根据国际能源机构的数据，全球能源消耗在过去的一个世纪中稳步增长，并将继续增长——从今天到2040年将增长30%。能源需求的爆炸式增长预计将大大增加全球公共能源发电系统的压力，该系统已经被要求以超出设计的方式运行美国能源部(DOE)．进一步推动需求的是数字经济的兴起，它将燃料驱动的过程推到了一边，导致工业电气化。
“工厂将展望替代能源，并更好地管理他们所做的能量，”数字解决方案和服务负责人Josh Angel说西门子．“随着公用事业基础设施老化，燃料成本增加，社会和环境压力增加，对更高可靠性的需求推动了对替代能源的渴望。”
越来越多的是，这意味着在工厂或甚至企业层面使用数据来优化绿地和棕色地区应用的能耗。另一个关键趋势：通过实时数据创建一种推动的数字双胞胎，以具有模拟环境，用于试验不同的控制能源消耗策略（参见“数字双胞胎:一个重要的工具“）。
随着我们的关键服务变得更加数字和自动化，力量中断可能会导致困难的后果。为了减轻风险增加，制造商正在转向先进技术，以计划，管理，监控和控制电力交付。根据DoE的说法，发电从传统的集中模型传染到分布能源资源，其中客户都是电源供应商和需求管理人员。
与此同时，股东和消费者要求各种规模的公司对可持续发展措施负责，包括减少碳排放。尽管整个工厂的能源效率可能不是制造商和工业企业最关心的问题——安全性和可靠性是最重要的——但它现在被列为最优先考虑的三个问题，尤其是在它与降低成本的必要性同时进行的时候。
安吉尔说:“可持续发展是所有主要制造商的头等大事，尤其是《财富》美国500强企业。能源是可持续发展的一个方面。”他补充说，如果一家大型制造商能够设法减少10%的能源支出，这就意味着在碳排放相应减少的情况下，可以获得数百万美元的利润。
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西门子帮助为汽车制造商生产车身外壳的Gestamp公司减少了15%的能耗。来源：西门子 |
分布式发电占据
从完全集中发电的转变反映了新的机遇——例如包括可再生能源和智能技术——以减少排放和扩大能源获取。传统的通过有限市场或垄断条件进行线性发电和输电的模式正在被一个更多样化、动态和复杂的系统所取代，该系统具有多个参与者和多个能源和信息层。
西门子用术语分布式能源系统(DES)来描述这个新世界，它包括一系列发电、存储和能源监控系统。安吉尔说，DES可以根据非常具体的要求和应用目标进行定制，包括降低成本、提高能源效率、保障供应和减少碳排放。
DES使制造商成为“制度的制造商”，在某些情况下销售回到公用事业的一些实例 - 一种称为净计量的实践。甚至鉴于美国电网的相对可靠性，公司通过产生自己的权力来对冲他们的投注更容易和更便宜。
“我们帮助[公司]通过在消费点安装能源发电设备，成为现场能源发电的制度，”西门子分布式能源系统战略和营销总监Lidija Sekaric说。几年前首次出现在欧洲的工业人士，是由于部件成本下降以及最佳实践的发展，这是一个现实。
Sekaric说:“无论是热能、天然气、废电、太阳能、储能(如电池)，还是与之相关的控制，成本都在下降。”“最佳做法也变得更具成本效益。”
考虑到国家电网的压力越来越大，天气模式越来越不稳定，对于规模足够大、能够应对复杂性和成本的组织来说，有一种方法来备份发电是一种合理的风险缓解策略。
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分布式能量系统包括一系列生成，存储和能量监控和控制系统，可以针对特定的要求和应用程序定制。来源：西门子 |
为未来的工厂提供动力
当然，对每个公司来说，成为一个电源生产用户都是一个不错的选择。但是，每一家运营生产设施的公司都应该与当地公用事业公司会面，对其计划的能源使用量进行建模和预测，并确定现有产能是否足够，而不需要支付高昂的超峰电价。安吉尔说:“能够产生的电量受到可以建造的发电厂数量的限制。”“公用事业公司明白，在发电领域，他们在市场上有了新的竞争对手。对于绿地和扩张机会尤其如此。”
未来工厂的运行和供电需要从低成本数据点(如传感器、仪表、断路器和继电器)与工厂内外的其他数据源综合信息。
“利用制造工厂中产生的关键数据确保设施以最大的性能运行，确保功率的稳定性，可用性，最小化停机时间和最大化能效，”天使说。西门子’ offerings include energy meters, electronically operated breakers and relays, information-producing transformers, standalone sensors and other devices that communicate to a factory’s key systems, including supervisory control and data acquisition (SCADA) systems, energy power monitoring (EPM) systems, building management systems (BMSs) and Industrial Internet of Things (IIoT) platforms.
西门子的MindSphere是一种基于云的开放物联网操作系统，可连接产品、工厂、系统和机器，并覆盖先进的分析工具。从电力基础设施的角度来看，MindSphere提供了制造设备电力运行的历史和未来能源相关建模，并就如何主动管理和维护电力提供了指导。用户可以利用这些反馈来满足未来电气基础设施升级、扩建和新建的设计需求。
削减能源成本和碳排放
西门子最近帮助了西班牙的汽车供应商Gestamp通过实施Mindsphere将其能耗降低了15％。Gestamp拥有100多种生产工厂，其中它使所有主要汽车制造商的金属和钢的汽车身体部位，底盘和预定的汽车零件。
Gestamp能够识别改进领域，并实施能效措施，导致2016年总能量节省50亿元的能量。通过新的新网络生产工厂，2017年的储蓄占了另外55 GWH。Gestamp预计其投资在三年内将自行支付。
由于能源消耗减少，CO₂排放量减少了15%。2016年，Gestamp的CO₂排放量比前一年减少了1.4万吨。2017年，减排量增至1.6万吨。
Gestamp基于云的大数据能源方法是一个更大计划的一部分，该计划旨在利用工业4.0技术，包括机器学习、云计算、物联网和大数据分析，创建更高效的制造工厂或智能工厂。
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