0 引言

随着全球环保政策收紧与“双碳”目标推进，汽车制造业作为高耗能行业，其生产环节的节能减排已成为企业可持续发展的核心任务。整车生产涵盖“冲压、焊装、涂装、总装”等多个高能耗工艺环节，能源消耗占企业总能耗的70%以上。通过科学的节能举措降低生产能耗，不仅能减少环境影响，更能显著降低运营成本。

本文结合我公司在费用降本、技术节能和管理节能三大方面的节能方案应用，系统分析汽车生产制造环节的节能降本实践路径。

1 费用降本：能源管控优化实践

费用降本以能源管控优化为核心，通过能源结构调整与能源调度联动，发掘各整车工厂降本措施171项，带来降本增效与低碳转型双重收益。

1.1 能源结构调整

推进清洁能源替代与可再生能源应用是结构调整的核心。我公司华北地区某工厂通过安装5MW电锅炉替代传统燃气锅炉用以夜间谷电期间的采暖，减少天然气依赖，可大幅减少碳排放，减少能源费用，实现热力供应成本降低15%以上。同时西北地区某工厂将烘干炉燃料从天然气（CNG）切换为液化天然气（LNG），利用LNG高热值、低能源成本特性减少天然气消耗。生产设备运转及环境调控均需大量电力支撑，通过在厂区布局光伏电站、配套风电设施，可持续提供清洁电力直接供给生产环节。同时搭配储能系统，既能存储光伏、风电产生的盈余电力，又能在用电高峰时段释放电能以削峰填谷，有效减少企业对高价外购电的依赖，在降低整体能源成本的同时，还能助力汽车制造环节实现低碳转型。

1.2 能源调度联动

借助虚拟电厂技术实现能源动态调配。通过搭建虚拟电厂平台，整合各工厂储能设备，在电网峰谷时段自动调整用电负荷。在用电高峰时段降低冲压车间闲置设备功率。同时建立能源需求响应机制，配合电网调峰获取补贴。

2 技术节能：动力系统与生产工艺优化

技术节能以动力系统能效提升与各车间生产工艺改造为核心，通过对冷冻水、压缩空气等多类系统实施精准优化、试点应用EC风机等新技术，同时调整冲焊、涂装等车间工艺参数与设备运行模式，挖掘节能举措603项，实现节能收益超亿元。

2.1 动力系统能效提升

针对核心动力系统实施精准节能改造，下面将从不同的专业系统进行阐述。

（1）冷冻水系统

冷冻水系统作为制冷系统核心单元，其节能提效以提升系统综合性能系数（COP）、降低能耗为目标，且需保障末端用冷需求。具体实施优先聚焦设备运行维护优化与运行模式创新：通过设备参数调控不同季节－时段差异化策略设定冷水机组冷冻水出水温度，冬季10～14℃、过渡季9～12℃和夏季7～9℃，同时利用11：00～13：00谷电时段下调出水温度进行蓄冷，并结合工况动态验证最优参数。同步优化冷却塔运行，包括降低出水温度与风机起停连锁值、按填料结垢及水盘污染情况定期清洗、调节布水均匀性，控制逼近温度4～6℃，并评估塔体换热能力、管控循环水水质。此外按年度或冷机说明书要求清洗蒸发器与冷凝器，确保蒸发器趋近温度≤2℃，冷凝器趋近温度按机型区分，离心机2～3℃、螺杆机3～4℃。

运行模式优化方面，室外湿球温度＜10℃时起动免费制冷，停用主机，通过板式换热器制冷或系统自循环供冷。目前我公司已完成北方5个工厂的部署，并在夏热冬冷地区进行试点，综合年收益可达130万元以上。同时实施季节差异化运行：冬季室外气温＜10℃时用板换供冷或仅开冷冻泵，关闭主机。过渡季10℃≤室外气温≤20℃时开启涂装全年系统与常规系统联通阀。夏季室外气温＞20℃或总负荷＞50%时，各子系统独立运行并关闭联通阀。

在此基础上，从系统匹配输配改造与监控计量完善深化技术措施：通过系统匹配各工厂冷水机组全年及夏季最大开机量、低负荷季最小负荷率，明确机组跨工厂调拨可行性以优化设备配置。输配改造推进水力平衡优化，包括收集涂装用冷末端设计参数、获取冬季/过渡季/夏季各系统用冷点阀门开度数据（样本量≥10组），通过对比分析关小长期小开度支路阀门或加装静态平衡阀。为冷冻/冷却循环泵配置变频器，按温差或恒压调节流量降低泵组能耗，同时优化涂装二次泵开机逻辑。监控计量完善并在工艺全年/夏季运行系统、环境夏季运行系统的冷冻水总管及车间总管安装流量/温度/冷量传感器，补全各子系统用电计量。

