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工具机是金属製造相关产业不可或缺的重要设备，但由于金属生产、加工製程的耗电量相当惊人，导致相关业者在碳税制度上路后，恐将面临关税暴增的挑战。因此，如何减少工具机的耗电量，甚至透过製程改良来节省加工製程的资源消耗量，成为工具机产业必须严肃面对的课题。
因此，在本届台北国际工具机展(TIMTOS)期间，工具机供应商无不以节能减碳做为新产品的主要诉求，为工具机业者提供关键零部件与技术的供应商，也纷纷推出能协助工具机业者减少设备能耗的解决方案。
此外，工具机製造商本身也是製造业者，因此，正如同电子产业正面临来自政府与客户的碳足迹审计压力，越来越多工具机厂商也将面临同样的挑战，如何做好自身营运过程中的碳盘查，进而缩减碳足迹，也成为相关业者最关心的议题。
工具机拼减碳 电控改良收效最迅速
在本届TIMTOS期间，西门子(Siemens)就以节约工具机能耗、提高数位化程度与导入新科技做为三大主轴，希望能协助中国台湾的工具机製造商与工具机使用者早一步踏上减碳之路。而为了应对近在眼前的碳税压力，西门子指出，从工具机的电控环节著手改良，将是收效最迅速的选择(图1)。
图1 数位化趋势使得电控系统在工具机裡扮演的角色更加重要，同时也让数位科技得以为提升机台能源效率做出更大贡献
中国台湾西门子数位工业总经理骆奎旭(Aditya Ramkrishna)表示，工具机产业的数位与绿色转型迫在眉睫，对工具机使用者而言，能否提升能源与原物料的使用效率，将攸关自身的国际竞争力。而工具机製造商也必须回应客户的需求，提出对应的解决方案。中国台湾西门子数位工业拥有专业协助产业转型的经验，并且有完整的相关技术，可以协助工具机製造商跟工具机使用者实现节能与製程最佳化，进而减少碳足迹的目标。
在工具机製造方面，西门子透过机台开发的三大核心步骤，从设计端即可应用整合MCD、TIA Portal以及Create MyVirtual Machine完成机台全数位开机构、电控以及软体开发。这将使工具机研发不再需要经过建构原型机的过程，不仅节省时间跟成本，同时也可以有效减少资源的使用量。
至于在使用者端，透过加工製程数位双胞胎有效节约资源，并透过分析与製程优化有效降低能耗，打造新製程。这部分涉及了能源管理与製程控制/监控两种不同的技术。在能源管理部分，SINUMERIK CTRL-E数控系统智慧能耗可对个别工具机组件的能源消耗状况进行分析，让SINUMERIK控制器能迅速评估机台的能源消耗，同时管理机台停机期间的能源消耗情形。而且CTRL-E的资料是开放的，使用者可以很容易地取得资料，再依照自己的需求进行二次开发，发展更进阶的能源管理应用。
至于在製程控制/监控方面，则是以适应性控制/监控(ACM)技术为基础，对切削製程进行即时监控跟路径修正、补偿。透过导入这项技术，使用者不仅可以改善加工品质，且生产效率亦大幅提升。有许多中国台湾的工具机使用者在导入ACM技术后，都获得了超过10%以上的产能提升成效。这些效果都能转化成碳足迹的削减，协助使用者应对即将到来的碳税挑战。
中国台湾西门子数位工业工具机处协理谭世斌总结说，面对即将到来的「碳排有价」时代，工具机製造商跟使用者都必须设法进一步减少自身的碳足迹。如何设计出能源效率更好的工具机，进而让整个製程的资源使用量最佳化，是一个很大的议题。从该公司与客户合作所累积的经验来看，先从工具机的电控环节下手，是收效最快的选择。藉由在电控环节导入新的监控、控制技术，工具机本体与整个加工製程的能耗与资源使用量，便可获得明显改善。
380V供电趋势值得关注
除了从电控改良著手外，西门子也观察到，部分中国台湾厂商的厂内电力系统，已经从220V提高到380V，藉此减少线路损耗。但这个做法会不会成为主流还有待观察，毕竟厂内配电规格的改变是一项大工程。
其实，同样的情况已经在资料中心上演过。许多云端服务供应商都已经将资料中心内部的配电升级成48V，以降低线路损耗。金属加工厂的厂内配电从220V提高到380V，也是同样的概念。只是金属加工属于传统产业，这个领域的业者对改变的接受程度，通常不如IT产业；此外，云端服务供应商多半是资源丰富的国际大厂，中国台湾金属加工产业则是中小企业林立，有没有足够资源执行配电系统升级，会是一个很现实的问题。
善用政府/法人资源为淨零碳排找路径
事实上，对中国台湾整体产业而言，如何为落实淨零碳排找资源，是一个普遍存在的问题。因此，单位如中国台湾地区经济部工业局、能源局、行政院环保署等，都有编列一定的辅导预算，并与法人机构配合，协助中小企业朝淨零碳排的目标迈进。
中国台湾产业服务基金会就是一个长期与政府机构合作，协助中小企业落实节能、工业减废等目标的法人单位。该基金会的资深研究员张敬严(图2)就指出，随著碳盘查资料申报的法规适用范围开始从大型製造业往中型企业扩张，不管是哪个产业，未来都将会有更多企业必须落实碳盘查。
图2 中国台湾产业服务基金会资深研究员张敬严指出，企业不论规模大小，都必须申报碳盘查资料，将是必然的趋势
因此，在中国台湾地区经济部、环保署等政府部门的协助下，近几年该基金会不仅举办过上百场碳盘查讲座，让产业界知道该如何进行碳盘查，同时也实际辅导过不少业者进行更进一步的减碳专案。企业可以善用这些政府机关与法人团体提供的资源，来应对ESG浪潮所带来的挑战。
根据实际辅导厂商执行减碳专案所累积的经验，虽然每个个案的状况有所不同，但製造业减碳的重点环节不外是工厂内的空调、冰水机、热泵、空压设备这几类高耗能系统。针对这几个系统进行改善，通常都能得到不错的节能效果。
值得一提的是，在实际辅导个案的过程中，张敬严也发现，有时候旧设备的能源效率未必不如新设备。但因为会计制度的影响，在汰换设备时，已折旧摊提完成的旧设备会被优先汰换，反而不利于提升能源效率。因此，在企业考虑汰换旧设备之前，最好还是先经过完整的评估程序，而不是迳自认定旧设备的能源效率不如新设备，便予以汰换。
