Tiêu chuẩn quốc gia TCVN ISO 50006:2016 về Hệ thống quản lý năng lượng

• Số hiệu: TCVNISO50006:2016
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2016

Cấp độ ranh giới EnPI	Mô tả và ví dụ
Cơ sở/thiết bị/quá trình riêng lẻ	Ranh giới EnPI có thể được xác định xung quanh giới hạn địa lý của một cơ sở/quá trình/thiết bị mà tổ chức muốn kiểm soát và cải tiến. VÍ DỤ  Thiết bị tạo hơi nước.
Hệ thống	Ranh giới EnPI có thể được xác định xung quanh giới hạn địa lý của một nhóm các cơ sở/quá trình/thiết bị ảnh hưởng lẫn nhau mà tổ chức muốn kiểm soát và cải tiến. VÍ DỤ  Thiết bị tạo hơi nước và sử dụng hơi nước, như máy sấy.
Tổ chức	Ranh giới EnPI có thể được xác định xung quanh giới hạn địa lý của các cơ sở/quá trình/thiết bị và cũng tính đến trách nhiệm trong quản lý năng lượng của các cá nhân, đội, nhóm hoặc đơn vị kinh doanh được tổ chức chỉ định. VÍ DỤ  Hơi nước được mua cho (các) nhà máy hoặc phòng ban của một tổ chức.

Thông tin bổ sung về ranh giới EnPI trong quá trình sản xuất được nêu trong Phụ lục B.

4.2.3  Xác định và định lượng dòng năng lượng

Khi xác định được ranh giới EnPI, tổ chức cần nhận dạng dòng năng lượng qua ranh giới này. Tổ chức có thể sử dụng đô thị như trong Hình 4 để xác định các thông tin năng lượng cần thiết cho việc thiết lập các EnPI. Các đồ thị kiểu hàng rào hoặc các bản đồ năng lượng thể hiện dòng năng lượng bên trong và chạy qua ranh giới EnPI. Chúng cũng có thể bao gồm các thông tin bổ sung, như các điểm đo và dòng sản phẩm quan trọng cho việc phân tích năng lượng và thiết lập EnPI.

Tổ chức cần đo dòng năng lượng chạy qua ranh giới EnPI, thường thay đổi về mức nhiên liệu trong kho cũng như lượng năng lượng dự trữ bất kỳ.

Các EnPI và EnB đối với SEU yêu cầu các ranh giới được xác định rõ ràng để định lượng dòng năng lượng. Việc xem xét quan trọng đối với từng SEU là đồng hồ đo thích hợp để đo năng lượng tiêu thụ đi qua ranh giới SEU cũng như sự sẵn có của dữ liệu về các biến liên quan.

CHÚ DẪN

M  Phép đo

Hình 4 - Sơ đồ dạng hàng rào

...

...

...

Tùy thuộc vào nhu cầu của tổ chức và EnMS của tổ chức, các biến liên quan có nhiều khả năng ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng cần được xác định và định lượng ở từng ranh giới EnPI. Điều quan trọng là tách biệt các biến có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả năng lượng khỏi các biến có ít hoặc không có ảnh hưởng. Phân tích dữ liệu thường cần để xác định tầm quan trọng của các biến liên quan.

Một số biến có liên quan đến tiêu thụ năng lượng hơn số còn lại. Ví dụ, khi tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị sản phẩm được đo, việc đếm số lượng các sản phẩm cuối cùng có thể đưa ra kết quả sai nếu có các đầu ra trung gian được tạo ra và cũng chưa biết được liệu các đầu ra trung gian này là phế phẩm, có giá trị sử dụng hay được tái chế.

Khi các biến liên quan đã được tách biệt, các kỹ thuật mô hình hóa sau đó có thể được sử dụng để xác định bản chất chính xác của quan hệ này.

Hộp hỗ trợ thực hành 1: Xác định và định lượng các biến liên quan

Tổ chức thường gặp khó khăn trong việc hiểu tầm quan trọng của mối liên hệ giữa các biến và tiêu thụ năng lượng. Dưới đây mô tả phương pháp đánh giá xem liệu một biến có ảnh hưởng đáng kể đến tiêu thụ năng lượng hay không.

Trước tiên, việc hiểu xu hướng tiêu thụ năng lượng và về các biến liên quan tiềm năng là có thể có ích. Các xu hướng này có thể được biểu diễn theo thời gian trong một biểu đồ xu hướng. Việc này sẽ giúp tổ chức thấy rõ bằng chứng về tính mùa vụ hoặc bằng chứng về các biến thay đổi ở các thời gian giống nhau như tiêu thụ năng lượng. Ví dụ, nếu tiêu thụ năng lượng do sưởi thì sự tiêu thụ này có thể tăng trong các tháng mùa đông lạnh hơn. Nếu tải liên quan đến làm mát, tiêu thụ sẽ giảm trong các tháng hè, như thể hiện trên Hình 5.

Sau khi đánh giá rõ các xu hướng về tiêu thụ năng lượng và các biến, tổ chức có thể đánh giá tầm quan trọng của mối liên hệ này. Để làm việc này, tổ chức có thể vẽ đồ thị biến theo tiêu thụ năng lượng sử dụng biểu đồ X-Y đơn giản. Nếu biến này có liên quan thì sẽ nhìn thấy bằng chứng về mối liên quan trong phân bố các điểm. Nếu các điểm phân bố xung quanh một hàm toán học, được thể hiện như một đường xu hướng thì đường này chỉ ra sự có mặt của các biến liên quan [xem Hình 6a) và b)]. Nếu các điểm xuất hiện thành một đám mây rời rạc và không có mối liên quan rõ rệt thì biến này có khả năng không liên quan [xem Hình 6c)].

Trong nhiều trường hợp, mối liên quan tuyến tính đơn giản là đủ để xác định sự liên quan. Các biến nhất định có thể cho thấy các mối quan hệ phi tuyến tính và tổ chức sẽ cần quyết định xem cách đưa các biến này vào việc tính EnPI.

Khi một biến liên quan có vẻ như không liên quan đáng kể đến năng lượng tiêu thụ thì tổ chức có thể sử dụng EnPI dựa trên mô hình với hai hoặc nhiều bên liên quan (xem 4.3.3). Một cách khác, ranh giới EnPI có thể phân chia để tách biệt năng lượng tiêu thụ liên quan đáng kể đến chỉ một biến (xem Phụ lục B).

...

...

...

Trong trường hợp mô hình làm việc và các giá trị của biến liên quan dao động đáng kể thì điều quan trọng là đảm bảo rằng dữ liệu được phân tích cho mối tương quan là ở tần suất đúng để cho phép quan sát một cách chính xác các ảnh hưởng của từng biến.

Hình 5 - Biểu đồ xu hướng thể hiện tính mùa vụ

Hình 6 - Biến với mức độ quan trọng khác nhau

4.2.5  Xác định và định lượng yếu tố tĩnh

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng thường thay đổi về giá trị. Các yếu tố cần được phân tích để cho thấy chúng được xem là biến liên quan hay yếu tố tĩnh. Ví dụ, nhà máy sản xuất có thể có mức sản lượng thay đổi thường xuyên là biến liên quan và các sản phẩm thay đổi không thường xuyên là yếu tố tĩnh.

Điều quan trọng là cần ghi nhận điều kiện của các yếu tố tĩnh này tại thời điểm các EnPI và EnB được thiết lập. Tổ chức cần xem xét các yếu tố tĩnh này theo thời gian, để đảm bảo rằng các EnPI và EnB này vẫn thích hợp và ghi lại bất kỳ thay đổi lớn có thể ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng.

Mặc dù các yếu tố tĩnh về căn bản không thay đổi giữa giai đoạn báo cáo và giai đoạn cơ sở nhưng nếu như các điều kiện thay đổi thì các yếu tố tĩnh này có thể thay đổi và tổ chức cần xác nhận các EnPI hoặc EnB có liên quan. (xem 4.6).

...

...

...

Có thể khó để hiểu được khi nào thì các yếu tố tĩnh đòi hỏi xác nhận với các EnPI hoặc EnB có liên quan. Dưới đây nêu các kịch bản có thể hữu ích.

- Thay đổi loại sản phẩm - Một nhà máy có thể có một bộ sản phẩm ổn định được sản xuất. Loại sản phẩm đó có thể là một yếu tố tĩnh. Nếu họ đưa ra một sản phẩm mới thì có thể đòi hỏi việc xác nhận đối với sản phẩm mới này.

- Thay đổi số ca mỗi ngày - Một nhà máy có số ca sản xuất hằng ngày là cố định. Nếu số ca tăng hoặc giảm đi thì điều này có thể đòi hỏi việc xác nhận.

