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关键基础设施和能源依赖:管理者需要了解什么

能源依赖是大多数公司系统性低估的业务连续性风险,直到第一次计划外停电发生并且真正的成本变得可见。

关键基础设施和能源依赖:管理者需要了解什么

在信息安全方面投资越来越复杂的公司往往将电源管理保持在基础水平——文件服务器的UPS,两年没有在实际负载下进行测试的柴油发电机,以及默认经销商会修复它的期望。在计算依赖于生产线、制冷系统、本地服务器或客户服务的运营中四小时停电的成本时,这种不对称性很难证明是合理的。能源连续性风险很少以应有的权重出现在企业风险矩阵中——这并不是因为风险很低。

为什么能源依赖是一个被低估的风险

能源风险心理有一个独特的特征:短期停电足够频繁,足以正常化,而且时间足够长,当意外发生时会造成损害。大多数企业都会定期经历持续几分钟的停电,并学会将其视为运营噪音。问题在于,同样的心理框架往往适用于持续时间较长的事件——变电站故障导致的 6 小时停电、极端天气事件导致的 24 小时停电,或者严重干旱期间的供应限制。

计划外能源中断造成的损失超出了生产损失的范围。以不正确的顺序重新启动系统可能会导致设备损坏。冷藏食品和药品会变质。周期中中断的工业流程可能会产生废品或拒绝整批产品。违反与客户的合同承诺可能会受到相关处罚。安排轮班的员工闲置或按未工作的时间领取工资。考虑到所有这些因素,中型食品生产线一小时的停机成本很容易超过 500,000 雷亚尔。

能源弹性战略的组成部分

企业能源弹性有四个层次,需要一起规划,而不是作为独立的项目。第一个是供应冗余——有多个能源可供安装。这可以连接到来自分销商的两个不同的馈线(这可以减轻线路故障,但不能减轻变电站故障)、通过太阳能光伏发电或与自由能源市场上的替代供应商签订的合同。

第二层是能量存储——在主电源故障和备用电源进入之间的过渡期间维持运行的能力。 UPS(不间断电源)系统的供电时间为几毫秒到几分钟,足以保护 IT 设备并允许受控关闭。大型电池(BESS — 电池储能系统)可以持续数小时,足以在不需要发电机的情况下度过短暂的停电。柴油或燃气发电机的使用寿命较长,但需要储存燃料和定期维护。

第三层是需求管理——在价格上涨或供应紧张期间以受控方式减少消费的能力。能源管理系统 (EMS) 可在供应有限时自动关闭非关键负载,从而防止需求成本和过载能源崩溃情况。

第四层是监控和事件响应计划——记录的流程定义了停电时谁做什么、系统重新启动的顺序、哪些操作优先、哪些操作可以推迟。这个计划需要定期测试,而不仅仅是书面的。

能源管理软件的作用

使用手动控制面板来管理具有多个来源、存储和可变负载的复杂设施中的能源是不可行的。能源管理系统平台这一特定软件类别已从被动监控系统发展为主动优化平台,可以实时决策何时使用电池电源、何时启动发电机、何时减少负载以及何时回售给电网。

Stem、AutoGrid、施耐德电气 (Schneider Electric) 的 EcoStruxure 以及江森自控 (Johnson Controls) 的 OpenBlue 等公司提供的平台将实时计量数据与发电预测(针对太阳能装置)以及基于历史和运营日历的需求预测相集成。自动优化这些变量(人类操作员无法达到所需的速度和一致性)可以将已拥有物理基础设施的设施的能源成本降低 15% 至 25%。

实施这些平台(包括智能计量硬件(智能电表、负载传感器)和管理软件)的成本已大幅下降,保守情况下,中型和大型安装的投资回报期为两到四年。

能源弹性审计检查的内容

能源弹性审计首先要确定运营关键性:哪些系统和流程对于运营至关重要,每个系统和流程的最大可容忍中断时间是多少,以及每小时不可用的成本是多少。这种映射很少系统地完成,通常会揭示操作的不同部分具有非常不同的容忍度 - 关键 IT 系统可以容忍几秒钟,而管理设施可以容忍几个小时。

第二步是现有保护的清单:UPS系统在实际负载下的真正自主性是多少——而不是假设部分负载的名义自主性——发电机在多长时间前进行了满载测试以及持续了多长时间,有哪些燃料库存可用,更换时间是多少,以及已安装的储能容量是多少。

第三步是绘制外部供应的风险图:当地分销商供应的历史质量如何(过去五年的中断频率和平均持续时间),与该地区相关的极端天气事件的风险有多大,以及是否依赖没有冗余的关键传输基础设施。

将能源弹性纳入业务规划

当能源成为战略变量时,能源弹性不再是设施部门的专有能力——这既是由于成本(直接影响竞争力),也是由于可用性(影响服务连续性)。将其整合到业务规划中的方法首先是计算中断的真实成本,这需要包括所有直接和间接影响,而不仅仅是生产损失。

有了这个数字,关于投资能源弹性的决策现在与任何其他风险管理决策具有相同的结构:防范风险的成本是多少,与没有保护的风险的预期成本是多少。处理高节奏、低利润数据或产品的设施经常发现,即使不考虑可持续性效益,对自发电、存储和智能能源管理的投资也是值得的——只是为了保证运营连续性的价值。

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