編者注：以下內容改編自落基山研究所的《重塑火焰：新能源時代的商業解決方案》。
從第一家福特 T 型車工廠到兩次世界大戰中發展起來的軍事工業綜合體，再到隨後的強勁經濟增長和高科技創新，工業長期以來構成了美國經濟的基礎。雖然美國製造業正在復甦，但其舊的基礎——建立在廉價化石燃料和充足電力之上——正在出現裂縫。燃料價格上漲和波動、供應安全擔憂以及環境壓力正在像破壞球一樣衝擊著我國關鍵產業的許多基礎——以及我們的繁榮。
幸運的是，我們可以透過系統地推動工業能源效率升級來使這些破壞球變得無害。即使沒有技術突破，這種努力也能在短短一代人的時間內改造美國工業，並在 2050 年在能源消耗減少 9% 至 13%、化石燃料消耗減少 41% 的情況下，使產出增加 84%。落基山研究所 (RMI) 的書籍和戰略倡議 《重塑火焰》 中概述了這種情景，可以幫助美國工業建立持久的競爭優勢，並防止工作崗位流失到海外。
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這些數字似乎令人難以置信：效率是今天的兩倍？產出幾乎翻了一番，能源消耗卻減少了？機會如此巨大，是因為儘管過去十年效率有所提高，但工業領域仍有大量提高能源效率的機會。美國能源部的 24 個工業評估中心已經提供能源審計服務超過 30 年，報告稱，1985 年至 2005 年間，每項建議的節能量增加了 9%。將我們的浪費轉化為利潤是我們重塑火焰的最大機會。
行業效率的顯著提高可以透過經濟其他關鍵部門同時發生的轉型來實現。例如，隨著汽車電氣化，能源密集型石油煉製行業將會萎縮或最終消失。但是，可以透過兩種主要方式將效率提高一倍：將新技術應用於舊行業，以及將舊技術應用於新行業。
將新技術應用於舊行業
鋼鐵行業是一個著名的成功案例。自從 20 世紀 70 年代從產能過剩和災難性的工廠倒閉中恢復過來後，它悄然地利用最先進的設施進行了擴張。從 1978 年到 2008 年，每噸鋼鐵的能源強度下降了 40%。這得益於一種非常適合我們廢鋼豐富的經濟的新技術：電弧爐 (EAF) 的鋼鐵產量份額從 25% 增長到近 60%。電弧爐在電爐中回收廢鋼以生產新鋼，繞過了將鐵礦石轉化為金屬鐵，然後在傳統高爐中轉化為鋼鐵的能源密集型煉焦煤驅動的步驟。在廢鋼來源附近增加電弧爐也使近年來鋼鐵回收率提高到 80% 以上。
即使是傳統路線也有更有效的替代方案開始取得進展。鋼鐵行業領頭羊紐柯公司最近在路易斯安那州新建了一家直接還原鐵廠。這項創新在鐵礦石轉化步驟中用天然氣代替了煤炭。如果鋼鐵行業繼續採用新技術，它將有助於引領《重塑火焰》中概述的轉型。
一些舊行業的故事不太樂觀。紙漿和造紙行業仍在努力應對其核心產品需求下降的問題，這種動態阻礙了對新設施和現有設施的投資。造紙廠通常是淨零或什至是淨能源生產者，因此許多人會問：何必呢？但是製漿通常會產生一種潛在的有價值的副產品——黑液。對其進行氣化有可能改變該行業，為過去的紙漿和造紙生產商開啟成為未來生物精煉廠的機會——除了紙張之外，還生產一系列產品，從可再生電力到精品化學品和散裝生物燃料。
一種新的工業系統可以利用曾經被認為是廢物的東西。例如，在丹麥卡隆堡，煉油廠、發電廠、製藥廠、石膏板廠和養魚場之間的物料和能源以共生舞蹈的方式流動——將一個運營的廢物轉化為另一個運營的有價值的飼料，甚至為卡隆堡市供熱，為周邊農場提供肥料。陷入困境的造紙行業也可以類似地幫助引領重塑火焰，而不是逃往樹木生長速度比我們快的國家。
將舊技術應用於新行業
像半導體行業這樣的新興和增長型行業儘管具有現代性，但仍具有很高的節能潛力。這些行業投資率高，並且經常重建工廠。因此，關注能源、減少浪費和改進工藝設計可以獲得數倍的回報，因為工廠在常用的“完全複製”程式中被克隆。