- Thay đổi người sử dụng tòa nhà - Một tòa nhà có số lượng người sử dụng tương đối ổn định. Nếu số lượng người sử dụng tăng hoặc giảm đáng kể do hợp đồng thuê mới, thì điều này có thể đòi hỏi việc xác nhận.

- Thay đổi diện tích sàn - Một tòa nhà có diện tích sàn cố định. Nếu tổ chức mở rộng đáng kể tòa nhà thì điều này có thể đòi hỏi việc xác nhận.

4.2.6  Tập hợp dữ liệu

4.2.6.1  Thu thập dữ liệu

Một tổ chức cần quy định dữ liệu được thu thập cho từng EnPI và EnB tương ứng. Thu thập dữ liệu có thể xảy ra tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình. Nguồn năng lượng cần được quy định cùng các biến liên quan. Điều quan trọng là tập hợp tất cả các dữ liệu bao gồm cả các yếu tố tĩnh sẽ được sử dụng để xây dựng các EnPI và EnB tương ứng.

Hộp hỗ trợ thực hành 3: Những thách thức đối với việc thu thập dữ liệu năng lượng

...

...

...

- Thiếu dữ liệu đo chi tiết từ người cung cấp năng lượng - khi một tổ chức không có dữ liệu đo chi tiết từ người cung cấp năng lượng thì tự họ có thể nghiên cứu các phương án đo bổ sung của chính mình hoặc thông qua người cung cấp năng lượng của mình.

- Thiếu dữ liệu về các biến liên quan - khi một tổ chức không có dữ liệu đối với một quá trình sản xuất năng lượng cụ thể thì họ có thể thêm các cảm biến để thu được dữ liệu này.

- Dạng thức dữ liệu không tương thích - khi dữ liệu về năng lượng của một tổ chức ở tần suất đo khác so với dữ liệu của các yếu tố còn lại của tổ chức thì có thể tổng hợp hoặc tách dữ liệu để điều chỉnh chúng.

- Thiếu dữ liệu về các hộ sử dụng năng lượng cụ thể - khi dữ liệu về năng lượng của một tổ chức không cho thấy các hộ sử dụng năng lượng cụ thể thì có thể tìm được dữ liệu về sử dụng này ở các đồng hồ đo phụ.

Tổ chức có thể xác định rằng tầm quan trọng của sử dụng năng lượng trong ranh giới EnPI hoặc cơ hội để cải tiến là đủ cao để cân bằng chi phí cho các đồng hồ đo, đồng hồ đo phụ và/hoặc cảm biến mới để đo các biến liên quan khác. Trong các trường hợp này, tổ chức sẽ quy định hạng mục đo này trong kế hoạch theo dõi, đo lường và phân tích của mình.

Khi tổ chức sử dụng các giá trị ước lượng để tính toán các EnPI và EnB tương ứng thì cần lập tài liệu về các giả định và phương pháp của mình.

Một tổ chức có thể nhận thấy rằng một số EnPI được nhận biết trước đó là quan trọng có thể không đo được do các hạn chế về dữ liệu hoặc các rào cản khác. Trong trường hợp này, tổ chức sẽ cần đánh giá và từ đó cải biến các EnPI này hoặc đưa vào sử dụng các đồng hồ đo hoặc phương pháp đo bổ sung.

4.2.6.2  Đo lường

Tiêu thụ năng lượng thường được đo bằng cách sử dụng đồng hồ đo hoặc đồng hồ đo phụ cố định hoặc bằng cách đo tạm thời. Tiêu thụ năng lượng cần được đo và tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu theo khoảng thời gian cụ thể.

...

...

...

CHÚ THÍCH: Trong nhiều trường hợp, lượng năng lượng đã tiêu thụ cần được đo gián tiếp. Việc này có thể đòi hỏi phải đo lưu lượng, thể tích hoặc khối lượng nhiên liệu đã được cung cấp và có thể thay đổi theo các yếu tố như thành phần, nhiệt độ ngoài trời, áp suất và các yếu tố khác. Các bội số hoặc hệ số thường được áp dụng cho lưu lượng thực đo được của nhiên liệu khí hoặc lỏng để tinh lượng năng lượng có trong nhiên liệu.

Có thể thực hiện các phép đo theo cách đo tại vị trí đo (ví dụ, sử dụng đồng hồ đo di động/xách tay), theo cách đo nhất thời (ví dụ, sử dụng các bộ tự ghi dữ liệu) hoặc đo liên tục (ví dụ, sử dụng dữ liệu từ hệ thống điều khiển giám sát và tiếp nhận dữ liệu (SCADA) hoặc hệ thống tiếp nhận và xử lý dữ liệu (DAHS). Tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan được sử dụng để tính từng EnPI cần được đo ở cùng thời điểm và cùng tần suất. Nếu không thể đo liên tục thì tổ chức cần đảm bảo rằng các phép đo thực hiện tại vị trí đo hoặc nhất thời được thực hiện trong các giai đoạn đại diện cho mô hình vận hành điển hình.

Tất cả các phép đo cần chính xác và có khả năng lặp lại và các đồng hồ đo tương ứng đều được hiệu chuẩn. Tất cả các giá trị đo cần được kiểm tra xác nhận.

4.2.6.3  Lựa chọn tần suất thu thập dữ liệu

Giai đoạn thu thập dữ liệu có thể dài hơn giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo. Thu thập dữ liệu được thực hiện định kỳ (ví dụ, hằng giờ, hằng ngày, hằng tuần). Điều này được gọi là tần suất thu thập dữ liệu.

Tổ chức cần lựa chọn tần suất thu thập dữ liệu đủ cho từng thông số tiêu thụ năng lượng và biến liên quan được bao gồm trong EnPI và EnB tương ứng. Giai đoạn và tần suất thu thập dữ liệu cần đủ để thể hiện được các điều kiện làm việc và cung cấp đủ số lượng điểm dữ liệu cho phân tích.

Tần suất thu thập dữ liệu có thể cao hơn rất nhiều tần suất báo cáo để đo và hiểu được tác động của các biến liên quan đến hiệu quả năng lượng. Ví dụ, thu thập dữ liệu hằng giờ, hằng ngày hoặc hằng tuần có thể cần ở cấp độ vận hành để đề cập đến các sai lệch đáng kể. Các giá trị năng lượng và các biến liên quan này sau đó có thể được tổng hợp vào xem xét hằng tháng ở cấp tổ chức.

Nếu các hệ thống đo mới được lắp đặt, tổ chức cần xem xét tần suất của dữ liệu cần để đáp ứng nhu cầu theo dõi hiệu quả năng lượng.

4.2.6.4  Đảm bảo chất lượng dữ liệu

...

...

...

Hộp hỗ trợ thực hành 4: Xác định và phân tích các giá trị lạc

Việc nhận biết và phân tích các giá trị lạc có thể là một thách thức.

Thông thường, các giá trị lạc có thể được nhận biết từ việc xem xét biểu đồ phân tán. Việc này có thể là tham chiếu đến đường xu hướng hoặc hàm các biến liên quan, với độ lệch trung bình, độ lệch chuẩn và sai số chuẩn của dữ liệu được tính toán. Các điểm dữ liệu vượt quá của số lượng độ lệch chuẩn được xác định trước so với giá trị kỳ vọng của đường xu hướng hoặc hàm này có thể được coi là các giá trị lạc.

Ví dụ, việc mất điện hàng năm ở một nhà máy gây ra sự biến động lớn về tiêu thụ năng lượng làm xuất hiện các giá trị lạc trong một tuần làm việc nhất định. Trước khi loại trừ giá trị lạc cần thực hiện việc điều tra khảo sát để xác định về lý do hợp lý đối với giá trị lạc này và nếu loại trừ thì cần lập văn bản về những lý do này.

Khi loại trừ một số phép đo nằm tách biệt thì cần cẩn trọng để việc này không tạo ra độ chệch cho EnPI hoặc EnB tương ứng.

Độ không chính xác ở các thiết bị đo có thể làm giảm giá trị sử dụng của dữ liệu được thu thập. Tổ chức cần xem xét hiệu chuẩn thiết bị định kỳ theo khuyến cáo của nhà chế tạo để giảm rủi ro về các dữ liệu không chính xác.

Độ chính xác của phép đo và độ không đảm bảo cần được tính đến khi diễn giải và báo cáo về các EnPI.

4.3  Nhận biết các chỉ số hiệu quả năng lượng

4.3.1  Khái quát

...

...

...

Tổ chức xác định các chỉ tiêu đối với hiệu quả năng lượng là một phần của quá trình hoạch định năng lượng trong EnMS của mình. Các chỉ tiêu hiệu quả năng lượng cần được đặc trưng bằng những giá trị EnPI.

Khi so sánh theo thời gian, các EnPI cần giúp cho tổ chức xác định được về việc hiệu quả năng lượng đã thay đổi và hiệu quả năng lượng có đáp ứng các chỉ tiêu của tổ chức hay không.

