ISO 50006:2014 การกำหนดและบ่งชี้ตัวชี้วัดสมรรถนะด้านพลังงาน (Energy Performance Indicators)
ISO 50006:2014
การกำหนดและบ่งชี้ตัวชี้วัดสมรรถนะด้านพลังงาน
(Energy Performance Indicators)
ระบบการจัดการพลังงาน ISO 50001 ต้องแสดงผลสำเร็จของการปรับปรุงสมรรถนะพลังงานที่ดีขึ้นขององค์กร โดยแนวทางในการวัดสมรรถนะด้านพลังงานได้เคยกล่าวไว้แล้ในบทความที่ผ่านมา(แนวคิดการวัดสมรรถนะด้านพลังงาน )ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานด้านการจัดการพลังงาน ISO 50006 “ว่าด้วยการวัดสมรรถนะด้านพลังงานโดยใช้ข้อมูลฐานด้านพลังงาน(EnBs) และตัวชี้วัดสมรรถนะด้านพลังงาน(EnPIs)-หลักการทั่วไปและคำแนะนำ” (ISO 5006 Energy management systems — Measuring energy performance using energy baselines (EnB) and energy performance indicators (EnPI) — General principles and guidance, First edition 2014-12-15)
บทความต่อไปนี้จะเป็นการแสดงถึงความต้องการและแนวทางในการดำเนินการกำหนดและบ่งชี้ EnPIs ที่เหมาะสม เพื่อใช้ในการวัดเปรียบเทียบสมรรถนะด้านพลังงานขององค์กร ของกระบวนการ และของเครื่องจักรตามคำแนะนำในมาตรฐานการจัดการพลังงาน ISO 50006 โดยมีแนวทางในการดำเนินการดังต่อไปนี้
1. การบ่งชี้ EnPIs
1.1 การกำหนดขอบเขตของ EnPIs
โดยทั่วไปแล้วขอบเขตของระบบการจัดการพลังงานประกอบด้วยพื้นที่ หรือกิจกรรมภายในองค์กรที่ดำเนินการจัดการด้านสมรรถนะพลังงาน ดังนั้นในการวัดสมรรถนะด้านพลังงานจำเป็นต้องกำหนดขอบเขตของการวัดที่เหมาะสมของแต่ละ EnPI โดยขอบเขตของ EnPI อาจมีการทับซ้อนกันได้ ทั้งนี้ขอบเขต EnPI มี 3 ระดับ คือ Individual, System, and Organization ดังแสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 แสดงการแบ่งขอบเขตของ EnPI 3 ระดับ
| ระดับขอบเขตของ EnPI |
รายละเอียดและตัวอย่าง |
| ระดับเครื่องจักรอุปกรณ์/กระบวนการ(Individual) | ของเขตของ EnPI ที่สามารถกำหนดโดยอาณาเขตทางกายภาพของโรงงาน ของเครื่องจักรอุปกรณ์ ของกระบวนการ เพี่ยงหนึ่งเดียว ที่องค์กรต้องการควบคุมและปรับปรุงให้ดีขึ้น
ตัวอย่าง : อุปกรณ์ผลิตไอน้ำ |
| ระบบ(System) | ของเขตของ EnPI ที่สามารถกำหนดโดยอาณาเขตทางกายภาพของกลุ่มโรงงาน กลุ่มของกระบวนการ กลุ่มเครื่องจักรอุปกรณ์ที่ทำงานแล้วมีผลกระทบต่อกัน ที่องค์กรต้องการควบคุมและปรับปรุงให้ดีขึ้น
ตัวอย่าง : อุปกรณ์ผลิตไอน้ำและอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำ เช่น เครื่องอบแห้ง |
| องค์กร(Organization) | ของเขตของ EnPI ที่สามารถกำหนดโดยรอบของอาณาเขตทางกายภาพของโรงงาน ของกระบวนการ ของเครื่องจักรอุปกรณ์ ที่รวมเข้าในความรับผิดชอบของระบบการจัดการพลังงานเพียงหนึ่งเดียว ของทีม ของกลุ่มหรือหน่วยธุรกิจ ที่กำหนดขึ้นโดยองค์กร
ตัวอย่าง : ไอน้ำที่ซื้อมาสำหรับใช้ในโรงงานแห่งหนึ่ง หรือหลายแห่ง หรือในแผนกขององค์กร |
รูปที่ 1 แสดงตัวอย่าง ขอบเขตของ EnPIs
1.2 การกำหนดและแสดงปริมาณแหล่งพลังงาน
