它的其它方式，但是產(chǎn)生壓縮空氣需要消耗其它能源，其中電力是最主要的方式。
目前我國的電力結(jié)構(gòu)里，火電的占比仍然高達70%。雖然近10年以來，我國大力發(fā)展可再生能源，水電、風(fēng)電、光伏等發(fā)電的占比有所提高，但是火力發(fā)電仍是我國電力的主要來源，煤炭是火電的主要原料，而在火力發(fā)電中接近90%使用煤炭（如圖2）。
國家要實現(xiàn)雙碳目標，需要從兩方面入手；
一方面需調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)改進，從節(jié)能入手，降低產(chǎn)業(yè)高能耗占比，減少能源強度；另一方面，需優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增大非化石能源比例（清潔能源）。
在工業(yè)領(lǐng)域，壓縮空氣是三次能源，以電產(chǎn)氣為主，在發(fā)達國家或地區(qū)，其耗電量占工業(yè)用電量8～13%。
2021年度全國工業(yè)用電量5.5億億千瓦時。壓縮空氣用電量按10%計算為5509億千瓦時，相當于5.5個三峽水電站一年的發(fā)電量。
因此，壓縮空氣應(yīng)主動順應(yīng)雙碳發(fā)展，在壓縮空氣的制造、輸送和應(yīng)用中，新能源利用、節(jié)能與減排，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標尋求可持續(xù)發(fā)展之路（如圖3）。
壓縮空氣擁抱低碳的方式：
●減少一次能源的碳排放：
一次能源有很多種，比如原煤、原油、油頁巖、天然氣，不可再生且環(huán)境污染問題嚴重。現(xiàn)在移動式壓縮機已經(jīng)開始使用電池作為動力源。電動式壓縮機通過節(jié)能減排減少一次能源的碳排放。
●提高二次能源的清潔
如電能，而煤、天然氣等發(fā)電產(chǎn)生的電能并不“清潔”，而水力、風(fēng)力、潮汐、地?zé)帷⒑四?、氫能源發(fā)電產(chǎn)生的電能屬于清潔能源。因此提倡利用清潔的電力能源。
●加大儲能和資源再利用
削峰填谷（Peak cut）是當今電力能源最大的應(yīng)用方向，蓄水、儲氣、電化儲電、蒸氣發(fā)電等等。
未來新能源產(chǎn)業(yè)主要包括四大板塊：新能源車、光伏和風(fēng)電、儲能產(chǎn)業(yè)以及電力設(shè)備使用清潔能源和更少的能源及儲能是壓縮空氣的可持續(xù)發(fā)展道路。
二、“壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展”對企業(yè)發(fā)展有什么好處？
從使用的角度來看，壓縮氣體可以分為：
1.動力服務(wù)應(yīng)用：動力服務(wù)包括那些使用空氣或其它氣體產(chǎn)生運動或施加力，或兩者兼有的應(yīng)用。例如線性制動器、氣動工具、夾緊裝置、氣動升降機和氣動輸送機等。
2.過程服務(wù)應(yīng)用：過程服務(wù)被定義為空氣或其它氣體進入過程本身的任何應(yīng)用。例如燃燒、液化和將氣體混合物分離成組分、油的氫化、制冷、支持生物過程的通風(fēng)以及食物脫水等。
3.控制服務(wù)應(yīng)用：控制應(yīng)用是指空氣或其它氣體觸發(fā)、啟動、停止、調(diào)節(jié)或以其它方式控制機器或過程的應(yīng)用?？刂茟?yīng)用出現(xiàn)在整個電力和過程使用中。一些穩(wěn)定流程工廠實際上是完全自動化的。
通過以上用途介紹，不管是用戶還是行業(yè)參與者，許多人認為壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展實踐活動會限制企業(yè)短期績效，如增加設(shè)備制造或采購成本，改變現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，被迫學(xué)習(xí)新的知識等等。
采用壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展理念就是不斷追求品質(zhì)和節(jié)能。在壓縮空氣使用領(lǐng)域，最貴的是品質(zhì)氣體，它是高科技產(chǎn)業(yè)不斷向前的動力。最浪費是能源消耗，也是大多數(shù)企業(yè)生存發(fā)展的瓶頸。
企業(yè)可以通過投資提高壓縮空氣品質(zhì)及系統(tǒng)效率，規(guī)劃好減排策略，提升市場競爭力，大大提高企業(yè)的經(jīng)營效率，從而可以減少運營資金預(yù)算。
那么，2022年11月制造業(yè)PMI指數(shù)再下探，壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的春天又在哪里？