Khi lựa chọn các EnPI thích hợp, những yếu tố then chốt để xem xét là những người sử dụng thông tin và nhu cầu của họ.

Các loại EnPI chính là:

- giá trị năng lượng đo được: tiêu thụ của toàn bộ cơ sở hoặc của một hoặc nhiều hộ sử dụng năng lượng được đo bằng đồng hồ đo;

- tỷ số của các giá trị đo được: thể hiện bằng hiệu suất năng lượng;

- mô hình thống kê: mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan sử dụng phép hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến;

- mô hình dựa trên kỹ thuật: mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan sử dụng các phép mô phỏng kỹ thuật.

4.3.2  Nhận biết người sử dụng chỉ số hiệu quả năng lượng

...

...

...

Các EnPI có thể được xác lập cho người sử dụng nội bộ hoặc bên ngoài. Người sử dụng nội bộ thường sử dụng các EnPI để quản lý cải tiến hiệu quả năng lượng. Người sử dụng bên ngoài thường sử dụng các EnPI để đáp ứng các yêu cầu thông tin xuất phát từ các yêu cầu pháp lý và yêu cầu khác.

Hộp hỗ trợ thực hành 5: Người sử dụng EnPI

Có thể khó để biết ai là người có thể thu được lợi ích từ EnPI của tổ chức. Dưới đây là một số người sử dụng thường thấy.

- Lãnh đạo cao nhất - Có trách nhiệm đảm bảo rằng EnPI là thích hợp cho tổ chức, cho việc xem xét hiệu quả năng lượng trong hoạch định dài hạn, đảm bảo rằng tất cả các yêu cầu pháp lý và yêu cầu bên ngoài khác được đáp ứng và đảm bảo rằng các kết quả được và báo cáo ở các giai đoạn xác định. Lãnh đạo cao nhất có thể sử dụng một hoặc nhiều EnPI đại diện cho toàn bộ tổ chức.

- Đại diện lãnh đạo - Làm việc với đội quản lý năng lượng và chịu trách nhiệm cung cấp các kết quả đo được trong EnMS cho lãnh đạo cao nhất. Đại diện lãnh đạo có thể sử dụng tất cả các EnPI mà tổ chức sử dụng.

- Quản lý nhà máy hoặc cơ sở - Thường kiểm soát các nguồn lực trong nhà máy hoặc cơ sở và chịu trách nhiệm đối với các kết quả. Quản lý nhà máy hoặc cơ sở cần hiểu về cả hiệu quả năng lượng được hoạch định và sai lệch so với hiệu quả mong muốn về mặt hiệu quả năng lượng và tài chính. Quản lý nhà máy hoặc cơ sở có thể sử dụng tất cả EnPI trong nhà máy hoặc cơ sở của mình kể cả EnPI liên quan đến SEU của mình.

- Người vận hành và bảo trì - Có trách nhiệm sử dụng các EnPI để kiểm soát và đảm bảo hoạt động hiệu quả bằng cách thực hiện những hành động khắc phục đối với các sai lệch về hiệu quả năng lượng, loại bỏ lãng phí và thực hiện bảo trì phòng ngừa để giảm suy giảm hiệu quả năng lượng. Người vận hành và bảo trì có thể sử dụng các EnPI liên quan cho quá trình hoặc thiết bị mà họ chịu trách nhiệm.

- Kỹ sư công nghệ - Lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá hành động cải tiến hiệu quả năng lượng thông qua việc sử dụng EnPI thích hợp cho hành động này và phương pháp đánh giá của mình. Kỹ sư công nghệ có thể sử dụng các EnPI phức tạp chẳng hạn các mô hình kỹ thuật.

- Người sử dụng bên ngoài: Có thể gồm các cơ quan quản lý, hiệp hội nghề nghiệp và chuyên ngành, chuyên gia đánh giá EnMS, khách hàng hoặc tổ chức khác.

...

...

...

4.3.3  Xác định đặc tính hiệu quả năng lượng cụ thể cần định lượng

Tổ chức cần chọn kiểu EnPI để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng và tính phức tạp của ứng dụng. Bảng 2 nêu các kiểu EnPI khác nhau và khi nào thì tổ chức cần chọn từng kiểu EnPI.

Bảng 2 - Kiểu và ứng dụng EnPI

Kiểu EnPI

Sử dụng để

Ví dụ

Lưu ý

Giá trị năng lượng đo được

- Đo sự suy giảm sử dụng hoặc tiêu thụ năng lượng tuyệt đối

...

...

...

- Theo dõi và kiểm soát dự trữ và chi phí năng lượng

- Hiểu về xu hướng tiêu thụ năng lượng

- Thu được khi đo tiêu thụ năng lượng bằng đồng hồ đo, có hoặc không có hệ số quy đổi.

- Tiêu thụ năng lượng (kWh) đối với chiếu sáng.

- Tiêu thụ nhiên liệu (GJ) của nồi hơi

- Tiêu thụ điện (kWh) trong giờ cao điểm

- Nhu cầu đỉnh (kWh) trong một tháng

- Tổng tiết kiệm năng lượng (GJ) từ chương trình liên quan đến hiệu suất năng lượng

- Không tính đến các ảnh hưởng của biến liên quan, cho các kết quả sai đối với hầu hết các ứng dụng.

...

...

...

Tỷ số của các giá trị đo được

- Theo dõi hiệu suất năng lượng của hệ thống chỉ có một biến liên quan

- Theo dõi hệ thống khi có ít hoặc không có tải cơ bản

- Chuẩn hóa các phép so sánh chéo nhiều cơ sở hoặc tổ chức (lập chuẩn đối sánh)

- Đáp ứng các yêu cầu chế định dựa trên hiệu suất năng lượng

- Hiểu xu hướng hiệu suất năng lượng

- Có thể biểu thị hiệu suất năng lượng của một phần thiết bị hoặc hệ thống

- kWh/tấn sản lượng

- GJ/đơn vị sản phẩm

...

...

...

- GJ/ngày công

- lít nhiên liệu trên mỗi kilômét đi qua

- Hiệu suất quy đổi của nồi hơi (%)

- Năng lượng đầu vào/năng lượng đầu ra (ví dụ, ‘công suất nhiệt’ trong các nhà máy phát điện)

- kWh/MJ đối với hệ thống làm lạnh

- kWh/Nm^3 đối với hệ thống khí nén

- L/100 km

- kWh/giá trị gia tăng của đơn vị tiền tệ

- kWh/đơn vị bán hàng

...

...

...

Mô hình thống kê

- Hệ thống có một vài biến liên quan

- Hệ thống có tải tiêu thụ năng lượng cơ bản

- Trong trường hợp so sánh yêu cầu chuẩn hóa

- Hệ thống mô hình hóa phức hợp trong đó mối quan hệ giữa hiệu quả năng lượng và biến liên quan có thể định lượng;

- Hiệu quả năng lượng ở cấp tổ chức có một vài biến liên quan

- Minh họa mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng và biến liên quan

- Hiệu quả năng lượng của cơ sở sản xuất có hai hoặc nhiều loại sản phẩm

- Hiệu quả năng lượng của cơ sở có tải cơ bản

...

...

...

- Mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng của bơm/quạt và tỷ lệ lưu lượng.

- Đối với các mô hình có nhiều mối quan hệ khác nhau có thể khó xác định và có thể mất nhiều thời gian để tạo ra mô hình và khó để đảm bảo độ chính xác.

- Có thể không rõ ràng nếu sai số thặng dư bất kỳ do sai số lập mô hình hoặc thiếu kiểm soát tiêu thụ năng lượng.

- Có thể không chính xác nếu không xác nhận bằng các phép thử thống kê

- Yêu cầu hiểu biết chi tiết hệ thống để xác định dạng hàm số đúng về mối quan hệ kỳ vọng khi dữ liệu là không tuyến tính.

- Mô hình cần được duy trì để đảm bảo các kết quả có giá trị.

Mô hình kỹ thuật

- Đánh giá hiệu quả năng lượng từ các thay đổi vận hành trong đó có rất nhiều biến.

- Quá trình và/hoặc hệ thống tạm thời bao gồm các vòng phản hồi động

...

...

...

- Ước lượng hiệu quả năng lượng ở giai đoạn thiết kế.

- Hệ thống công nghiệp hoặc phát điện trong đó các phép tính hoặc mô phỏng kỹ thuật cho phép tính toán các thay đổi biến liên quan và tương tác của chúng.

- Mô hình của việc tiêu thụ điện năng của máy làm lạnh sử dụng cho nhu cầu làm lạnh, nhiệt độ bên ngoài (nhiệt độ ngưng tụ) và nhiệt độ bên trong (nhiệt độ hóa hơi)

- Toàn bộ mô hình tòa nhà được tính đến giờ vận hành, hệ thống điều hòa trung tâm so với phân phối, và thay đổi nhu cầu của người thuê nhà.