เมื่อกำหนดขอบเขตของ EnPI แล้วควรต้องจัดทำแผนภาพการใช้พลังงานทั้งหมดในขอบเขตนั้น ๆ ซึ่งอาจเรียกว่า “Energy map” หรือ “Fence diagram” ดังแสดงไว้ในรูปที่ 2
รูปที่ 2 แสดงแผนภาพการใช้พลังงาน(Energy map)
แผนภาพการใช้งานจะแสดงการใช้พลังงานทั้งหมดทั้งด้านเข้าและด้านออกของขอบเขตของ EnPI ซึ่งสามารถแสดงถึงตำแหน่งการติดตั้งมิเตอร์และการไหลเวียนของผลผลิตในกระบวนการซึ่งมีความสำคัญในการวิเคราะห์และจัดทำ EnPI เช่น การใช้พลังงานไฟฟ้า การใช้เชื้อเพลิง การเปลี่ยนแปลงของปริมาณเชื้อเพลังในถังน้ำมัน รวมถึงการใช้พลังงานอื่น ๆ เช่น ไอน้ำและน้ำเย็น การวัดทั้งหมดควรจะต้องมีการทวนสอบความถูกต้องและแม่นยำของเครื่องมือวัดและการวัดนั้นด้วย
การบ่งชี้ SEU(Significant Energy Use) เป็นกิจกรรมในการทบทวนด้านพลังงาน EnPIs และ EnBs สำหรับ SEU ต้องการกำหนดขอบเขตที่ดีซึ่งจะนำไปสู่การแสดงปริมาณของพลังงานในแผนภาพพลังงาน สิ่งที่สำคัญในการพิจารณาสำหรับแต่ละ SEU คือความเหมาะสมในการวัดปริมาณการใช้พลังงานในขอบเขตของ SEU
1.3 การกำหนดและแสดงปริมาณของตัวแปรที่เกี่ยวข้อง
การกำหนดและแสดงปริมาณของตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ขึ้นอยู่กับความต้องการขององค์กรและระบบการจัดการพลังงาน ตัวแปรที่เกี่ยวข้องที่ส่งผลกระทบต่อสมรรถนะด้านพลังงานต้องกำหนดและแสดงปริมาณในแต่ละขอบเขตของ EnPI มันเป็นสิ่งที่สำคัญที่ต้องพิจารณาว่าตัวแปรที่เกี่ยวข้องเหล่านั้นส่งผลต่อสมรรถนะด้านพลังงานอย่างมีนัยสำคัญมาก ส่งผลน้อย หรือไม่ส่งผลเลย ขณะที่องค์กรได้กำนดตัวแปรที่เกี่ยวข้องได้ชัดเจนแล้วการวิเคราะห์ข้อมูลเพิ่มเติมที่ต้องแสดงถึงความสำคัญของตัวแปรเหล่านั้น
ตัวแปรบางตัวมีความเกี่ยวข้องกับปริมาณการใช้พลังงานมากกว่าตัวแปรอื่น ๆ สำหรับตัวอย่าง ได้แสดง ปริมาณการใช้พลังงานต่อหน่วยของผลผลิตซึ่งได้จากการวัด การนับจำนวนจำนวนของสินค้าที่ผลิตได้อาจทำให้เราได้ข้อมูลที่คลาดเคลื่อนถ้าผลผลิตที่เกิดขึ้นมีของเสีย หรือมีการนำกลับไปผลิตใหม่เกิดขึ้น
รูปที่ 3 แสดงตัวแปรกับระดับความสำคัญของตัวแปรต่อปริมาณการใช้พลังงาน
ในกรณีที่สภาพอากาศเป็นตัวแปรที่เกี่ยวข้อง โดยตัวอย่างแสดงเส้นแนวโน้มที่สามารถใช้เป็นหลักฐานแสดงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณการใช้พลังงานตลอดทั้งปี ถ้าภาระพลังงานเป็นอุปกรณ์ทำความร้อน ปริมาณการใช้พลังงานจะสูงขึ้นระหว่างช่วงเดือนในฤดูหนาว แต่ถ้าภาระพลังงานเป็นอุปกรณ์ด้านทำความเย็น ปริมาณการใช้พลังงานจะสูงขึ้นระหว่างช่วงเดือนในฤดูร้อน แสดงดังในรูปที่ 4
รูปที่ 4 เส้นแนวโน้มพลังงานจากผลของฤดูกาล
1.4 การกำหนดและแสดงปริมาณปัจจัยคงที่ (Static factor)