據(jù)國家統(tǒng)計局2022年11月30日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，11月份，制造業(yè)采購經(jīng)理指數(shù)（PMI）為48.0%，比上月下降1.2個百分點，低于臨界點，制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營景氣水平較上月有所下降。（如圖4）
不同規(guī)模企業(yè)PMI均有回落，大、中、小型企業(yè)PMI分別為49.1%、48.1%和45.6%，比上月下降1.0、0.8和2.6個百分點，均低于臨界點。（如圖5）
調(diào)查結(jié)果顯示，大、中、小型企業(yè)反映資金緊張和市場需求不足的占比均有所上升，其中小型企業(yè)的占比分別為46.0%和58.8%，比上月上升0.8和1.9個百分點，小型企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營壓力更大。
那么，2022年11月PMI指數(shù)給我們帶來了哪些信息？
制造業(yè)供需繼續(xù)走弱：
2022年11月國內(nèi)疫情形勢更為嚴峻，制造業(yè)生產(chǎn)、需求兩端均受到明顯影響。不過，部分必需品行業(yè)仍保持較高景氣水平。分企業(yè)規(guī)模來看，各類型企業(yè)景氣程度均明顯回落，尤其是小型企業(yè)制造業(yè)PMI降至2022年4月水平。（如圖6）
農(nóng)副食品加工、食品及酒飲料精制茶、醫(yī)藥、電氣機械器材等行業(yè)PMI和生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)繼續(xù)位于景氣區(qū)間，市場需求保持增長，企業(yè)對行業(yè)發(fā)展較為樂觀。
新出口訂單回落，外需下行壓力加重：
2022年11月表征外需的制造業(yè)PMI新出口訂單指數(shù)降至半年來最低值，結(jié)合外貿(mào)相關(guān)的高頻指標來看，出口表現(xiàn)或依然偏弱。
PPI同比將進一步走低：
制造業(yè)出廠價格指數(shù)PPI在-1.6%左右，預(yù)示壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品價格還要下探。（如圖7）
制造業(yè)企業(yè)市場預(yù)期大幅轉(zhuǎn)弱：
2022年11月制造業(yè)PMI生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)環(huán)比下降3.7個百分點至48.9%，為本年度2月以來首次跌至榮枯線以下，市場信心明顯轉(zhuǎn)弱。（如圖8）
從行業(yè)看，紡織、化學(xué)原料及化學(xué)制品、黑色金屬冶煉及壓延加工、金屬制品等行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)均低于43.0%，企業(yè)信心不足的情況更為明顯。
11月份，制造業(yè)PMI降至48.0%，連續(xù)兩個月低于臨界點，制造業(yè)下行壓力有所加大。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)迎來了冬天，如果再不改變，只能被北風(fēng)刮走。（見圖9）
采用可持續(xù)發(fā)展理念就是不斷減少浪費：
在用戶端，壓縮空氣生產(chǎn)、輸送和應(yīng)用領(lǐng)域，最大的成本就是浪費。（如圖10）
在壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商來看，精益生產(chǎn)就是治理生產(chǎn)成本浪費的靈丹妙藥。不管外面有多冷，精益生產(chǎn)就是行業(yè)的溫室大棚，有了大棚，天天都是春天。
另外，就是擁抱產(chǎn)業(yè)升級，提升產(chǎn)品品質(zhì)，從而遠離市場經(jīng)濟的海嘯。站在行業(yè)和市場食物鏈頂端，站得更高，行得更遠。（如圖11）
三、壓縮空氣系統(tǒng)如何影響碳排放？
能源消耗是大氣碳排放的主要來源，壓縮空氣系統(tǒng)在其整個生命周期中都會消耗能源。
●能源用于制造壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備，因此采用工業(yè)4.0生產(chǎn)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備的趨勢越來越明顯；
●能源用于壓縮空氣的生產(chǎn)、使用和處置。因而，任何使得壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能的措施都會受到關(guān)注和實施。
●壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備在生命周期內(nèi)會逐步增加消耗能量，如何防范和減少生命周期內(nèi)的能源消耗，是每個壓縮空氣參與者在LCC（生命周期成本）都應(yīng)該專業(yè)評估的。（如圖12）
因此，盡量降低壓縮空氣系統(tǒng)能耗，就能減少碳排放。通常在壓縮空氣的設(shè)計、生產(chǎn)、使用、維護等方面根據(jù)市場和客戶的要求，可以有以下幾種可行方案：
●通過改造或購買方式，把高耗能壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備換成低能耗的；
●將空壓機排空的熱量回收，減少其它用途耗熱，如熱能回收，壓縮熱再生吸干機；
●由節(jié)能服務(wù)公司設(shè)計和投資建設(shè)空壓站，雙方按合同約定比例分享節(jié)能效益；
●能源公司將生產(chǎn)出來的壓縮空氣以一定價格銷售給業(yè)主方，銷售給業(yè)主方的氣體價格低于業(yè)主方自主運行的價格；
●壓縮空氣系統(tǒng)供應(yīng)商按客戶用氣要求，提供最佳綜合輸功效率空壓站的解決方案。（如圖13）
四、壓縮空氣對碳排放有多大影響？
當老板們討論制造業(yè)及制造業(yè)企業(yè)通常需要每月消耗水、電和天然氣的成本時，第四大用途的“壓縮空氣”會立即浮現(xiàn)在腦海中，但是會忽略壓縮空氣的使用成本及碳排放量。
據(jù)美國能源部估計壓縮機消耗大約8%的美國電力，這導(dǎo)致大約2.14億噸的碳排放。此外，美國能源部估計，可能有多達一半的壓縮空氣被浪費，即使是適度的努力也可以輕松提高效率20%，減少碳排放相當于減少900萬輛汽車上路。
當你仔細檢查國內(nèi)大部分工廠的壓縮空氣系統(tǒng)時，可能會發(fā)現(xiàn)一些甚至更多可以降低企業(yè)能耗和碳排放的機會。如果從碳排放指標來考慮，則可以顯著節(jié)約能源、降低運營成本，并通過減少碳足跡來把對環(huán)境的影響降至最低。
在壓縮空氣使用周期中，重視和專業(yè)的維保工作可以節(jié)省維護費用，并確?？諝馇鍧崳屇哒頍o憂。
據(jù)澳洲能源部統(tǒng)計，空壓機在使用十年后，其效率大約會衰減15～20%左右，也就是說，即使是新出廠的空壓機，由于生產(chǎn)質(zhì)量，系統(tǒng)配置，實際工況，運營維護等方面的原因，在相同工作量，每年都會有1~2%能耗的增加，也就是增加了碳排放量。
根據(jù)GB/T 2589-2020《綜合能耗計算通則》6計算范圍：
6.1綜合能耗計算范圍包括實際消耗的一次能源和二次能源等各種能源，含用作原料的能源。（如圖14）
反之，如果能夠把高能耗的壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備替換或改造成低能耗的設(shè)備，就可以降低碳排放量，達到減排的目的。
按照前面估算2021年壓縮空氣耗能5509億千瓦時，如果能通過節(jié)能改造方式每節(jié)能10%，就可以節(jié)約677萬噸標準煤，減少碳排放量1687萬噸二氧化碳。
6.2耗能工質(zhì)消耗的能源應(yīng)納入綜合能耗計算。耗能工質(zhì)主要包括新水、軟化水、壓縮空氣、氧氣和氮氣等。（如圖15）
假如某用戶全年總計使用壓縮空氣1億 m3（208m3/min），由于管路老化泄露率10%。如果通過管路改造，杜絕泄露，那么每年可以節(jié)約40萬噸標準煤，減少碳排放量99.7萬噸二氧化碳。
五、大部分壓縮空氣減排潛力集中在大型工廠嗎？
盡管大型工廠在制造壓縮空氣時通常會消耗更多的能源，但它們的浪費總量并不比小型工廠多。當你考慮到小型工廠的數(shù)量遠遠超過大型工廠時，且小型工廠高耗能數(shù)量遠遠大于大型企業(yè)。很明顯，可持續(xù)發(fā)展的努力將惠及各行各業(yè)。
據(jù)筆者了解，以愛景科技、北京豐電為行業(yè)踐行者的壓縮空氣節(jié)能企業(yè)主要是主攻大型企業(yè)節(jié)能減排。愛景科技2022年完成10000m3/min售氣任務(wù)，可以年節(jié)省約110000噸標準煤，減少二氧化碳排放約250000噸。
氣老板通過全國加盟商的方式，建立起一套以中小型企業(yè)為主的壓縮空氣節(jié)能模式，大大降低了壓縮空氣節(jié)能門檻，大范圍地為國內(nèi)企業(yè)節(jié)能減排提供解決方案。
在全球低碳轉(zhuǎn)型的大潮下，能源、電力、材料、建筑以及生產(chǎn)制造、交通運輸?shù)榷囝I(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一系列創(chuàng)新成果，催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)品、新服務(wù)。