- Mô hình cần được duy trì để đảm bảo các kết quả có giá trị.

CHÚ THÍCH 1: Kiểu EnPI cũng có thể áp dụng cho các EnB tương ứng.

CHÚ THÍCH 2: Ở môi trường tòa nhà, kWh/m^2 diện tích sàn thường được sử dụng nhưng đây chỉ gần điểm tối ưu vì diện tích sàn ít khi là một biến liên quan cho thiết bị và/hoặc đèn chiếu sáng. Một EnPI tốt của tòa nhà đối với thiết bị và/hoặc đèn chiếu sáng là kWh/sử dụng-giờ.

CHÚ THÍCH 3: Trong một số trường hợp, một tổ chức có thể cần kết hợp các EnPI thành một EnPI duy nhất. Ví dụ, nhà máy có nhiều hoạt động có thể cần đưa ra một giá trị EnPI để đáp ứng yêu cầu của chương trình chính phủ.

CHÚ THÍCH 4: Trong một số trường hợp, một tổ chức có thể thể hiện hiệu quả của kiểu EnPI mô hình thống kê thành một EnPI duy nhất. Ví dụ, một tổ chức có thể sử dụng EnPI thể hiện hiệu quả theo phần trăm giữa tiêu thụ dự kiến và tiêu thụ thực tế của toàn bộ hoạt động của tổ chức. Một EnPI đơn lẻ có thể cho phép đầu ra của mô hình thống kê được kết hợp thành một số duy nhất mà tổ chức có thể hiểu được.

...

...

...

Phụ lục C đưa ra các thông tin bổ sung về lựa chọn các EnPI.

Phụ lục D đưa ra các thông tin về chuẩn hóa các EnPI và EnB tương ứng.

4.4  Thiết lập đường cơ sở năng lượng

4.4.1  Khái quát

Các EnB được đặc trưng bởi giá trị EnPI trong giai đoạn đường cơ sở. So sánh giữa EnB và các EnPI giai đoạn báo cáo có thể được sử dụng để minh họa tiến trình hướng đến đáp ứng mục tiêu năng lượng và chỉ tiêu năng lượng và chứng tỏ việc cải tiến về hiệu quả năng lượng.

Các bước sau cần được thực hiện để thiết lập EnB:

- xác định mục đích cụ thể của việc sử dụng EnB;

- xác định giai đoạn dữ liệu thích hợp;

- thu thập dữ liệu;

...

...

...

4.4.2  Xác định giai đoạn cơ sở thích hợp

Khi thiết lập các EnB, tổ chức cần xác định giai đoạn dữ liệu thích hợp khi xem xét bản chất của các hoạt động. Giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo cần đủ dài để đảm bảo rằng sự khác biệt về các dạng thức hoạt động/vận hành đều được tính đến theo EnB và EnPI. Thông thường, các giai đoạn này dài 12 tháng để tính đến tính mùa vụ trong tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan.

Tần suất tổ chức thu thập dữ liệu là một yếu tố quan trọng trong việc xác định giai đoạn đường cơ sở thích hợp. Giai đoạn đường cơ sở cần là một khoảng thời gian đủ để nắm được về sự biến đổi trong các biến liên quan, như tính mùa vụ trong sản xuất, dạng thời tiết, v.v...

Hộp hỗ trợ thực hành 6: Giai đoạn đường cơ sở điển hình cần xem xét

Các giai đoạn điển hình cần xem xét là:

- Một năm - Khoảng thời gian EnB phổ biến nhất là 1 năm, nhiều khả năng là do sự tiệm cận với các mục tiêu quản lý năng lượng và kinh doanh, như giảm tiêu thụ năng lượng so với năm trước đó. Một năm cũng bao gồm đầy đủ các mùa và do vậy, có thể nắm được ảnh hưởng của các biến liên quan như thời tiết tới sử dụng năng lượng và tiêu thụ năng lượng. Cũng có thể nắm được về toàn bộ phạm vi các chu kỳ hoạt động kinh doanh trong đó sản xuất có thể thay đổi trong suốt một năm theo đồ thị dạng nhu cầu thị trường hàng năm.

- Ít hơn một năm - Khoảng thời gian EnB ít hơn một năm có thể thích hợp trong trường hợp không có tính mùa vụ trong việc tiêu thụ năng lượng hoặc khi các giai đoạn làm việc ngắn hơn giữ một dải hợp lý dạng đồ thị làm việc. Khoảng thời gian EnB ngắn có thể cũng cần trong các trường hợp trong đó, không đủ lượng dữ liệu đáng tin cậy, thích hợp hoặc sẵn có từ trước (ví dụ, khi thay đổi tổ chức, chính sách hoặc quá trình chỉ có dữ liệu hiện tại là sẵn có).

- Nhiều hơn một năm - Xu hướng mùa vụ và kinh doanh có thể kết hợp để tạo ra EnB tối ưu nhiều năm. Đặc biệt là giai đoạn EnB nhiều năm theo thông lệ thường hữu ích cho chu kỳ sản xuất cực ngắn hàng năm trong đó một doanh nghiệp chỉ sản xuất ra sản phẩm cho một vài tháng mỗi năm và ngừng sản xuất trong khoảng thời gian còn lại của năm (ví dụ: nhà máy rượu vang muốn theo dõi hiệu quả năng lượng chỉ trong suốt giai đoạn nghiền và lên men của từng năm, tuy nhiên giai đoạn cơ sở này sẽ bao trùm nhiều năm).

Việc chuẩn bị tập hợp dữ liệu EnB là cần thiết để so sánh EnPI trong giai đoạn báo cáo. Nếu một tổ chức muốn theo dõi EnPI hằng ngày ngay cả khi giai đoạn đường cơ sở là một năm thì dữ liệu hằng ngày được đòi hỏi cho EnB. Trong trường hợp này, EnB được thiết lập cho một năm của các dữ liệu hàng ngày.

...

...

...

CHÚ THÍCH: Trong một số trường hợp, như khi một cơ sở mới được xây dựng và không có quá trình hoạt động thích hợp thì có thể cần mô phỏng, ước tính hoặc tính toán tiêu thụ năng lượng dự kiến cho cơ sở mới đó để có được EnB.

4.4.3  Xác định và thử đường cơ sở năng lượng

Để xác định EnB, EnPI tương ứng cần được đo hoặc tính thông qua việc sử dụng dữ liệu về tiêu thụ năng lượng và biến liên quan từ giai đoạn đường cơ sở. Khi thích hợp, EnB cần được thử giá trị sử dụng để đảm bảo rằng đây là một chuẩn tham chiếu thích hợp cho việc so sánh. Khi sử dụng các mô hình giá trị sử dụng của EnB có thể được xác định bằng các phép thử thống kê như giá trị P, phép thử F hoặc hệ số xác định để xác định xem mô hình thống kê này có phù hợp nhất theo các dữ liệu không. Nếu mô hình được xác định là không có hiệu lực thì tổ chức cần cân nhắc điều chỉnh EnB hoặc xác định mô hình mới, EnPI tương ứng và EnB. Các kết quả thử nghiệm phải được lập thành hồ sơ.

4.5  Sử dụng chỉ số hiệu quả năng lượng và đường cơ sở năng lượng

4.5.1  Xác định khi nào cần chuẩn hóa

Phép so sánh trực tiếp về tiêu thụ năng lượng (phương pháp không chuẩn hóa) giữa giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo chỉ có thể hoàn thành nếu không có thay đổi đáng kể đối với các biến liên quan.

Để so sánh hiệu quả năng lượng giữa hai giai đoạn trong các điều kiện tương đương thì EnPI và EnB tương ứng cần được chuẩn hóa với việc sử dụng các biến liên quan như sau:

- trong trường hợp có duy nhất một biến liên quan đáng kể và tải cơ bản nhỏ, có thể sử dụng tỷ số đơn giản là tiêu thụ năng lượng chia cho biến liên quan (ví dụ, tiêu thụ năng lượng cụ thể);

- trong trường hợp có nhiều biến liên quan hoặc tải cơ bản lớn, sử dụng mô hình mô tả mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan.

...

...

...

Hộp hỗ trợ thực hành 7: Đánh giá biện pháp so sánh

Ví dụ: Tiêu thụ điện năng ở công trường là 200.000 kWh/năm từ năm 2008 đến năm 2012.

Nếu không có thông tin bổ sung về những thay đổi xảy ra từ năm 2008 đến 2012 thì khó có thể xác định xem sự tiến triển đã được thực hiện có đáp ứng các mục đích và chỉ tiêu của tổ chức hay không.