ตัวแปรที่เกี่ยวข้องนั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เป็นประจำ เช่น ปริมาณการผลิตและคุณภาพในการผลิต แต่ปัจจัยคงที่นั้นจะไม่เปลี่ยนแปลงอยู่เป็นประจำหรือเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ เช่น สัดส่วนในการผลิตสินค้า (Product mix) องค์กรต้องบันทึกเงื่อนไขของปัจจัยคงที่เมื่อจัดทำ EnPI และ EnB และมีการทบทวนมันอยู่ตลอดเวลา แม้ว่าปัจจัยคงที่จะดูเหมือนจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างช่วงเวลาที่รายงานผล แต่มันสามารถที่จะเปลี่ยนไปสู่ตัวแปรที่เกี่ยวข้องได้ในอนาคตถ้ามีการเปลี่ยนแปลงของเงื่อนไข ตัวอย่างของปัจจัยคงที่ที่มีศักยภาพสามารถเปลี่ยนจากปัจจัยคงที่เป็นตัวแปรที่เกี่ยวข้องได้ ดังแสดงในตารางที่ 2
ตารางที่ 2 ตัวอย่างของปัจจัยคงที่ที่มีศักยภาพ
|
ปัจจัยคงที่ |
รายละเอียด |
เงื่อนไขซึ่งจะเปลี่ยนปัจจัยคงที่เป็นตัวแปรที่เกี่ยวข้อง |
| ด้านการผลิต | ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตในโรงงาน | โรงงานได้ผลิตผลิตภัณฑ์ใหม่และ/หรือเปลี่ยนสัดส่วนในการผลิต |
| กะการทำงานต่อวัน | โรงงานทำงานแบบมีกะต่อวันทำงาน | การเปลี่ยนแปลงจำนวนกะต่อวันมากขึ้นหรือน้อยลงซึ่งมีผลต่อปริมาณการใช้พลังงานอย่างมีนัยสำคัญ |
| ปริมาณผู้ใช้อาคาร | รูปแบบการใช้พลังงานของอาคารมาจากผู้เช่าในปัจจุบัน | การเปลี่ยนแปลงผู้เช่ามีผลต่อการเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงานของอาคาร |
| พื้นที่ | ขนาดของอาคารที่ถูกกำหนดเป็นส่วนหนึ่งของระบบการจัดการพลังงาน | การขยายพื้นที่ของอาคารมีผลโดยตรงต่อปริมาณการใช้พลังงาน |
1.5 การกำหนดค่า EnPIs
1) ทั่วไป
ในหนึ่งองค์กรอาจมีเป้าหมายด้านพลังงานเป็นค่าของพลังงานเพียงค่าเดียว เมื่อได้เลือก EnPIs ที่เหมาะสมไว้แล้วปัจจัยสำคัญในการพิจารณาคือข้อมูลของผู้ใช้งานและความสามารถในการวัดสมรรถนะด้านพลังงานในรูปของปริมาณหรือแสดงจำนวนได้ รูปแบบหลักของ EnPI มีดังนี้
- ค่าด้านพลังงาน(energy value)
- อัตราส่วน (ratio) ซึ่งได้มาจากค่าการวัด เช่น ประสิทธิภาพพลังงาน
- โมเดลทางสถิติ (statistical model) เช่น สมการถดถอยเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น
- โมเดลเชิงวิศวกรรมศาสตร์ (engineering based model)
หมายเหตุ โมเดลทางด้านสถิติและด้านวิศวกรรมที่ใช้ประมาณการค่าของพลังงาน วัตถุประสงค์เพื่อนำข้อมูลด้านพลังงานไปเปรียบเทียบกันในเงื่อนไขที่เท่าเทียมกัน ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงของตัวแปรที่เกี่ยวข้อง รูปแบบต่าง ๆ ที่กำหนดขึ้นส่วนมากได้อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างค่าของพลังงานและตัวแปรที่เกี่ยวข้องในช่วงเวลาฐาน
2) การกำหนดค่าสมรรถนะพลังงานเฉพาะที่สามารถแสดงปริมาณได้
องค์กรต้องเสนอรูปแบบของ EnPI ให้สอดคล้องกับความต้องการของผู้ใช้งานและความซับซ้อนของการนำไปใช้ รูปแบบของ EnPI อาจจะกำหนดได้ตามรูปแบบที่แสดงไว้ในตารางที่ 3 ถึงตารางที่ 6
ตารางที่ 3 ตัวอย่างการกำหนด EnPI และการนำไปใช้ประโยชน์-ค่าพลังงานจากการวัด (Measured energy value)
|
รูปแบบของ EnPI |
การใช้ประโยชน์ |
ตัวอย่าง |
ข้อด้อย |
| ค่าพลังงานจากการวัด (Measured energy value)
|
· ค่าการวัดการใช้พลังงานที่ลดลง