“雙碳”航道上千帆競發(fā)、百舸爭流,壓縮氣體在新能源利用、節(jié)能與減排領(lǐng)域大有可為。
六、壓縮空氣品質(zhì)與節(jié)能的鴻溝在哪里？
在壓縮空氣系統(tǒng)行業(yè)有句俗話：越高品質(zhì)壓縮空氣越貴（賺錢），越節(jié)能壓縮空氣越有市場（省錢）。(如圖16)
鴻溝1：壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備之間的鴻溝。壓縮空氣系統(tǒng)牽涉了多種設(shè)備，之前，做空壓機設(shè)備的供應(yīng)商只懂空壓機，做凈化設(shè)備的供應(yīng)商只了解凈化設(shè)備，做管路的供應(yīng)商只知道管路，各自只能給自己的設(shè)備打保票，出了問題都是推給其它設(shè)備。今后來說，市場要求壓縮空氣追求品質(zhì)和節(jié)能是整個系統(tǒng)共同完成，只有懂整個壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備知識的供應(yīng)商才能平衡和合理配置壓縮空氣系統(tǒng)。
鴻溝2：壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備制造商的承諾與現(xiàn)實存在差距。無論是空壓機虛標氣量、能耗指標，還是凈化設(shè)備虛標處理量、精度、功率、耗氣量或者是夸大節(jié)能效果，都會讓壓縮空氣品質(zhì)與節(jié)能大打折扣。
鴻溝3：物聯(lián)技術(shù)與壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備匹配度。往往壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備有100%功能和要求，物聯(lián)技術(shù)只能實現(xiàn)60%，用戶端只用了50%。比如壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備生命周期中的監(jiān)測與預(yù)警，就是物聯(lián)技術(shù)開發(fā)者無法完全領(lǐng)會到壓縮空氣設(shè)備的研發(fā)人員的設(shè)計思路和要求。比如，螺桿空壓機主機故障預(yù)警；冷干機故障預(yù)警；吸干機脫附效果預(yù)警等等。通俗一點，物聯(lián)技術(shù)人員和壓縮空氣設(shè)備研發(fā)人員對設(shè)備理解的程度是不一樣。如果在壓縮空氣系統(tǒng)物聯(lián)技術(shù)開發(fā)階段有資深壓縮空氣設(shè)備研發(fā)人員參與會做得更好。(如圖17)
鴻溝4：國內(nèi)大部分空壓系統(tǒng)設(shè)備制造商還處于工業(yè)1.0和2.0，對于全球的制造業(yè)進入工業(yè)4.0存在很大的鴻溝。國內(nèi)大部分壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備制造商在設(shè)計理論，制造工藝和質(zhì)量管理方面沒有太多的沉淀，專業(yè)人才缺口太大，比如研發(fā)理論和計算，樣機的測試技術(shù)及規(guī)范、精益生產(chǎn)管理與應(yīng)用、ERP系統(tǒng)基礎(chǔ)BOM的建立、PLM系統(tǒng)管理流程等等，一時無法彌補。這就需要我們向歐美領(lǐng)先企業(yè)學(xué)習(xí)，更快地縮小差距，實現(xiàn)真正意義上的彎道超車。(如圖18)
來源：本站原創(chuàng)
一、壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展嗎？
【壓縮機網(wǎng)】評價任何事物可持續(xù)發(fā)展的3個條件：
1.能夠被使用而不會被完全用完或者毀壞；
2.涉及不完全耗盡或破壞自然資源的方法；
3.能夠持續(xù)或者延續(xù)很長時間。
首先，地球上的空氣不像天然氣那樣會越用越少，而是取之不盡，用之不竭的。 其次，壓縮空氣作為能源動力，具有綠色環(huán)保，對地球環(huán)境不會造成污染。再者，壓縮空氣是第三能源，需要消耗第一或第二能源而產(chǎn)生，人類對清潔使用第一或第二能源有很多辦法，如利用太陽能、風(fēng)能、氫能等等，所以不必擔心壓縮空氣的動力源可否能延續(xù)。
在工業(yè)中，壓縮空氣通常與電力、天然氣和水被稱為四大公用資源。
壓縮空氣具有許多節(jié)能和環(huán)境效益，是其它三項不可替代的。壓縮空氣作為一種重要的動力源，與其它能源相比，具有下列明顯的特點：
●清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能；