（2）压缩空气系统

为实现压缩空气系统节能，我公司从多维度持续优化。在设备与能效层面，依据各工厂用气负荷、装机状况及最优开机配置调拨设备以提升气电比，同时摸索扩宽离心机组进气阀组调节范围，减少放空频次。在压力与损耗管控上，将空压机至储气罐压降优化至≤0.03MPa，并把供气主管压力降至0.68MPa以下，每周用泄漏检测仪排查车间用气点并跟踪治漏，对比表中数据，治理前后成效明显。在设备改造与运行管理方面，通过实施改造后处理设备、更换节能排水装置，优化用气工艺达到节能减耗的目的。同时，规范调试用气报备，梳理非生产期用气需求，优化多设备开机策略，以达到全面提效。

（3）热力系统

为实现热力系统节能，我公司从多维度进行优化。基于工艺需求，借助能源管理系统（EMS）采集介质温度、阀门开度等参数至站房监控，精准优化供气压力与供水温度。年度保养锅炉时，调节燃烧器空燃比并检测烟气指标，热水循环泵依末端用量变频控制。全面回收蒸汽锅炉冷凝水、市政蒸汽冷凝水，先回收热量（排水≤50℃），再利用二次余热。针对涂装烘干、TNV等高温点位回收余热，按用热需求分系统供应，优化空调焓值控制，加强烘干设施保温（表面温度≤环境温度+15℃），细化设备参数控制，同时协商能源价格或寻找替代能源。

（4）循环水系统

为实现循环水系统节能，多维度进行优化。针对设备设计冗余，调整改造偏大的水泵扬程功率与系统管径，减少能耗浪费。提升系统自控水平，将工频泵改为变频控制，同步升级站房自控系统。运行调控上，使循环水泵降频降压运行，并按生产需求分时段控制，非生产时段关闭或降压运行水泵。管理改善层面，提升加药设备效率，规范循环水管控，通过加药规范化、水质检测定期化及系统定期清洗维护，保障系统高效运行。

（5）新技术应用

我公司在湘潭某工厂开展多种技术应用试点。如图1所示，在涂装循环风空调中创新性使用电子换向直流风机（EC）替代传统交流风机（AC）用于喷漆室送风。传统AC风机需额外配调速设备，运行有能耗损耗，轻载效率低。EC风机集成高效电机与智能控制，无需额外调速，能随空调负荷（如新风需求）动态调整，减少能源浪费，降低空调能耗，节省长期成本。通过对一台48000m³/h的组合式空调机组改造运行，改造后电机功率降至14.27kW,全年8700h不间断运行，测算节能收益为19.2万元/年。按照改造前用电基准值，在风量测试误差不大于20%的情况下，可减少50%±5%的能耗。

图1 传统AC风机与EC风机对比

传统循环泵、风机的异步电机，运行需耗能维持转子励磁，额定效率有限，轻载能耗浪费突出。改为永磁同步电机后，靠永磁体励磁，无需额外能耗，额定效率大幅提升，全负载均高效，解决轻载高耗痛点，提升设备经济性，减轻能耗成本压力。

涂装空调用先进过程控制（APC）替代传统比例—积分—微分控制（PID）。传统PID仅能控制单一参数，难以应对参数耦合的复杂场景，工况波动易调节滞后，影响工艺稳定。APC可综合处理多类关键参数，提前预判工况并优化调节，精准匹配涂装工序要求，保障涂装质量，减少设备冗余能耗。

污水站曝气罗茨风机改气/磁悬浮。传统罗茨风机靠机械传动，摩擦损耗大、噪声大，风量调节靠旁通阀节流，难以匹配物化系统和生化系统对水质水量波动的曝气需求。我公司在西安某工厂进行试点验证，改造后靠空气轴承或电磁力实现无接触运转，消除摩擦损耗，支持宽范围无级调速，能随污水需氧量动态调整风量，降低风机能耗，减少维护成本，同时减少电力消耗超40%，在保障污水达标排放的前提下，做到更节能、更高效。

2.2 生产工艺节能改造

四大工艺各车间的工艺优化实现针对性节能。

（1）冲压车间

传统机械压力机长期存在能耗高、换模周期长和工艺适应性差等缺点，其能耗高的核心原因在于能量输出与工艺需求的不匹配：一方面，电机需持续运转驱动飞轮储能，即使在空程、待机等非工作阶段，飞轮仍会产生显著的空转损耗，导致能量利用率普遍不足60%；另一方面，传统压力机的滑块运动曲线由机械结构固定，无法根据工艺需求动态调整速度和压力，在冲压过程中常产生过量能量输出，造成不必要的损耗。因此，通过优化模具压料圈行程实现能量损耗降低，是伺服压力机核心节能价值的重要体现。

（2）焊装车间

为降低焊接及配套设备能耗，可从关键参数与运行控制两方面推进优化：一是优化焊接工艺核心参数，对焊接电流、焊接时长进行精准调整，减少无效能耗；二是改进辅助设备运行模式，实现焊烟除尘设备按需精准开关机，避免空转耗能；三是细化环境控制策略，针对三坐标设备优化空调温度控制逻辑，并合理调整开关机时间，提升能源利用效率。