Ví dụ, nếu nhu cầu thị trường đòi hỏi sự thay đổi về các sản phẩm được sản xuất từ năm 2011 đến 2012 thì việc sụt giảm tiêu thụ điện năng đã nêu ở trên có thể liên quan hoặc không liên quan đến cải tiến hiệu quả năng lượng. Nếu tổ chức đã thiết lập các chỉ tiêu cải tiến dựa vào hiệu suất hoặc cường độ hoặc tổng tiêu thụ, loại trừ các ảnh hưởng góp phần vào việc thay đổi về các sản phẩm thì sự so sánh trực tiếp các kết quả thể hiện cải tiến có thể là cách làm sai lầm

4.5.2  Tính toán cải tiến hiệu quả năng lượng

Để đánh giá các thay đổi về hiệu quả năng lượng, tổ chức cần định lượng các EnPI trong giai đoạn báo cáo và so sánh những giá trị này với các EnB tương ứng. Tổ chức cũng cần so sánh hiệu quả năng lượng đã định lượng với các chỉ tiêu năng lượng của mình và thực hiện hành động.

Có nhiều phương pháp tiếp cận và kỹ thuật để tổ chức tính toán và biểu diễn hiệu quả năng lượng.

Hộp hỗ trợ thực hành 8: Tính toán cải tiến hiệu quả năng lượng

Tổ chức có thể khó lựa chọn một trong vô số phương pháp tiếp cận để đo lường cải tiến hiệu quả năng lượng. Dưới đây là các phương pháp tiếp cận phổ biến.

...

...

...

Chênh lệch = R - B

- Thay đổi tính theo phần trăm: Đây là thay đổi về giá trị từ giai đoạn đường cơ sở đến giai đoạn báo cáo, thể hiện là phần trăm của giá trị EnB. Thay đổi này được thể hiện bằng công thức sau:

Thay đổi tính theo phần trăm = [(R - B)/B] x 100

- Tỷ số hiện tại: Đây là tỷ số của giá trị ở giai đoạn báo cáo chia cho giá trị ở giai đoạn đường cơ sở.

Tỷ số hiện tại = (R/B)

Ba phương pháp tiếp cận phổ biến này có thể được sử dụng cho tất cả các kiểu EnPI và EnB.

4.5.3  Trao đổi thông tin về những thay đổi về hiệu quả năng lượng

Hiệu quả năng lượng cần được thể hiện dựa trên các nhu cầu của người sử dụng. Hiệu quả năng lượng thường được thể hiện hoặc báo cáo thông qua các EnPI, EnB và giá trị chỉ tiêu năng lượng.

Xem Phụ lục E để có thông tin về các cách theo dõi và báo cáo về hiệu quả năng lượng.

...

...

...

Khi xảy ra những thay đổi về cơ sở, hệ thống hoặc quá trình thì việc sử dụng, tiêu thụ, hiệu suất năng lượng và các biến liên quan có thể bị ảnh hưởng. Tổ chức cần đảm bảo rằng các EnPI hiện tại, ranh giới tương ứng và EnB vẫn thích hợp và có hiệu lực trong việc đo lường hiệu quả năng lượng. Nếu chúng không còn thích hợp thì tổ chức cần thay đổi hoặc xác lập các EnPI mới hoặc thực hiện điều chỉnh EnB.

Có một số thử nghiệm liên quan để xác định xem liệu EnPI và EnB vẫn thích hợp hoặc có hiệu lực hay không, bao gồm:

a) so sánh các giá trị đường cơ sở của các biến liên quan với các điều kiện của giai đoạn báo cáo để xem chúng có nằm trong dải thống kê có ý nghĩa hay không (được sử dụng với các mô hình thống kê);

b) nhận biết mọi thay đổi chính về các yếu tố tĩnh có thể làm mất ý nghĩa của việc tính toán hiệu quả năng lượng trong các điều kiện tương đương bao gồm các quá trình sản xuất chính được bổ sung hoặc loại bỏ và những thay đổi chính trong sản xuất như thay đổi số ca sản xuất.

Nếu các giá trị EnB không còn ý nghĩa thì những điều chỉnh để tính toán hiệu quả năng lượng sẽ cần phải thực hiện. Giai đoạn đường cơ sở có thể được điều chỉnh (ví dụ, chuyển sang giai đoạn thời gian khác) hoặc có thể tính hiệu quả năng lượng mà không thay đổi giai đoạn đường năng lượng cơ sở thông qua việc sử dụng một vài phương pháp, bao gồm:

- sử dụng dữ liệu năng lượng từ giai đoạn báo cáo để xây dựng mô hình thống kê rồi sau đó tính toán hiệu quả thông qua việc sử dụng dữ liệu đường cơ sở thực; phương pháp tiếp cận này đôi khi được gọi là phương pháp thử ngược.

- sử dụng dữ liệu năng lượng dựa trên các điều kiện tiêu chuẩn để xây dựng mô hình thống kê rồi sau đó tính toán hiệu quả với dữ liệu năng lượng thực và biến liên quan từ giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo.

Có thể sử dụng phối hợp hai phương pháp tiếp cận trên. Hai phương pháp này là quan trọng để giúp tổ chức thực hiện rất nhiều thay đổi để tránh việc điều chỉnh liên tục đối với giai đoạn đường cơ sở của mình.

Hộp giúp đỡ thực hành 9: Ví dụ về thay đổi EnPI và EnB

...

...

...

- Thay đổi yếu tố tĩnh - Nếu yếu tố tĩnh (xem 4.2.5) thay đổi, EnB liên quan có thể phải điều chỉnh. Trong một số trường hợp, có thể cần xác lập EnPI và EnB mới. Các phép thử thống kê có thể chứng minh liệu tổ chức có cần xác lập EnB hoặc EnPI mới hay không.

- Thay đổi sử dụng năng lượng - Khi tổ chức đưa ra thay đổi cơ bản về dạng năng lượng sử dụng, thì có thể cần điều chỉnh về đối tượng (các EnPI nào) được theo dõi và những yếu tố này có trọng số thế nào trong EnB của tổ chức

- Tính sẵn có của dữ liệu - Cải tiến hệ thống đo của cơ sở và hệ thống thu thập dữ liệu có thể làm cho chất lượng dữ liệu tốt hơn trở nên sẵn có hoặc các biến liên quan mới trở nên rõ hơn. Do đó, thay đổi EnPI và EnB có thể thích hợp.

- Tần suất dữ liệu - nếu dữ liệu được thu thập trong khoảng thời gian đều đặn hơn hoặc ở tần suất cao hơn thì việc quản lý sẽ hiệu lực hơn với EnPI và EnB mới.

- Thay đổi chỉ tiêu - Tổ chức có thể muốn cập nhật giai đoạn EnB để giữ các công việc đã hoàn thành được cập nhật và tập trung vào cải tiến dựa trên hiệu quả năng lượng hiện tại thay vì giai đoạn trước đó. Quyết định chiến lược một cách tự nhiên là cần phải cập nhật EnB ở giai đoạn gần đây (ví dụ, năm ngoái) làm một điểm đối chiếu mới.

- Sử dụng phương pháp xác định trước - Tổ chức có thể nhận thấy rằng việc xác định các điều kiện trước là hữu ích và có thể đòi hỏi thay đổi EnPI hoặc điều chỉnh EnB. Tổ chức cũng cần xác định trước các quy tắc và phương pháp sẽ được sử dụng (xem 3.1, Chú thích 3).

- Xem xét của lãnh đạo - Một trong các đầu vào của việc xem xét của lãnh đạo là xem xét EnPI. Do đó, đầu ra của việc xem xét này có thể là thay đổi EnPI.

Tổ chức cần lập hồ sơ và xem xét thường xuyên phương pháp xác định và cập nhật các EnPI và EnB tương ứng.

...

...

...

(tham khảo)

Thông tin tạo ra thông qua việc xem xét năng lượng để nhận biết các EnPI và thiết lập các EnB

TCVN ISO 50001:2012 (ISO 50001:2011) yêu cầu thực hiện xem xét năng lượng. Bảng A.1 thể hiện chi tiết hơn về các hoạt động từ việc xem xét năng lượng.

Bảng A.1 - Ví dụ về các hoạt động xem xét năng lượng

Xem xét năng lượng

Hoạt động điển hình xuất phát từ xem xét năng lượng

a) phân tích về sử dụng, hiệu suất và tiêu thụ năng lượng dựa trên phép đo và dữ liệu khác

a1) nhận biết các nguồn năng lượng hiện có

- tạo ra danh mục: các nguồn năng lượng và giá trị năng lượng (tiêu thụ, công suất đỉnh, v.v...)

...

...

...