●沒有起火危險；
●不怕超負荷，能在許多不利環(huán)境下工作；
●空氣在地面上到處都有，取之不盡。
由此，壓縮空氣已成了為各種應(yīng)用和過程提供動力的首選能源。
如今的企業(yè)發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣是創(chuàng)新解決方案和應(yīng)用的真正來源，壓縮空氣的能量被用于成千上萬的領(lǐng)域，對全球工業(yè)的生產(chǎn)力提升至關(guān)重要。
壓縮空氣應(yīng)用如此廣泛，以至于人類活動的吃、穿、住、行都離不開它，不管過去、現(xiàn)在還是將來，壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)是一個對所有國家的經(jīng)濟都有很大貢獻的重要行業(yè)。壓縮空氣的誕生、發(fā)展就是為工業(yè)制造過程提供源源不斷的動力，其發(fā)展如圖1。
作為工業(yè)用途，壓縮空氣目前還沒有替代它的其它方式，但是產(chǎn)生壓縮空氣需要消耗其它能源，其中電力是最主要的方式。
目前我國的電力結(jié)構(gòu)里，火電的占比仍然高達70%。雖然近10年以來，我國大力發(fā)展可再生能源，水電、風(fēng)電、光伏等發(fā)電的占比有所提高，但是火力發(fā)電仍是我國電力的主要來源，煤炭是火電的主要原料，而在火力發(fā)電中接近90%使用煤炭（如圖2）。
國家要實現(xiàn)雙碳目標，需要從兩方面入手；
一方面需調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)改進，從節(jié)能入手，降低產(chǎn)業(yè)高能耗占比，減少能源強度；另一方面，需優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增大非化石能源比例（清潔能源）。
在工業(yè)領(lǐng)域，壓縮空氣是三次能源，以電產(chǎn)氣為主，在發(fā)達國家或地區(qū)，其耗電量占工業(yè)用電量8～13%。
2021年度全國工業(yè)用電量5.5億億千瓦時。壓縮空氣用電量按10%計算為5509億千瓦時，相當于5.5個三峽水電站一年的發(fā)電量。
因此，壓縮空氣應(yīng)主動順應(yīng)雙碳發(fā)展，在壓縮空氣的制造、輸送和應(yīng)用中，新能源利用、節(jié)能與減排，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標尋求可持續(xù)發(fā)展之路（如圖3）。
壓縮空氣擁抱低碳的方式：
●減少一次能源的碳排放：
一次能源有很多種，比如原煤、原油、油頁巖、天然氣，不可再生且環(huán)境污染問題嚴重。現(xiàn)在移動式壓縮機已經(jīng)開始使用電池作為動力源。電動式壓縮機通過節(jié)能減排減少一次能源的碳排放。
●提高二次能源的清潔
如電能，而煤、天然氣等發(fā)電產(chǎn)生的電能并不“清潔”，而水力、風(fēng)力、潮汐、地?zé)帷⒑四?、氫能源發(fā)電產(chǎn)生的電能屬于清潔能源。因此提倡利用清潔的電力能源。
●加大儲能和資源再利用
削峰填谷（Peak cut）是當今電力能源最大的應(yīng)用方向，蓄水、儲氣、電化儲電、蒸氣發(fā)電等等。
未來新能源產(chǎn)業(yè)主要包括四大板塊：新能源車、光伏和風(fēng)電、儲能產(chǎn)業(yè)以及電力設(shè)備使用清潔能源和更少的能源及儲能是壓縮空氣的可持續(xù)發(fā)展道路。
二、“壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展”對企業(yè)發(fā)展有什么好處？
從使用的角度來看，壓縮氣體可以分為：
1.動力服務(wù)應(yīng)用：動力服務(wù)包括那些使用空氣或其它氣體產(chǎn)生運動或施加力，或兩者兼有的應(yīng)用。例如線性制動器、氣動工具、夾緊裝置、氣動升降機和氣動輸送機等。
2.過程服務(wù)應(yīng)用：過程服務(wù)被定義為空氣或其它氣體進入過程本身的任何應(yīng)用。例如燃燒、液化和將氣體混合物分離成組分、油的氫化、制冷、支持生物過程的通風(fēng)以及食物脫水等。
3.控制服務(wù)應(yīng)用：控制應(yīng)用是指空氣或其它氣體觸發(fā)、啟動、停止、調(diào)節(jié)或以其它方式控制機器或過程的應(yīng)用?？刂茟?yīng)用出現(xiàn)在整個電力和過程使用中。一些穩(wěn)定流程工廠實際上是完全自動化的。