（3）涂装车间

为推进涂装生产环节节能降耗，从多维度实施优化：一是开展工艺参数优化，提升核心工序能源利用效率；二是改进设备运行管理，实现相关设备精准开关机，避免空转耗能；三是优化生产流程，取消B1B2工艺中的胶烘干验证环节，减少不必要能耗；四是细化环境控制，优化工艺空调控制逻辑，进一步提升能源利用效率。我公司通过优化管理模式，对小涂预脱脂、主脱脂及水洗工艺进行优化，取消部分纯水洗工艺并降低水分烘干温度，对零部件表面附着力、耐冲击、缩孔进行严格验证，在保障产品质量的同时减少前处理能耗用量，如图2所示。

图2 涂装前处理工艺流程简化

（4）总装车间

总装车间从设备控制与资源配置两方面推进节能：一是强化关键设备精准管控，通过加热箱精准控制减少热能冗余消耗，同步建立输送线精准开关机连锁机制，避免设备空转耗能。二是优化能源资源配置，根据工艺实际照度需求调整照明数量，摒弃过度照明，在保障生产需求的同时提升能源利用效率，形成针对性节能方案。

3 管理节能：流程优化与数字化管控

管理节能领域实施节能改善举措133项，以流程优化与数字化管控为核心，通过强化全员能源日常管控、优化基础能耗与生产提效策略，同时搭建能源监控平台，实现能源高效管理与节能降本。

3.1 能源日常管控强化

建立全员节能管理体系。将能源消耗指标分解至各车间、班组，实施“能耗看板”制度，某工厂通过每日公示各班组能耗数据，推动单位产品能耗降低。定期开展“跑冒滴漏”专项排查，组建跨部门巡检小组，对蒸汽管道、压缩空气管路进行超声波检测。开展节能宣传培训，通过“节能标兵”评选、“技能比武”等活动，强化员工节能意识，使车间照明、空调等非生产能耗降低。

3.2 基础能耗与生产提效优化

基础能耗方面，严格管控非生产用能与异常能耗。优化设备待机参数。对24h运行的污水处理设备采用变频控制，根据进水浓度调节运行功率。规范施工与维修用能，通过合理排班与同期化生产改善，实现设备满负荷运行，某工厂将二班制改为三班制连续生产。

3.3 能源数字化管理升级

（1）搭建全流程能源监控平台部署

搭建EMS2.0系统，实现水、电、气、热等能源数据实时采集与分析，如图3所示，通过能耗异常预警，及时识别能耗异常。

图3 基于EMS2.0系统的能源监控

（2）推进站房智控改造

站房智控以自动化技术为核心，助力空压站、锅炉房摆脱人工值守依赖，实现无人化运维，同时系统可实时响应负荷变化，自动调节设备运行台数以精准匹配供能需求。依托站房智控体系，空压站与锅炉房能够达成无人值守的高效管理模式，且系统会根据实时负荷数据动态调整设备运行台数，在保障供能稳定的同时减少资源浪费。

（3）应用AI节能

AI依托机器学习算法（如时序预测、强化学习等），学习水泵与空调运行的环境、状态及目标数据，适配其动态运行特性以优化策略，最终实现设备参数的自动调整，平衡能耗、舒适度与设备稳定性。

（4）基于物联网（IoT）的技术应用

基于IoT技术，可在空压站、锅炉房部署压力、温度及能耗等各类传感器，实时采集设备运行数据并通过无线通信上传至云平台，为无人值守模式下的负荷监测与设备台数自动调节提供数据支撑。

4 结语

汽车生产制造环节的节能降本，需以费用降本、技术节能和管理节能三维协同为核心路径：以能源议价优化与结构调整筑牢成本控制根基，以动力系统升级与工艺革新提升核心能效水平，以数字化管理赋能与流程精益化强化节能落地保障。

2025年度，通过专家团队系统性、全流程的节能诊断，同步推行集团19个整车工厂的节能降本，发掘节能举措907项，年度收益超2亿元。实现单车生产制造能源成本同比上年下降18.7%。从贡献结构来看，技术节能以47.7%的占比成为核心驱动，管理节能以30.0%的占比提供关键支撑，费用降本以22.3%的占比夯实基础保障。

实践充分验证，费用降本、技术节能及管理节能的综合落地，可推动汽车工厂单车能耗成本实现15%～20%的优化空间。2026～2030年，我公司将持续深化技术创新与管理精益化升级，进一步放大三维协同效应，同时聚焦能源提效、零碳园区和风电试点等领域，助力汽车制造业加速绿色低碳转型，为企业降本增效、构建可持续发展竞争优势提供核心支撑。

参考文献

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[3] 胡轶敏.汽车生产企业涂装车间节能降碳的探索与实践[J].节能,2025,44(3):108-111.

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