- tạo ra các đồ thị xu hướng giá trị năng lượng theo (nhu cầu) sử dụng

- tạo ra các đồ thị xu hướng giá trị năng lượng theo nguồn năng lượng

b) dựa vào phân tích về việc sử dụng, hiệu suất và tiêu thụ năng lượng, nhận biết các khu vực SEU

b1) nhận biết các cơ sở, thiết bị, hệ thống, quá trình và cá nhân làm việc cho hoặc đại diện của tổ chức có ảnh hưởng đáng kể đối với sử dụng và tiêu thụ năng lượng

- tạo ra danh mục: các cơ sở, thiết bị, hệ thống, quá trình

- bổ sung thông tin cá nhân vào danh mục này

- bổ sung giá trị năng lượng vào danh mục này

- bổ sung thông tin về SEU dự bị vào danh mục này

b2) xác định các biến liên quan có ảnh hưởng đến các SEU

...

...

...

b3) xác định hiệu quả năng lượng hiện tại của các cơ sở, thiết bị, hệ thống và quá trình liên quan đến các SEU đã xác định

- tạo ra danh mục: mục đích quản lý ở từng cấp độ quản lý và ưu tiên (xem 4.3.1)

- thiết lập các ranh giới EnPI (xem 4.2.2)

- xác định các EnPI ở ranh giới của từng EnPI (xem 4.3)

- thiết lập các EnB tương ứng các EnPI (xem 4.4)

b4) ước tính việc sử dụng và tiêu thụ năng lượng trong tương lai

- Ước tính giá trị năng lượng bằng cách sử dụng đồ thị xu hướng

- Ước tính giá trị năng lượng bằng cách sử dụng mô hình EnB trong trường hợp sử dụng EnPI dựa trên mô hình (xem Phụ lục C)

c) nhận biết, thiết lập ưu tiên và lập hồ sơ về các cơ hội cải tiến hiệu quả năng lượng

...

...

...

- kiểm tra các hành động cải tiến hiệu quả năng lượng và tạo danh mục

- bổ sung giá trị EnPI chỉ tiêu (hoặc thước đo) vào danh mục này

- Ước tính sơ bộ về đầu tư

- Thiết lập ưu tiên các cơ hội dựa trên hoàn vốn đầu tư

- Xây dựng kế hoạch thực hiện và duy trì các hồ sơ

Phụ lục B

(tham khảo)

Ranh giới của EnPI trong một ví dụ về quá trình sản xuất

...

...

...

Hình B.1 - Quá trình phân chia ranh giới EnPI

Thực hiện phân chia ranh giới EnPI như sau:

a) số lượng phân chia cần được giảm đến mức tối thiểu;

b) khuyến cáo đầu tiên rằng ranh giới được chia thành hai phần là SEU và phần còn lại;

c) các cơ sở làm việc theo cùng một cách cần được xếp loại cùng nhau;

d) cơ sở cần được chia thành nhiều phần (ví dụ các cơ sở cho sản phẩm X, các cơ sở cho sản phẩm Y, các cơ sở tiện ích);

e) Các EnB cần được thiết lập cho từng trạng thái hoạt động của ranh giới EnPI.

Trạng thái hoạt động có liên quan đến sản xuất nhanh, hoạt động bình thường, cố định sản xuất, dừng sản xuất, v.v... Với mức tối thiểu, khuyến cáo rằng các tổ chức thiết lập ít nhất hai điều kiện trạng thái hoạt động của EnB: trong điều kiện sản xuất và trong điều kiện không sản xuất.

...

...

...

Phụ lục C

(tham khảo)

Hướng dẫn thêm về các chỉ số hiệu quả năng lượng và đường cơ sở năng lượng

C.1  Hướng dẫn thực hành về các EnPI và EnB

C.1.1  Giá trị năng lượng đo được

Tổ chức có thể chọn các giá trị tuyệt đối về tiết kiệm năng lượng làm chỉ tiêu năng lượng. Trong trường hợp đó, EnB cần được điều chỉnh để tính tiết kiệm năng lượng ở điều kiện tương đương. Nếu các điều kiện tương đương được đảm bảo thì có thể so sánh trực tiếp EnB với EnPI (ví dụ, hệ thống làm mát cải tiến trong kho lạnh).

C.1.2  Tỷ số giá trị đo được

Tổ chức điều hành nhiều cơ sở có cùng cách thức sử dụng năng lượng có thể sử dụng tỷ số để so sánh hiệu quả năng lượng của nhiều cơ sở và/hoặc chuẩn đối sánh của các đối thủ cạnh tranh hoặc tiêu chuẩn ngành công nghiệp.

...

...

...

Các mô hình có thể được tạo ra thông qua phương pháp hồi quy tuyến tính, hồi quy phi tuyến tính (ví dụ, các mối liên quan phi tuyến tính xuất hiện trong các quạt hoặc bơm) hoặc có thể được xây dựng với việc sử dụng lý thuyết dựa vào kỹ thuật. Lý thuyết dựa vào kỹ thuật có thể được áp dụng trong trường hợp có mối liên quan phức hợp giữa tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan mà không thể thu được chính xác bằng phương pháp hồi quy.

EnPI dựa trên mô hình cũng hữu ích cho việc kiểm tra và đánh giá hành động cải tiến hiệu quả năng lượng (xem cấp độ EnPI tại 2.1.1.1 ở Bảng C.2 - chuẩn hóa bằng độ ẩm không khí).

C.2  Ví dụ về kiểu EnPI và ứng dụng

Bảng C.1 mô tả về các kiểu EnPI cũng như ví dụ về việc ứng dụng chúng.

Bảng C.1 - Ví dụ kiểu EnPI và ứng dụng

Hạng mục

Ví dụ 1

Giá trị năng lượng đo được

Ví dụ 2

...

...

...

Ví dụ 3

Mô hình thống kê

Ví dụ 4

Mô hình kỹ thuật

Loại công ty

- Công ty bột giấy và giấy

- Công ty thép

- Khách sạn

- Trường Đại học

...

...

...

- Tạo hơi nước

- Lò hồ quang điện

- Sưởi bằng nồi hơi dùng dầu

- Sưởi ấm và làm mát

Dự định

- Loại bỏ việc sử dụng dầu để cắt chi phí

- Đạt được cấp SEC thế giới và duy trì kinh doanh

- Giảm chi phí sử dụng

- Đạt được chỉ tiêu bền vững

...

...

...

- Tăng hiệu suất năng lượng của nồi hơi

- Nhiều hành động cải tiến

- Đào tạo người vận hành nồi hơi

- Kiểm soát và cách ly

EnPI và EnB tương ứng

- Tiêu thụ dầu (kl/tháng)

- SEC (kWh/tấn)

- Hiệu suất năng lượng (L/độ-ngày)

- kW/người

...

...

...

Chỉ tiêu

- EnPI = 0 (kl/tháng)

- Giảm SEC 2 % mỗi năm và đạt tầm cỡ thế giới trong 4 năm

- Cải tiến hiệu suất năng lượng 5 %.

- Chỉ tiêu mô hình là giảm 20 %, phân tích hàng tháng sau khi điều chỉnh.

Chú thích

- Công ty không xem xét đến nhiệt độ bên ngoài và thay đổi sản xuất

- Khách sạn này thiết lập chi phí năng lượng cho EnPI trước. Tuy nhiên, hiệu quả của các hành động cải tiến năng lượng không thể xác định. Vì đơn vị giá của dầu tăng và nhiệt độ trung bình trong đường cơ sở là cao. Do đó, công ty quyết định sử dụng hiệu suất năng lượng làm EnPI.

...

...

...

C.3  Nghiên cứu tình huống

Một tổ chức đưa vào hai dây chuyền sản phẩm: A và B.

Sau khi hoàn thành xem xét năng lượng toàn bộ cơ sở sản xuất, đội quản lý năng lượng của tổ chức đưa ra các kết luận sau:

- cơ sở sử dụng điện mua từ nhà cung cấp bên ngoài làm nguồn năng lượng duy nhất;

- năng lực sản xuất (tỷ lệ hoạt động) của từng dây chuyền sản xuất có thể thay đổi từ 0 đến 100 %;

- đầu ra của từng dây chuyền sản xuất được đo độc lập, tính bằng kg;

- SEC (tiêu thụ năng lượng trên kg) của dây chuyền B cao hơn 10 lần so với dây chuyền A và sản lượng của từng dây chuyền gần như bằng nhau;

- chất lượng của vật liệu thô biến động;

- có dự án đã được lập chương trình để nâng cấp tất cả động cơ trên dây chuyền sản xuất A.

...

...

...

Đội quản lý năng lượng sau đó thu thập các dữ liệu theo thời gian ở cấp cơ sở và cấp dây chuyền sản xuất đối với tiêu thụ năng lượng, chi phí năng lượng, chất lượng và số lượng vật liệu thô, sản xuất đối với từng dây chuyền, và điều kiện thời tiết. Đội này sử dụng dữ liệu thu thập được để lập mô hình cơ sở và hai dây chuyền sản xuất. Thông qua việc phân tích dữ liệu và mô hình, đội quyết định rằng có mối tương quan giữa các thay đổi của một số biến và năng lượng tiêu thụ. Đội này xác định các biến dưới đây là các biến liên quan: sản lượng, tỷ lệ sản xuất, hỗn hợp sản phẩm và độ ẩm không khí.