通過以上用途介紹，不管是用戶還是行業(yè)參與者，許多人認為壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展實踐活動會限制企業(yè)短期績效，如增加設(shè)備制造或采購成本，改變現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，被迫學(xué)習(xí)新的知識等等。
采用壓縮空氣可持續(xù)發(fā)展理念就是不斷追求品質(zhì)和節(jié)能。在壓縮空氣使用領(lǐng)域，最貴的是品質(zhì)氣體，它是高科技產(chǎn)業(yè)不斷向前的動力。最浪費是能源消耗，也是大多數(shù)企業(yè)生存發(fā)展的瓶頸。
企業(yè)可以通過投資提高壓縮空氣品質(zhì)及系統(tǒng)效率，規(guī)劃好減排策略，提升市場競爭力，大大提高企業(yè)的經(jīng)營效率，從而可以減少運營資金預(yù)算。
那么，2022年11月制造業(yè)PMI指數(shù)再下探，壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的春天又在哪里？
據(jù)國家統(tǒng)計局2022年11月30日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，11月份，制造業(yè)采購經(jīng)理指數(shù)（PMI）為48.0%，比上月下降1.2個百分點，低于臨界點，制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營景氣水平較上月有所下降。（如圖4）
不同規(guī)模企業(yè)PMI均有回落，大、中、小型企業(yè)PMI分別為49.1%、48.1%和45.6%，比上月下降1.0、0.8和2.6個百分點，均低于臨界點。（如圖5）
調(diào)查結(jié)果顯示，大、中、小型企業(yè)反映資金緊張和市場需求不足的占比均有所上升，其中小型企業(yè)的占比分別為46.0%和58.8%，比上月上升0.8和1.9個百分點，小型企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營壓力更大。
那么，2022年11月PMI指數(shù)給我們帶來了哪些信息？
制造業(yè)供需繼續(xù)走弱：
2022年11月國內(nèi)疫情形勢更為嚴峻，制造業(yè)生產(chǎn)、需求兩端均受到明顯影響。不過，部分必需品行業(yè)仍保持較高景氣水平。分企業(yè)規(guī)模來看，各類型企業(yè)景氣程度均明顯回落，尤其是小型企業(yè)制造業(yè)PMI降至2022年4月水平。（如圖6）
農(nóng)副食品加工、食品及酒飲料精制茶、醫(yī)藥、電氣機械器材等行業(yè)PMI和生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)繼續(xù)位于景氣區(qū)間，市場需求保持增長，企業(yè)對行業(yè)發(fā)展較為樂觀。
新出口訂單回落，外需下行壓力加重：
2022年11月表征外需的制造業(yè)PMI新出口訂單指數(shù)降至半年來最低值，結(jié)合外貿(mào)相關(guān)的高頻指標來看，出口表現(xiàn)或依然偏弱。
PPI同比將進一步走低：
制造業(yè)出廠價格指數(shù)PPI在-1.6%左右，預(yù)示壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品價格還要下探。（如圖7）
制造業(yè)企業(yè)市場預(yù)期大幅轉(zhuǎn)弱：
2022年11月制造業(yè)PMI生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)環(huán)比下降3.7個百分點至48.9%，為本年度2月以來首次跌至榮枯線以下，市場信心明顯轉(zhuǎn)弱。（如圖8）
從行業(yè)看，紡織、化學(xué)原料及化學(xué)制品、黑色金屬冶煉及壓延加工、金屬制品等行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)均低于43.0%，企業(yè)信心不足的情況更為明顯。
11月份，制造業(yè)PMI降至48.0%，連續(xù)兩個月低于臨界點，制造業(yè)下行壓力有所加大。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)迎來了冬天，如果再不改變，只能被北風(fēng)刮走。（見圖9）
采用可持續(xù)發(fā)展理念就是不斷減少浪費：
在用戶端，壓縮空氣生產(chǎn)、輸送和應(yīng)用領(lǐng)域，最大的成本就是浪費。（如圖10）
在壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商來看，精益生產(chǎn)就是治理生產(chǎn)成本浪費的靈丹妙藥。不管外面有多冷，精益生產(chǎn)就是行業(yè)的溫室大棚，有了大棚，天天都是春天。