· การวัดผลการประหยัดพลังงาน · การเฝ้าระวังและควบคุมพลังงานคงคลังและต้นทุน · ทำความเข้าใจแนวโน้มด้านปริมาณการใช้พลังงาน · เมื่อค่าการวัดปริมาณการใช้พลังงานที่ได้จากมิเตอร์มีหรือไม่มี Conversion factor |
· ปริมาณการใช้พลังงานของระบบไฟฟ้าแสงสว่าง(kWh)
· ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของBoilers(GJ) · ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า(kWh)ระหว่าง Peak hours · ความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุด (kW) · ผลการประหยัดพลังงานรวม(GJ) จากการปรับปรุงประสิทธิภาพ |
· ไม่ได้รวมถึงผลที่เกิดขึ้นจากเปลี่ยนแปลงของตัวแปร การให้ผลที่คลาดเคลื่อนจากการใช้งานที่มากที่สุด
· ไม่ได้วัดถึงประสิทธิภาพด้านพลังงาน |
ตารางที่ 4 ตัวอย่างการกำหนด EnPI และการนำไปใช้ประโยชน์- อัตราส่วนของค่าจากการวัด (Ratio of measured valve)
|
รูปแบบของ EnPI |
การใช้ประโยชน์ | ตัวอย่าง |
ข้อด้อย |
| อัตราส่วนของค่าจากการวัด (Ratio of measured valve)
|
· การเฝ้าระวังประสิทธิภาพพลังงานของระบบซึ่งมีตัวแปรที่เกี่ยวข้องตัวแปรเดียว
· เฝ้าระวังระบบซึ่งไม่มี Base load หรือมีน้อยมาก · ใช้เป็นค่ามาตรฐานในการเปรียบเทียบสำหรับหลายๆ องค์กร (Benchmarking) · แสดงค่าด้านประสิทธิภาพพลังงาน · ทำความเข้าใจแนวโน้มด้านปริมาณใช้พลังงาน · สามารถแสดงประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องจักรและระบบใดระบบหนึ่ง |
· kWh/ton สำหรับการผลิต
· GJ/unit ของผลิตภัณฑ์ · kWh/m2 ของพื้นที่บริการ · GJ/man-day · ลิตรของน้ำมันเชื้อเพลิงต่อผู้โดยสารต่อกิโลเมตร · ประสิทธิภาพboiler (%) · พลังงานป้อนเข้า/พลังงานป้อนออก (heat rate ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) · kWh/MJ สำหรับระบบระบายความร้อน · kW/Nm3 สำหรับระบบอากาศอัด · L/100 km · kWh/มูลค่าเพิ่มในหน่วยของเงิน · kWh/หน่วยของการขาย |
· ไม่รวมถึง base load และผลของการใช้พลังงานที่ไม่เป็นเชิงเส้น จะทำให้มีคลาดเคลื่อนสำหรับโรงงานที่มี base load ขนาดใหญ่
|
ตารางที่ 5 ตัวอย่างการกำหนด EnPI และการนำไปใช้ประโยชน์- โมเดลทางสถิติ (Statistical model)
|
รูปแบบของ EnPI |
การใช้ประโยชน์ | ตัวอย่าง |
ข้อด้อย |
| โมเดลทางสถิติ (Statistical model)
|
· ระบบซึ่งมีตัวแปรหลายตัว
· ระบบที่มี baes load เป็นปริมาณการใช้พลังงาน · การเปรียบเทียบที่ต้องการปรับให้อยู่ในสภาพปกติ(Normalization) · รูปแบบของระบบที่มีความซับซ้อนซึ่งมีความสัมพันธ์ระหว่างสมรรถนะด้านพลังงานและตัวแปรที่เกี่ยวข้องที่สามารถแสดงปริมาณได้ · สมรรถนะพลังงานขององค์กรที่มีตัวแปรหลาย ตัวแปร · แสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการใช้พลังงานกับตัวแปรที่เกี่ยวข้อง |
· สมรรถนะด้านพลังงานในการผลิตกับผลิตภัณฑ์ 2 แบบขึ้นไป