Phân tích dữ liệu trong trường hợp này chỉ ra rằng chất lượng của vật liệu thô không gây ra thay đổi lớn trong tiêu thụ năng lượng. Đội này thiết lập các EnPI theo cấp bậc thể hiện trong Bảng C.2 với mức EnPI cao hơn (ví dụ 1.1) hướng đến mức cao hơn về yêu cầu thông tin, với EnPI cụ thể hơn (ví dụ 2.1.1.1) nhắm đến kỹ sư và kỹ thuật viên của dây chuyền. Đội quản lý năng lượng tham khảo Bảng C.2 để hướng dẫn cho việc sử dụng và mục đích của EnPI.

Bảng C.2 - Sử dụng và mục đích của các EnPI

Cấp EnPI

Mục đích/sự cần thiết

Kiểu EnPI

Người sử dụng EnPI

1. EnPI cấp cơ sở kinh doanh

1.1  Tiêu thụ năng lượng cấp cơ sở (kWh/ngày)

...

...

...

- Lập ngân sách

Giá trị năng lượng đo được

- Lãnh đạo cao nhất

- Bộ phận kế toán

- Trưởng nhóm kinh doanh

- Quản lý ngân sách

1.1.1  Tiêu thụ năng lượng cấp cơ sở theo sản lượng (kWh/US$)

- Kiểm soát hiệu suất năng lượng tổng

- Đánh giá ảnh hưởng của hành động cải tiến

...

...

...

- Người đưa ra quyết định của cơ sở

- Quản lý marketing

- Bộ phận bán hàng

- Quản lý sản xuất

- Quản lý kinh doanh

- Chủ cơ sở

2  Các EnPI của dây chuyền sản xuất A

2.1  Tiêu thụ năng lượng của dây chuyền A (kWh/ngày)

- Kiểm soát tổng chi phí sản xuất

...

...

...

Giá trị năng lượng đo được EnPI

- Kỹ sư nhà máy A

- Quản lý ngân sách

- Bộ phận kế toán

2.1.1  Tiêu thụ năng lượng của dây chuyền A trên mỗi kg sản phẩm đầu ra (kWh/kg)

- Kiểm soát hiệu suất năng lượng của dây chuyền A

- Đánh giá ảnh hưởng EPIA

Tỷ số các giá trị đo được

- Quản lý marketing

...

...

...

- Quản lý kinh doanh

- Kỹ sư nhà máy A

- Quản lý ngân sách

- Bộ phận kế toán

2.1.1.1  Tiêu thụ năng lượng của dây chuyền A trên mỗi kg sản phẩm đầu ra (kWh/kg) - chuẩn hóa độ ẩm không khí ^a

- Đánh giá ảnh hưởng của độ ẩm không khí

Tỷ số các giá trị đo được

- Kỹ sư nhà máy A

- Kỹ thuật viên vận hành nhà máy A

...

...

...

- Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ vận hành.

Tỷ số các giá trị đo được

Giống 2.1.1.1

2.1.1.2.1  Tiêu thụ năng lượng của dây chuyền A trên mỗi kg sản phẩm đầu ra (kWh/kg) - chuẩn hóa độ ẩm không khí và tỷ lệ vận hành.

- Đánh giá ảnh hưởng của độ ẩm không khí và tỷ lệ vận hành.

Tỷ số các giá trị đo được

Giống 2.1.1.1

3  Các EnPI của dây chuyền B (giống như dây chuyền A)

...

...

...

Lặp lại đối với dây chuyền B

^a "Chuẩn hóa độ ẩm không khí" nghĩa là chuẩn hóa bổ sung bởi độ ẩm không khí đối với SEC được chuẩn hóa bởi sản phẩm đầu ra. Nếu độ ẩm không khí và SEC có quan hệ tỷ lệ thì có thể tính được SEC đã chuẩn hóa. Tỷ lệ vận hành, có thể được chuẩn hóa theo cách giống như vậy (SEC đã chuẩn hóa = SEC x độ ẩm không khí/độ ẩm không khí chuẩn).

Phụ lục D

(tham khảo)

...

...

...

D.1  Khái niệm chuẩn hóa

Chuẩn hóa là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi và có thể có nghĩa khác nhau về cơ bản trong các lĩnh vực và ứng dụng khác nhau. Trong ngữ cảnh này, chuẩn hóa được sử dụng để mô tả quá trình mô hình hóa dữ liệu tiêu thụ năng lượng theo các biến liên quan để so sánh hiệu quả năng lượng trong các điều kiện tương đương. Thông thường, các phương pháp thống kê như hồi quy tuyến tính được sử dụng để chuẩn hóa hoặc lập mô hình tiêu thụ năng lượng theo các biến liên quan. Khái niệm chung về tính toán hiệu quả năng lượng sử dụng các EnPI và EnB đã chuẩn hóa được minh họa trong Hình D.1.

Đường chấm chấm trong Hình D.1 thể hiện các giá trị tiêu thụ năng lượng dựa trên mô hình thống kê về EnPI chuẩn hóa việc tiêu thụ năng lượng theo các biến liên quan. Giá trị của biến liên quan trong suốt giai đoạn đường cơ sở được sử dụng để xây dựng mô hình này. Đường nét gạch thể hiện năng lượng tiêu thụ thực. Nếu mô hình thống kê này được xây dựng đúng, thì các giá trị EnPI trong giai đoạn đường cơ sở hoặc EnB sẽ dự đoán được năng lượng tiêu thụ thực trong giai đoạn đường cơ sở một cách chính xác.

CHÚ THÍCH: Các giá trị dự đoán và giá trị thực của năng lượng tiêu thụ trong giai đoạn đường cơ sở thường không nằm chính xác ở trên nhau như thể hiện ở Hình D.1.

Mô hình này cũng có thể được sử dụng để dự đoán về tiêu thụ năng lượng trong tương lai. Sử dụng các giá trị của biến liên quan trong suốt các khoảng thời gian trong tương lai trong mô hình này sẽ cho các giá trị dự kiến hoặc ước tính của tiêu thụ năng lượng. Bằng cách so sánh tiêu thụ năng lượng dự kiến với tiêu thụ năng lượng thực, có thể tính được việc cải tiến hiệu quả năng lượng. Chênh lệch giữa tiêu thụ năng lượng thực và tiêu thụ năng lượng dự kiến hoặc tiêu thụ năng lượng mong muốn sẽ chỉ ra có sự cải tiến hiệu quả năng lượng hay không. Nếu tổ chức thực hiện các kế hoạch hoạt động của mình một cách tích cực thì chênh lệch này sẽ thể hiện rõ ràng. Tiêu thụ năng lượng dự kiến thể hiện năng lượng nào sẽ được tiêu thụ trong giai đoạn báo cáo nếu không có cơ hội cải tiến hiệu quả năng lượng hoặc kế hoạch hành động nào được thực hiện.

Hình D.1 - Tính hiệu quả năng lượng bằng cách chuẩn hóa

D.2  Ví dụ về tính toán chuẩn hóa

EnPI định lượng mối quan hệ toán học giữa tiêu thụ năng lượng và các biến liên quan. Sử dụng phép hồi quy tuyến tính, mối quan hệ trong ví dụ có thể như sau:

...

...

...

Trong đó:

A là tiêu thụ năng lượng cố định (tải nền) (kWh);

B là tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị sản phẩm A (kWh/đơn vị);

Sản phẩm A là sản lượng của sản phẩm A (đơn vị /tháng);

C là tiêu thụ năng lượng trên một độ của nhiệt độ hàng tháng mỗi tuần (kWh/°C);

T là nhiệt độ trung bình hàng tháng (°C).

Các yếu tố A, B và C được suy ra từ phương pháp mô hình thống kê được sử dụng để xây dựng đường hồi quy tuyến tính.

Mối quan hệ này cũng cần đáp ứng các phép thử thống kê. Các ví dụ của phép thử này là hệ số xác định (R2), hệ số biến động (CV) và phép thử F.

Các biến độc lập hoặc biến liên quan được dùng trong công thức này cũng có ý nghĩa về mặt thống kê trong việc giải thích sự biến động về tiêu thụ năng lượng. Để đánh giá ý nghĩa thống kê, từng biến cần đáp ứng giá trị p nhất định.

...

...

...

a) các biến liên quan có thể bị thiếu;

b) loại bỏ các giá trị lạc;

c) thay đổi giai đoạn tổng hợp dữ liệu (tức là hằng giờ so với hằng ngày hoặc với hằng tháng, v.v...)

Thông thường, mô hình tiêu thụ năng lượng này cần được xác lập với việc sử dụng các giá trị của biến liên quan trong suốt giai đoạn đường cơ sở.