另外，就是擁抱產(chǎn)業(yè)升級，提升產(chǎn)品品質(zhì)，從而遠離市場經(jīng)濟的海嘯。站在行業(yè)和市場食物鏈頂端，站得更高，行得更遠。（如圖11）
三、壓縮空氣系統(tǒng)如何影響碳排放？
能源消耗是大氣碳排放的主要來源，壓縮空氣系統(tǒng)在其整個生命周期中都會消耗能源。
●能源用于制造壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備，因此采用工業(yè)4.0生產(chǎn)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備的趨勢越來越明顯；
●能源用于壓縮空氣的生產(chǎn)、使用和處置。因而，任何使得壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能的措施都會受到關(guān)注和實施。
●壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備在生命周期內(nèi)會逐步增加消耗能量，如何防范和減少生命周期內(nèi)的能源消耗，是每個壓縮空氣參與者在LCC（生命周期成本）都應(yīng)該專業(yè)評估的。（如圖12）
因此，盡量降低壓縮空氣系統(tǒng)能耗，就能減少碳排放。通常在壓縮空氣的設(shè)計、生產(chǎn)、使用、維護等方面根據(jù)市場和客戶的要求，可以有以下幾種可行方案：
●通過改造或購買方式，把高耗能壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備換成低能耗的；
●將空壓機排空的熱量回收，減少其它用途耗熱，如熱能回收，壓縮熱再生吸干機；
●由節(jié)能服務(wù)公司設(shè)計和投資建設(shè)空壓站，雙方按合同約定比例分享節(jié)能效益；
●能源公司將生產(chǎn)出來的壓縮空氣以一定價格銷售給業(yè)主方，銷售給業(yè)主方的氣體價格低于業(yè)主方自主運行的價格；
●壓縮空氣系統(tǒng)供應(yīng)商按客戶用氣要求，提供最佳綜合輸功效率空壓站的解決方案。（如圖13）
四、壓縮空氣對碳排放有多大影響？
當老板們討論制造業(yè)及制造業(yè)企業(yè)通常需要每月消耗水、電和天然氣的成本時，第四大用途的“壓縮空氣”會立即浮現(xiàn)在腦海中，但是會忽略壓縮空氣的使用成本及碳排放量。
據(jù)美國能源部估計壓縮機消耗大約8%的美國電力，這導(dǎo)致大約2.14億噸的碳排放。此外，美國能源部估計，可能有多達一半的壓縮空氣被浪費，即使是適度的努力也可以輕松提高效率20%，減少碳排放相當于減少900萬輛汽車上路。
當你仔細檢查國內(nèi)大部分工廠的壓縮空氣系統(tǒng)時，可能會發(fā)現(xiàn)一些甚至更多可以降低企業(yè)能耗和碳排放的機會。如果從碳排放指標來考慮，則可以顯著節(jié)約能源、降低運營成本，并通過減少碳足跡來把對環(huán)境的影響降至最低。
在壓縮空氣使用周期中，重視和專業(yè)的維保工作可以節(jié)省維護費用，并確?？諝馇鍧崳屇哒頍o憂。
據(jù)澳洲能源部統(tǒng)計，空壓機在使用十年后，其效率大約會衰減15～20%左右，也就是說，即使是新出廠的空壓機，由于生產(chǎn)質(zhì)量，系統(tǒng)配置，實際工況，運營維護等方面的原因，在相同工作量，每年都會有1~2%能耗的增加，也就是增加了碳排放量。
根據(jù)GB/T 2589-2020《綜合能耗計算通則》6計算范圍：
6.1綜合能耗計算范圍包括實際消耗的一次能源和二次能源等各種能源，含用作原料的能源。（如圖14）
反之，如果能夠把高能耗的壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備替換或改造成低能耗的設(shè)備，就可以降低碳排放量，達到減排的目的。
按照前面估算2021年壓縮空氣耗能5509億千瓦時，如果能通過節(jié)能改造方式每節(jié)能10%，就可以節(jié)約677萬噸標準煤，減少碳排放量1687萬噸二氧化碳。
6.2耗能工質(zhì)消耗的能源應(yīng)納入綜合能耗計算。耗能工質(zhì)主要包括新水、軟化水、壓縮空氣、氧氣和氮氣等。（如圖15）
假如某用戶全年總計使用壓縮空氣1億 m3（208m3/min），由于管路老化泄露率10%。如果通過管路改造，杜絕泄露，那么每年可以節(jié)約40萬噸標準煤，減少碳排放量99.7萬噸二氧化碳。
五、大部分壓縮空氣減排潛力集中在大型工廠嗎？