· สมรรถนะพลังงานของโรงงานที่มี base load · สมรรถนะด้านพลังงานของโรงแรมที่มีตัวแปรคือ อัตราผู้ใช้บริการและอุณหภูมิภายนอก · ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการใช้พลังงานของพัดลมหรือปั้มน้ำและอัตราการไหล
|
· สำหรับรูปแบบที่มีตัวแปรหลายตัวเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดรูปแบบขึ้นมาและอาจต้องใช้เวลาค่อนข้างมากเพื่อให้มีความถูกต้องแม่นยำ
· อาจมีความไม่ชัดเจนถ้ามี residual error หรือซึ่งทำให้โมเดลที่จัดทำขึ้นมีความผิดพลาดหรือทำให้ไม่สามารถควบคุมปริมาณการใช้พลังงานได้ · อาจเกิดความคลาดเคลื่อนได้ถ้าไม่มีการทดสอบทางด้านสถิติ · ต้องการความเข้าใจอย่างละเอียดของระบบในการกำหนดรูปแบบหน้าที่ที่ถูกต้องของความสัมพันธ์ที่ถูกคาดหมายเมื่อข้อมูลไม่เป็นเชิงเส้น · โมเดลจำเป็นต้องคงรักษาไว้เพื่อยืนยันผลที่เกิดขึ้น |
ตารางที่ 6 ตัวอย่างการกำหนด EnPI และการนำไปใช้ประโยชน์- โมเดลทางวิศวกรรมศาสตร์ (Engineering model)
|
รูปแบบของ EnPI |
การใช้ประโยชน์ | ตัวอย่าง |
ข้อด้อย |
| โมเดลทางวิศวกรรมศาสตร์ (Engineering model)
|
· การประเมินสมรรถนะด้านพลังงานจากการเปลี่ยนแปลงของการปฏิบัติงานซึ่งมีตัวแปรอยู่หลาย ๆ ตัว
· การเปลี่ยนแปลที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในระยะเวลาสั้น ๆ ของกระบวนการผลิตหรือระบบที่เกี่ยวข้องกับระบบการป้อนกลับ · สำหรับระบบที่มีความสัมพันธ์กันภายในของตัวแปรที่เกี่ยวข้อง (เช่น อุณหภูมิ และ ความดัน) · การประมาณการสมรรถนะพลังงานในช่วงที่เริ่มการออกแบบ |
· อุตสาหกรรมหรือการผลิตพลังงานที่ซึ่งมีการใช้การคำนวญหรือแบบจำลองในการเฝ้าระวังการเปลี่ยนแปลงของตัวแปรที่เกี่ยวข้องและปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น
· โมดลของการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องทำน้ำเย็นที่ใช้ความต้องการของการทำความเย็น อุณหภูมิภายนอก(อุณหภูมิของคอนเดนซิ่ง)และอุณหภูมิภายใน(อุณหภูมิของอีแวปปอเรเตอร์) · โมเดล การใช้พลังงานของอาคารทั้งหมด ที่ใช้ชั่วโมงการทำงาน การใช้งานของ HVAC และความต้องการของผู้เช่าอาคาร |
· โมเดลจำเป็นต้องคงรักษาไว้เพื่อยืนยันผลที่เกิดขึ้น
|
แนวคิดและกระบวนการในการกำหนดและบ่งชี้ EnPIs ข้างต้นนั้นมีความสำคัญอย่างมาก หลายองค์กรที่ดำเนินการจัดทำระบบการจัดการพลังงานแล้วไม่ประสบผลสำเร็จส่วนมากเกิดจากการกำหนดค่าตัวชี้วัดสมรรถนะด้านพลังงานที่ไม่เหมาะสมและไม่สามารถนำไปวัดการเปลี่ยนของสมรรถนะด้านพลังงานได้อย่างถูกต้องนั่นเอง
แปลและเรียบเรียงโดย วิชาญ นาคทอง (ทีมงาน iEnergyGuru)
เอกสารอ้างอิง
Internal Standard, ISO 50006 Energy management systems — Measuring energy performance using energy baselines (EnB) and energy performance indicators (EnPI) — General principles and guidance, First edition 2014-12-15
Internal Standard, ISO 50001 Energy management systems — Requirements with Guidance for Use, First edition 2011-06-15
Leave a Reply
Want to join the discussion?Feel free to contribute!