CHÚ THÍCH: Các giai đoạn khác giữa và kể cả giai đoạn đường cơ sở đến giai đoạn báo cáo có thể được sử dụng để xây dựng mô hình hồi quy này. Đây là một chủ đề mới còn chưa phổ biến.

Để tính toán hiệu quả năng lượng, các giá trị của biến liên quan trong giai đoạn báo cáo phải được sử dụng trong công thức nêu trên để tính toán tiêu thụ năng lượng mong muốn hoặc dự đoán và được so sánh với tiêu thụ năng lượng thực, như được minh họa dưới đây:

Tiêu thụ năng lượng _R (kWh) = A + B x Sản phẩm A_R + C x T_R

trong đó:

Tiêu thụ năng lượng _R là tiêu thụ năng lượng dự đoán trong suốt giai đoạn báo cáo

...

...

...

Sản phẩm A_R là giá trị đo được của sản lượng trong suốt giai đoạn báo cáo

T_R là giá trị đo được đối với nhiệt độ trung bình hằng tháng trong suốt giai đoạn báo cáo.

Khái niệm về quá trình tính toán nói trên được minh họa trong Hình D.2.

Hình D.2 - Quá trình tính toán chuẩn hóa

Mô hình tiêu thụ năng lượng này được xây dựng với việc sử dụng các giá trị về sản lượng trong suốt giai đoạn đường cơ sở. Mô hình trong trường hợp này chỉ sử dụng một biến liên quan - sản xuất. Mô hình này ước tính hoặc dự đoán về tiêu thụ năng lượng E_{rep_est}, dựa trên các giá trị đối với biến liên quan trong suốt giai đoạn báo cáo. Sự chênh lệch về tiêu thụ năng lượng, ∆E, giữa tiêu thụ năng lượng thực, E_{rep_act}, và tiêu thụ năng lượng ước tính là cải tiến hiệu quả năng lượng tính được.

Phụ lục E

(tham khảo)

...

...

...

E.1  Khái quát

Hình E.1 thể hiện phác họa về khái niệm hiệu quả năng lượng và phương pháp minh họa bằng hình ảnh. Việc này đòi hỏi thể hiện các kết quả đo được theo nhu cầu của người sử dụng. Ví dụ, lãnh đạo cao nhất có thể muốn phác họa về các kết quả của toàn bộ tổ chức. Các kết quả liên quan đến hành động cụ thể có thể thích hợp hơn đối với người vận hành nhà máy. Các kết quả chi tiết có thể thích hợp hơn đối với các kỹ sư để tìm cơ hội thiết lập các hành động cải tiến hiệu quả năng lượng.

Giá trị năng lượng hiện tại và các biến liên quan có thể được đề cập đến bằng các thước đo này như minh họa trong Hình E.1. Thông tin về giai đoạn đường cơ sở được ghi lại thành một bộ dữ liệu cũng được đưa ra. Ngoài ra, giá trị ước tính bởi mô hình EnB cũng được cung cấp nếu sử dụng EnPI dựa vào mô hình.

Hình E.1 - Tổng quan về theo dõi và báo cáo về hiệu quả năng lượng

E.2  Các loại phương pháp theo dõi và báo cáo

Tổ chức có thể sử dụng nhiều kiểu báo cáo khác nhau và các kiểu phương pháp khác nhau về theo dõi và báo cáo hiệu quả năng lượng, bao gồm:

- so sánh hiệu quả hiện tại so với hiệu quả mục tiêu (đồ thị so sánh về EnPI mục tiêu và hiện tại);

- đồ thị xu hướng về các EnPI (và các biến liên quan);

...

...

...

- đánh giá phương sai;

- đồ thị tổng lũy tích (CUSUM);

- minh họa bằng hình ảnh có sử dụng các công cụ phân tích khác nhau;

- đồ họa đa chiều có lập chuẩn đối sánh nội bộ.

Theo dõi cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng biểu đồ cảnh báo về các bất thường của giá trị EnPI thời gian thực.

Trong từng trường hợp, có thể thể hiện thông tin này bằng đồ thị hoặc bằng bảng.

E.3  So sánh EnPI mục tiêu và hiện tại

Các ví dụ về so sánh EnPI đối với ba yếu tố hiệu quả năng lượng được thể hiện dưới đây.

a) Tiêu thụ năng lượng (xem Hình 3): So sánh tiêu thụ năng lượng của giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo.

...

...

...

c) Sử dụng năng lượng (xem hình E.2 b)): So sánh việc chia sẻ sử dụng năng lượng cụ thể trong giai đoạn đường cơ sở và giai đoạn báo cáo.

Hình E.2 - Ví dụ về EnPI liên quan đến hiệu suất năng lượng và sử dụng năng lượng

Hình E.3 thể hiện cách hiển thị EnB, EnPI hiện tại và mục tiêu. Chênh lệch giữa EnPI mục tiêu và EnPI hiện tại cũng được thể hiện. Những người quản lý cơ sở hoặc người điều hành có thể thấy được các ảnh hưởng/tác động của công việc của mình đối với hiệu quả năng lượng và thực hiện những hành động nếu cần thiết.

Hình E.3 - EnPI và chỉ tiêu

E.4  Biểu đồ xu hướng

Các EnPI cần được đo cho từng cơ sở và thiết bị riêng rẽ có sử dụng năng lượng đáng kể. Các EnPI được đo riêng rẽ này có thể được theo dõi liên tục và có thể thay đổi theo thời gian. Các EnPI và biến liên quan được hiển thị cùng nhau trên biểu đồ xu hướng thời gian thực. Các thay đổi về EnPI có thể được thể hiện.

Bằng cách điều tra các nguyên nhân của sự biến động, có thể xác định việc sử dụng năng lượng không cần thiết. Như thể hiện trên Hình E.4, quan sát việc theo dõi và các kết quả đo thúc đẩy việc xác định những biến động của các EnPI hoặc những hỏng hóc của thiết bị.

...

...

...

Hình E.4 - Biểu đồ xu hướng SEC

E.5  Biểu đồ X-Y

Sản lượng hằng ngày hoặc hằng tuần và tiêu thụ năng lượng tương ứng có thể được thể hiện trong biểu đồ X-Y, (Hình E5) sao cho mọi cải tiến hiệu quả năng lượng có thể được kiểm tra bằng mắt. Ví dụ, năm 2011, cơ sở sản xuất nhất định có thiết bị làm việc với 100 % công suất. Nhưng năm 2012, cơ sở sản xuất này được trang bị thêm và tiêu thụ năng lượng theo sản lượng. Việc này được phản ánh là sự giảm về tiêu thụ năng lượng theo tải nền trong biểu đồ X-Y.

Hình E.5 - Biểu đồ X-Y

E.6  Đơn vị báo cáo

Hình E.3, E.4 và E.5 thể hiện các đơn vị năng lượng hoặc phần trăm được sử dụng làm các đơn vị dùng để báo cáo. Nhìn chung, vấn đề tiềm năng với cách tiếp cận này là mọi người không đánh giá cao về thang đo hoặc giá trị đơn vị năng lượng điển hình - tức là, 10 GJ trị giá bao nhiêu ? Để khắc phục rào cản này và để đưa ra một cảm nhận về thang đo cho những đồ thị này, có thể chuyển đổi các đơn vị năng lượng này thành giá trị bằng tiền.

Có hai cách tiếp cận có thể được áp dụng: sử dụng giá trị ngân quỹ cho năng lượng mà không thay đổi hoặc sử dụng chi phí thực tế cho việc mua phương tiện/tiện ích. Cách tiếp cận thứ nhất rõ ràng là dễ thực hiện hơn mặc dù ít chính xác. Theo cách tiếp cận thứ hai, thông tin về thuế đối với phương tiện/tiện ích và thông tin về hiệu suất của việc tạo và cấp (năng lượng) được yêu cầu trong trường hợp các phương tiện/tiện ích thứ cấp như hơi nước được sử dụng.

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 14064-3:2006, Greenhouse gases - Part 3: Specification with guidance for the validation and verification of greenhouse gas assertions (Khí nhà kính - Phần 3: Yêu cầu kỹ thuật và hướng dẫn về tính hiệu lực và kiểm tra xác nhận khí nhà kính).

[2] TCVN ISO 50015:2016 (ISO 50015 :2014), Nguyên tắc chung và hướng dẫn hệ thống quản lý năng lượng - Đo và kiểm tra xác nhận hiệu quả năng lượng của tổ chức.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

...

...

...

4  Đo hiệu quả năng lượng

Phụ lục A (tham khảo)

Phụ lục B (tham khảo)

Phụ lục C (tham khảo)

Phụ lục D (tham khảo)

Phụ lục E (tham khảo)

Thư mục tài liệu tham khảo