企业能源管理绩效的系统评价方法研究

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为实现全社会能源利用效率的长期持续改进,我国2012年正式引入了能源管理体系标准,并逐步推动实施了体系建设与认证试点工作,取得了阶段性效果。测量与改进企业的能源管理水平需要标准化的绩效评价方法,然而,该领域还存在两方面的问题:一方面,现有国际标准仅基于能源效率等能源绩效指标,缺乏针对能源管理体系的基于“成熟度”的定性评价方法;另一方面,此前能源管理成熟度模型中的评价标准存在对我国适用性不强的问题。为支持能源管理绩效评价国家标准的研制开发,本研究旨在通过开发能源管理成熟度模型来弥补此前我国定性评价方法的不足,并构建一套“定性+定量”的能源管理绩效评价体系,最终基于能源管理绩效的综合结果来实现企业能源管理水平及有效性的量化评价。首先,基于系统节能理论、协同理论以及信息科学等相关理论,从物质流、能量流、信息流这三大基本要素的角度揭示了工业生产系统中能源管理的物理本质。物质流(需求侧)与能量流(供给侧)的相互作用决定了工业生产系统的能源绩效,物质流与能量流的协同优化是能源管理的根本目标。信息流对整个系统的协同演化起着关键的引导作用,其是工业企业的协同控制系统。本研究发现管理体系等同于信息流子系统,能源管理体系隶属于信息流子系统,能源管理的物理本质是基于信息流管理的物质流、能量流协同优化机制。其次,基于对我国能源管理实践特征的调研与总结,开发了一个能源管理成熟度模型(EMMM-China),并利用纵向多案例研究方法进行了模型验证。模型框架的设计基于最新的ISO 50001:2018能源管理体系国际标准,得到的框架包含六个维度共22个关键流程。通过分析超过70个优秀能源管理案例以及国内外相关文献,构建了一个同时包含能源管理不足之处与最佳实践特征的支持性知识基础。基于这两方面的基础,本研究提出的EMMM-China将我国的能源管理演化发展规律总结为了五个成熟度级别与四个成熟度阶段,并通过网格模型详细描述了每个关键流程在不同级别所具有的特征。为了验证EMMM-China评价我国企业能源管理水平变化的有效性,对三家企业在不同阶段进行了追踪评价,三个观察点的能源管理成熟度平均评级分别为1.45、3.33和3.67,均落在模型假设推导得出的合理区间。然后,基于能源管理的物理本质,提出了能源管理绩效评价体系,并完善了相关的定义与评价指标体系。能源管理绩效评价体系包含能源管理体系绩效(对应信息流)与能源绩效(对应物质流与能量流)两大板块。针对能源管理体系绩效指标,结合鉴别力、信度、效度三方面的分析选用了EMMM-China的22个关键流程,而针对能源绩效指标,提供了通用选取原则以及水泥、钢铁、煤炭行业的参考指标。完整的能源管理绩效指标体系除了两大板块的指标与权重,还包含各指标的基准值与目标值,基于此,本研究提供了能源管理绩效改进的两种基础验证模型。随后,为了打通能源管理绩效两大板块之间的内在逻辑关联,构建了能源管理有效性量化评价模型,并进行了模型的初步验证。结合管理学与协同理论,能源管理体系绩效和能源绩效分别体现了能源管理中的“主观努力”与“积极效益”,两者之间的协同效应反映了管理有效性。因此,本研究基于协同理论构建了能源管理有效性评价模型,以能源管理协同度作为对有效性的量化指标。为了验证该模型在评价结果上的合理性,构建了水泥生产企业的能源管理绩效指标体系,通过控制变量的方法设计了六个相互对照的评价示例。各示例中的能源管理协同度计算结果在数值变化规律上符合对能源管理有效性变化趋势的逻辑推断。最后,为了支持企业实现能源管理绩效的系统提升,提供了能源绩效与能源管理体系绩效两方面改进提升的分析方法与总体策略。能源绩效是物质流与能量流协同耦合作用的结果,本研究以空压系统为例展示了基于系统动力学的能耗因素分析方法,并结合系统节能理论提出了能源绩效改进提升的六条通行策略。针对能源管理体系绩效,本研究以某建材企业为例展示了基于EMMM-China的差距分析法,并提出了能源管理体系绩效改进提升的四条通行策略。
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