積極的、 радикальная эффективность是關鍵。傳統的行業邏輯是關注生產力和產量，而不是能源。這可以創造本壘打——以相同的成本提高吞吐量——而不是安打——以更少的資本成本獲得相同的吞吐量。但是，透過 радикальная эффективность，隨著產量的提高，基於效率的方法變得更加強大和持久。即使在像晶片製造廠這樣以產量為中心的企業中，能源視角的力量現在也得到了證明。德州儀器 (TI) 使用全系統、以能源為中心的設計，在德克薩斯州理查森建造了一家百萬平方英尺的 半導體制造廠。該工廠於 2009 年開業，是第一家獲得 LEED 金牌認證的半導體工廠。與其四英里外德州儀器之前建造的晶片製造廠相比，其創新設計每年節省了 400 萬美元的能源運營成本和 35% 的用水量。由於與 RMI 的設計師合作，該工廠的成本比傳統設計低 2.3 億美元，並且獲得了相同的產量；這就是它在德克薩斯州而不是亞洲建造的原因。
資料中心是另一個以能源為中心、不斷發展的典型行業，最近開始透過能源視角進行審視，並獲得了巨大的收益。 2003 年，RMI 釋出了一份開創性報告，內容是如何大幅降低大型資料中心的能源消耗和資本成本。隨著該行業的蓬勃發展，2007 年提交給國會的一份報告估計，資料中心佔美國電力消耗的 1.5%，並且這種消耗可能會在五年內翻一番。現在，四年後，資料中心佔美國電力消耗的 2%。雖然對計算能力的需求持續增長，但行業領導者越來越多地接受效率。他們投資於節能伺服器虛擬化以及空氣側或水側節能器以限制冷卻器執行，並且他們仔細地關注佈局以及冷熱氣流。這些在建築領域廣為人知的傳統熱技術構成了革命的基礎。
規模資料中心領域中最大和最好的企業衡量能源消耗，並競爭“最有效率”的稱號。很像 RMI 幫助 EDS（Electronic Data Systems，現為 HP 的一部分）設計的那個，目前在英國溫亞德執行的這些資料中心僅使用其總能量的 5% 到 10% 來冷卻裝置和為輔助系統供電。剩餘 90% 到 95% 的能量為在資料中心內執行工作的 IT 裝置供電。（其中蘊藏著下一個巨大的機會——迴歸機會的高科技方面。）不幸的是，這些大型資料中心僅佔資料中心總用電量的一小部分。但是，仍然有很多機會可以抓住：EDS 估計，如果客戶採納 RMI 的所有建議，該設施本可以節省高達 95% 的能源消耗和大約一半的資本成本。這就是智慧設計師的下一個前沿領域。
在另一個眾所周知的持續關注的例子中，陶氏化學在 1990 年至 2005 年間將其工藝的能源強度降低了 38% 以上，不僅提高了效率，而且提高了利潤。這家化工公司計算出，在 1994 年至 2010 年間，透過成本為 10 億美元的節能投資，它節省了 94 億美元。當 2008 年能源價格飆升時，陶氏化學增強了其相對於效率較低的競爭對手的關鍵成本優勢。事實上，能源效率已被證明是陶氏化學如此出色的商業策略，以至於該公司對更多效率充滿渴望。它現在的目標是到 2015 年將能源強度再降低 25%。2011 年 2 月，高管們宣佈投資 1 億美元用於數十項新的效率提升工作。“公司將資助的專案‘提供卓越的財務回報’”，時任陶氏化學公司能源和氣候變化副總裁道格·梅解釋說。
美國工業能否生存、繁榮並幫助推動向新能源時代的轉型？歷史表明這是可能的。在過去的 40 年中，美國工業將單位產出的能源消耗量減少了一半，淨化了煙囪以減少酸雨，幾乎消除了許多有毒物質排放到水中，並抑制了對“廢”氣體的過度燃燒。它已將一些高勞動密集型工作轉移到其他國家，部分原因是向服務型經濟轉型。但是，隨著其能源強度的降低和創新採用的增長，美國工業確實可以在世界範圍內成功競爭，並同時為美國帶來諸多好處。
改編自埃默裡·洛文斯等人撰寫的《重塑火焰：新能源時代的商業解決方案》，經落基山研究所安排。版權所有 © 2012 RMI。