在工業化進程中，每個國家都不無例外地遭遇過經濟發展、資源利用和環境保護之間的失衡。而今后，我國的“互聯網+工業”不僅僅要體現在先進制造上，還應體現在能源管理中。

環境污染、生態破壞、資源能源日趨匱乏已經成為人類社會共同面臨的嚴峻挑戰，解決這些全球性社會問題、實現可持續發展，已經成為人類的共識。霧霾的來源，無論是發電、汽車、鋼鐵、水泥等，都跟工業息息相關，而“節能減排”、“綠色低碳”、“淘汰落后產能”等，儼然已是當今社會的熱門詞匯。為此，許多國家對工業節能減排的要求更高。德國的“工業4.0”，美國GE公司的“工業互聯網”有一個相同的愿景，那就是工業節能減排與綜合利用。

其實，在工業化進程中，每個國家都無一例外地遭遇過經濟發展、資源利用和環境保護之間的失衡,德國亦是如此。上世紀60至70年代的經濟增長稱為德國的“經濟奇跡”，德國在走出戰爭廢墟、躋身世界經濟強國之列的同時，也破壞了自然環境，以煤炭和鋼鐵為中心魯爾區污濁的空氣令民眾呼吸困難，霧霾也成為那時的普遍現象。因此，自70年代以來，節能減排成為德國發展工業經濟的一項基本國策。

資料顯示，自1994年起，德國政府把科技政策的支持重點集中在發展環境保護技術和能源技術上,并且出臺了很多新的能源和環境政策,旨在促進經濟發展和環境保護的和諧。90年代以來，德國的能源消耗在經濟增長的同時不斷下降，逐步解決了工業化過程中的污染問題，環境質量得到明顯改善，實現了經濟發展模式的轉變。盡管如此，根據德國能源署的數據顯示，2010年工業占德國總能耗的比率仍然高達16%。

德國是歐洲國家中節能減排法律框架和促進低碳經濟政策最完善的國家之一。近年來，德國政府極其重視節能減排和低碳發展，在超額完成《京都議定書》規定的溫室氣體減排量的基礎上，還提出了高于《京都議定書》和歐盟要求的減排目標。但是，盡管如此，作為制造業大國，德國仍是歐盟工業國中遙遙領先的耗能大國，煤炭消耗量位列全球第四，石油天然氣消耗量排名全球第六。所以，德國政府，尤其是工業部門一直以來積極致力于解決環境與能源等全球性問題，德國“工業4.0”戰略中，充分體現了德國政府對環境與能源問題的重視。

我國是世界第一制造業大國，但是制造業能源消耗大，污染嚴重。2012年數據顯示，工業占國內生產總值的40%左右，是能源消耗及溫室氣體排放的主要領域，工業能耗占全社會總能耗的70%以上，單位產品能耗遠高于國際先進水平，而單位產值產生的污染卻遠遠高出發達國家。

單位GDP能耗，又叫萬元GDP能耗，每產生萬元GDP所消耗掉的能源，一般用來反映一個國家經濟活動中對能源的利用程度，反映經濟結構和能源利用效率的變化。2009年我國單位國內生產總值能耗是德國和日本水平的5倍多，是美國的3倍多（圖1）；2010年我國單位國內生產總值能耗仍然是世界平均水平的2.2倍，且主要礦產資源對外依存度逐年提高，石油、鐵礦石等均已超過50%。

圖1 2009年我國單位國內生產總值能耗

我國的“互聯網+工業”不僅僅要體現在先進制造上，還應體現在能源管理之中。就制造業工廠而言，除了儀器儀表等傳統硬件的改進之外，更重要的還是要建立能源管理系統。能源管理系統能夠科學地把能源管理起來，使工廠在生產制造過程中，實現現場管理、能源監控，從而能夠高效地使用能源。

“互聯網+工業”，通過互聯網等通信網絡，使工廠內外的物品與服務相互合作，形成了智能制造，實現機器和原材料、機器和機器、機器和產品的“網絡協同”。這不僅能夠大幅提升生產效率，還能夠解決能源消費問題。生產車間利用傳感器和互聯網技術將能源生產端、傳輸端、消費端等眾多設備連接起來，形成一個可以有效管控的能源系統，從而可以整合生產資源數據、生產環境數據、外部氣象數據、電網數據以及市場數據等，進行統一的數據分析，調整設備負荷、平衡生產調度計劃，使能源管理系統成為一個有機整體。

以往，工廠在生產間歇期間，為了確保生產設備處于隨時可以運轉狀態，消費著大量能源。未來，如果能夠根據工廠的實際作業情況，實時對能源供給進行調整，就能夠從總體上減少大量的能源消費。

此外，制造業生產過程中，往往采用大量的大功率用電設備，由于生產設計能力與實際能力、工藝及生產管理之間往往存在一定的變化，所以部分設備運行效率低下，存在巨大的節能空間。在工業化和信息化深度融合的今天，完全可以利用“互聯網+工業”幫助工廠實現節能減排。具體而言，可以從收集和分析能耗信息、識別問題、管理運營和改變耗能不良習慣等四個環節，實現能耗的科學管理（圖2）。

圖2 工業節能減排步驟

（一）收集和分析能源信息

只有通過對設備自身的行為監測，才更有可能對能耗做出調整。只有通過密切關注能源的消耗情況，才更有可能實現節省能源的目的。利用能源管理系統對工廠各個車間的配電系統進行監控和管理，可以通過網絡實時收集能耗數據和各個設備的能耗信息，來進行分析并減少對能源的浪費。

（二）識別問題

通過能耗的網絡可視化管理，能夠讓工廠管理人員簡單清晰地得到所需要的信息，從而可以迅速找到電力和能源方面的異常情況，避免設備和生產線的停機，并支持可持續發展計劃。

（三）管理運營

通過持續地對能耗信息進行收集和分析，識別問題，從而有能力對可用性、負載情況、能源間歇和能源消耗進行實時的測量，并按照工廠計劃生產，根據需要實時做出調整，確保所有的配電設備都在最優效率的狀態下運行。

（四）改變耗能不良習慣

利用網絡可視化軟件，工廠工人更容易看出能源在哪些地方被浪費，以及可以在哪些地方實現節省。無論是晚間的生產間歇，周末的生產間歇，還是分時段驅動的電機和設備，能源管理系統都可以對這些工廠節能減排方面提供建設性的支持，從而改變耗能的不良習慣，做到在產品生產制造過程中浪費最少，整個過程努力達到零故障、零污染。

可以說，在“互聯網+工業”漸趨漸進的當下，智能制造將引領制造業向綠色工業轉型，減少工業環境污染。

（作者系工業和信息化部國際經濟技術合作中心電子商務研究所所長）