激进的效率能否重振美国的制造业？

长期以来，工业一直是美国经济的基础，从第一个福特T型工厂到两个世界大战后的军工复合体，再到强劲的经济增长和随后的高科技创新。虽然美国制造业正在复苏，但它的旧基础 - 以廉价的化石燃料和充足的电力为基础 - 正在出现裂缝。不断上涨和波动的燃料价格，供应安全问题和对环境的压力正在破坏我们国家关键行业的许多基础 - 以及我们的繁荣。

幸运的是，我们可以通过系统的驱动来提升工业能源效率，使这些破坏球无害。即使没有技术突破，这种努力在短短一代人的时间里也可以改变美国工业，并在2050年提供84％的产量，比现在使用的能源减少9％至13％，化石燃料减少41％。Rocky Mountain Institute（RMI）的一本书和战略计划“ 重塑火灾”中概述了这种情景，可以帮助美国工业建立持久的竞争优势，并使工作不会出国。

这些看似令人难以置信的数字：今天两倍的效率？能源使用减少，产量几乎翻了一番？机会是如此重要，因为尽管过去十年效率提高，但能源效率的充足机会仍然存在于工业中。美国能源部的24个工业评估中心已经提供了超过30年的能源审计报告，报告称1985年至2005年期间每个建议的节能量增加了9％。将我们的浪费转化为利润是我们重新发明火灾的最大机会。

通过与我们经济的其他关键部门同步发生的转变，可以实现工业的显着效率提升。例如，随着车辆通电，巨大的能源密集型石油炼制行业将缩小或最终消失。但效率可以通过两种主要方式加倍：将新技术应用于旧行业，并将旧技术应用于新行业。

向旧行业添加新技术众所周知的成功故事是钢铁行业。自20世纪70年代的产能过剩和破坏性的工厂关闭以来，它已经悄然扩展，拥有最先进的设施。从1978年到2008年，生产一吨钢的能源强度下降了40％。这是由一种非常适合我们废钢经济的新技术推动的：电弧炉（EAF）的钢铁生产份额从25％增长到近60％。电弧炉在电炉中回收废钢以生产新钢，绕过能源密集型炼焦煤驱动的步骤，将铁矿石转化为金属铁，然后再转换为传统高炉钢。近年来，在废钢源附近添加电弧炉也使钢铁回收利用率达到80％左右。

即使是传统的路线也有一种更有效的替代方案，它正在开始取得进展。钢铁行业的领头羊Nucor最近在路易斯安那州一家新的直接还原铁厂破土动工。这项创新在铁矿石转化步骤中用天然气代替煤。如果钢铁行业继续采用新技术，它可以帮助引领重塑火灾中概述的转变。

一些老行业的积极故事较少。纸浆和纸张仍在努力应对其核心产品需求的下降，这种动力阻碍了对新设施和现有设施的投资。造纸厂往往是净零或甚至是净能源生产商，因此很多人会问：为什么要打扰？但制浆通常会产生潜在有价值的副产品 - 黑液。气化它有可能改变行业，为过去的纸浆和纸张生产商提供机会，成为未来的生物精炼厂 - 生产与纸张相关的产品组合，从可再生电力到精品化学品和散装生物燃料。

新的工业系统可以利用曾经被认为是浪费的东西。例如，在丹麦的卡伦堡，材料和能源在炼油厂，发电厂，制药厂，干墙工厂和养鱼场之间的共生舞蹈中流动 - 将废物从一次操作转化为另一种操作的有价值的饲料，甚至为城市供热卡伦堡和周围农场的肥料。萎靡不振的纸张部门可能同样有助于重新引发火灾，而不是逃往比我们更快地生长树木的国家。

将旧技术应用于新领域尽管具有现代性，半导体产业等新兴和发展领域仍具有很高的节能潜力。这些行业投资率高，经常重建工厂。因此，关注能源，减少浪费和改进工艺设计可以多次回报，因为植物被克隆到常用的“复制精确”程序中。

积极，激进的效率是关键。传统的行业逻辑是关注生产力和产量，而不是能源。这可以创建本地运行 - 以相同的成本增加吞吐量 - 而不是基本命中 - 相同的吞吐量，以降低资本成本。但随着效率的提高，随着收益率的提高，基于效率的方法变得更加强大和持久。即使在像芯片工厂这样以产量为中心的业务中，能量透镜的功率现在也得到了证明。德州仪器（TI）采用全系统，以能源为中心的设计来建造一个百万平方英尺的半导体制造工厂在德克萨斯州理查森。该工厂于2009年开业，是首个获得LEED金及半导体设施的工厂。与TI之前在四英里外建造的芯片工厂相比，其创新设计每年节省了400万美元的能源运营成本和35％的用水量。由于与RMI的设计师合作，这家工厂花费$ 230万少，比传统设计，并得到了相同的收益率; 这就是为什么它建在德克萨斯州，而不是亚洲。

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数据中心是另一个经典的以能源为中心，不断发展的行业，最近开始通过能源镜头，并带来很大的好处。2003年，RMI发布了一份关于如何削减大型数据中心的能源使用和资本成本的开创性报告。随着行业的蓬勃发展，2007年向国会提交的一份报告估计，数据中心占美国用电量的1.5％，这种用途可能在五年内翻一番。现在，四年后，数据中心占美国用电量的2％。虽然对计算能力的需求持续增长，但行业领导者越来越多地接受了效率。他们投资节能服务器虚拟化以及空气侧或水侧节能器来限制冷水机组的运行，并且他们非常注意布局和冷热气流。这些传统地热技术，

规模数据中心世界规模最大，最好的是衡量能源使用情况，并争夺“最有效率”的称号。就像一个RMI帮助设计EDS（电子数据系统，现在是HP的一部分），目前在英国Wynyard运行，这些数据中心仅使用其总能量的5％到10％来冷却设备并为辅助系统供电。其余90％至95％的能源为IT设备在数据中心内执行工作提供动力。（这就是下一个重大机遇 - 重返机会的高科技方面。）不幸的是，这些大型数据中心只占数据中心总用电量的一小部分。但是还有很多机会可以捕获：EDS估计客户已经采纳了所有RMI的建议，该设施本可节省高达95％的能源消耗，约占其资本成本的一半。这是智能设计师的下一个前沿。

在另一个众所周知的持续关注的例子中，陶氏在1990年至2005年间将其工艺的能源强度削减了38％以上，不仅提高了效率，还提高了利润。该化学公司计算出，它在1994年至2010年期间通过耗资10亿美元的能效投资节省了94亿美元。当能源价格在2008年飙升时，陶氏增强了其对效率较低的竞争对手的关键成本优势。事实上，能源效率已被证明是陶氏的一个良好的商业策略，该公司渴望更多。它现在的目标是到2015年将能源强度进一步降低25％。2011年2月，高管们宣布投入1亿美元用于新的效率工作。Doug May解释说，该公司将资助的项目“提供卓越的财务回报”。

美国工业能够生存，发展并帮助推动向新能源时代的过渡吗？历史说这是可能的。在过去的40年里，美国工业已经将每单位产量的能量减少了一半，清理其烟囱以减少酸雨，几乎消除了许多有毒排放到水中并且抑制了浪费的“废弃”气体燃烧。它已经失去了一些高劳动密集型工作给其他国家，部分原因是向服务经济转型。但随着能源强度的缩小和创新采用的增长，美国工业确实可以在世界范围内成功竞争，同时为美国带来诸多好处。

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