盡管大型工廠在制造壓縮空氣時通常會消耗更多的能源，但它們的浪費總量并不比小型工廠多。當你考慮到小型工廠的數(shù)量遠遠超過大型工廠時，且小型工廠高耗能數(shù)量遠遠大于大型企業(yè)。很明顯，可持續(xù)發(fā)展的努力將惠及各行各業(yè)。
據(jù)筆者了解，以愛景科技、北京豐電為行業(yè)踐行者的壓縮空氣節(jié)能企業(yè)主要是主攻大型企業(yè)節(jié)能減排。愛景科技2022年完成10000m3/min售氣任務(wù)，可以年節(jié)省約110000噸標準煤，減少二氧化碳排放約250000噸。
氣老板通過全國加盟商的方式，建立起一套以中小型企業(yè)為主的壓縮空氣節(jié)能模式，大大降低了壓縮空氣節(jié)能門檻，大范圍地為國內(nèi)企業(yè)節(jié)能減排提供解決方案。
在全球低碳轉(zhuǎn)型的大潮下，能源、電力、材料、建筑以及生產(chǎn)制造、交通運輸?shù)榷囝I(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一系列創(chuàng)新成果，催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)品、新服務(wù)。
“雙碳”航道上千帆競發(fā)、百舸爭流,壓縮氣體在新能源利用、節(jié)能與減排領(lǐng)域大有可為。
六、壓縮空氣品質(zhì)與節(jié)能的鴻溝在哪里？
在壓縮空氣系統(tǒng)行業(yè)有句俗話：越高品質(zhì)壓縮空氣越貴（賺錢），越節(jié)能壓縮空氣越有市場（省錢）。(如圖16)
鴻溝1：壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備之間的鴻溝。壓縮空氣系統(tǒng)牽涉了多種設(shè)備，之前，做空壓機設(shè)備的供應(yīng)商只懂空壓機，做凈化設(shè)備的供應(yīng)商只了解凈化設(shè)備，做管路的供應(yīng)商只知道管路，各自只能給自己的設(shè)備打保票，出了問題都是推給其它設(shè)備。今后來說，市場要求壓縮空氣追求品質(zhì)和節(jié)能是整個系統(tǒng)共同完成，只有懂整個壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備知識的供應(yīng)商才能平衡和合理配置壓縮空氣系統(tǒng)。
鴻溝2：壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備制造商的承諾與現(xiàn)實存在差距。無論是空壓機虛標氣量、能耗指標，還是凈化設(shè)備虛標處理量、精度、功率、耗氣量或者是夸大節(jié)能效果，都會讓壓縮空氣品質(zhì)與節(jié)能大打折扣。
鴻溝3：物聯(lián)技術(shù)與壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備匹配度。往往壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備有100%功能和要求，物聯(lián)技術(shù)只能實現(xiàn)60%，用戶端只用了50%。比如壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備生命周期中的監(jiān)測與預(yù)警，就是物聯(lián)技術(shù)開發(fā)者無法完全領(lǐng)會到壓縮空氣設(shè)備的研發(fā)人員的設(shè)計思路和要求。比如，螺桿空壓機主機故障預(yù)警；冷干機故障預(yù)警；吸干機脫附效果預(yù)警等等。通俗一點，物聯(lián)技術(shù)人員和壓縮空氣設(shè)備研發(fā)人員對設(shè)備理解的程度是不一樣。如果在壓縮空氣系統(tǒng)物聯(lián)技術(shù)開發(fā)階段有資深壓縮空氣設(shè)備研發(fā)人員參與會做得更好。(如圖17)
鴻溝4：國內(nèi)大部分空壓系統(tǒng)設(shè)備制造商還處于工業(yè)1.0和2.0，對于全球的制造業(yè)進入工業(yè)4.0存在很大的鴻溝。國內(nèi)大部分壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備制造商在設(shè)計理論，制造工藝和質(zhì)量管理方面沒有太多的沉淀，專業(yè)人才缺口太大，比如研發(fā)理論和計算，樣機的測試技術(shù)及規(guī)范、精益生產(chǎn)管理與應(yīng)用、ERP系統(tǒng)基礎(chǔ)BOM的建立、PLM系統(tǒng)管理流程等等，一時無法彌補。這就需要我們向歐美領(lǐng)先企業(yè)學(xué)習(xí)，更快地縮小差距，實現(xiàn)真正意義上的彎道超車。(如圖18)
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