Produkcja przyjazna dla środowiska

Proekologiczny styl życia polega na dokonywaniu wyborów uwzględniających skutki podejmowanych decyzji dla środowiska. Szefowie fabryk, którzy dojrzeli do ?zielonych? inwestycji, mogą skorzystać z wielu dostępnych rozwiązań. Począwszy od zakładowych systemów gospodarowania energią po odpowiednie sterowanie układami klimatyzacji.

W fabryce General Motors w Lansing zużycie wody spadło o 45%, częściowo dzięki zbieraniu wody opadowej z dachu
i przechowywaniu jej w cysternach. Deszczówka wykorzystywana jest zamiast wody pitnej do spłukiwania toalet. Źródło: General Motors

W ostatnich latach media szczególnie intensywnie nagłaśniają katastrofalne dla środowiska naturalnego skutki emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Nic dziwnego, że coraz więcej przedsiębiorstw łączy się w ruchu na rzecz proekologicznego prowadzenia działalności gospodarczej. Larry Bliss z organizacji LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), prowadzący specjalistyczne prace dla General Motors, mówi, że proekologiczna produkcja to oczywiście nic innego, jak redukcja bądź wręcz wyeliminowanie jakiegokolwiek negatywnego oddziaływania podmiotów gospodarczych na środowisko naturalne.

? W zakres tego pojęcia wchodzi poszukiwanie nowych metod efektywnego wykorzystania energii, tworzenie zdrowszego środowiska dla zatrudnionych osób, minimalizowanie zakłóceń w naszym otoczeniu i wykorzystywanie w budowie materiałów bardziej przyjaznych dla środowiska ? dodaje przedstawiciel LEED. 

Zdaniem Chrisa Talla, specjalisty z NRG Systems, projektowanie i wytwarzanie wyrobu mającego niewielki wpływ na środowisko może przysparzać przedsiębiorstwu korzyści zarówno ekonomiczne, jak ekologiczne. Specjalnością firmy jest wytwarzanie urządzeń przeznaczonych do pozyskiwania energii elektrycznej z wiatru. Są to kompletne układy do elektrowni wiatrowych: przechylne wieże, aparatura czy też czujniki do pomiarów oraz analizy prędkości i kierunku wiatru. Otóż NRG zbudowało całkowicie nowy zakład w Hinesburgu (USA), wykorzystując w tym celu procedury i materiały spełniające wymagania ekologiczne. Przykładowo, zastosowano czujniki obecności osób w pomieszczeniach do zminimalizowania potrzeb oświetleniowych. W rezultacie budynek zużywa obecnie tylko jedną czwartą energii, jaką pobiera typowy budynek tej samej wielkości. Ponad 50% wykorzystywanej energii elektrycznej NRG pozyskuje z baterii słonecznych i elektrowni wiatrowych. 

NRG zbudowało całkowicie nowy zakład w Hinesburgu (USA), wykorzystując w tym celu procedury i materiały spełniające wymagania ekologiczne. Przykładowo, zastosowano czujniki obecności osób w pomieszczeniach do zminimalizowania potrzeb oświetleniowych. W rezultacie budynek zużywa obecnie tylko jedną czwartą energii, jaką pobiera typowy budynek tej samej wielkości. Ponad 50% wykorzystywanej energii elektrycznej NRG pozyskuje z baterii słonecznych i elektrowni wiatrowych, umieszczonych na tyłach fabryki. Źródło: NRG 

Nie ma produkcji, nie ma prądu

Nowa fabryka NRG uzyskała Złoty Certyfikat LEED i stała się jednym z zaledwie kilku przemysłowych budynków na świecie, które uzyskały to wyróżnienie. LEED jest akceptowanym przez rząd Stanów Zjednoczonych standardem w dziedzinie projektowania, wznoszenia i utrzymywania obiektów budowlanych. Stowarzyszenie pod nazwą Green Building Council oraz LEED mają charakter urzędowych organów przyznających wyróżnienia dotyczące jakości budynków i całych kompleksów fabrycznych z proekologicznego punktu widzenia.

Pierwszym w świecie obiektem wyróżnionym Złotym Certyfikatem LEED była fabryka samochodów General Motors w Lansing (USA). Oczekuje się, że w ciągu 10 lat funkcjonowania zakład będzie w stanie zaoszczędzić około 150 000 m3 wody oraz 30 mln kWh energii elektrycznej w porównaniu z tradycyjnymi obiektami tej wielkości. Jest to możliwe między innymi dzięki temu, że maszyny ?chodzą? wyłącznie podczas fazy produkcji. We wszystkich innych stanach są odłączane od zasilania. Układ sterowania w lakierni automatycznie włącza i wyłącza oświetlenie, a działanie wentylatorów zależy od położenia drzwi kabiny lakierniczej. Gdy pracownik otwiera drzwi, automatycznie zapala się światło, a wentylator wyciągowy włącza się i pracuje przy wcześniej ustalonych prędkościach obrotowych (zależnie od tego, czy otwarte są jedne czy dwoje drzwi). Zamknięcie drzwi przez pracownika powoduje jednoczesne wyłączenie oświetlenia i zmianę obrotów wentylatora na minimalne, pozwalając na suszenie przez wcześniej ustalony czas aż do całkowitego wyłączenia. 

Pierwszym w świecie obiektem wyróżnionym Złotym Certyfikatem LEED była fabryka samochodów General Motors w Lansing (USA). Oczekuje się, że w ciągu 10 lat funkcjonowania zakład będzie w stanie zaoszczędzić około 150 000 m3 wody oraz 30 mln kWh energii elektrycznej w porównaniu z tradycyjnymi obiektami tej wielkości. Źródło: General Motors 

Deszczówka zamiast pitnej

Co istotne, rozwiązania podnoszące efektywność wykorzystania energii zostały umieszczone we wszystkich układach. Rezultatem jest obniżenie kosztów zużycia energii o 43% w odniesieniu do przemysłowego standardu, zaś przewidywane roczne oszczędności sięgają 1 mln USD. Przykładowo, zużycie wody spadło o 45%, częściowo dzięki zbieraniu wody opadowej z dachu i przechowywaniu jej w cysternach. Deszczówka wykorzystywana jest zamiast wody pitnej do spłukiwania toalet.

? Oświetlenie fabryki jest regulowane systemem gospodarowania energią powiązanym z programem planowania produkcji ? mówi Jim Konkle, inżynier energetyk z GM. ? Panele oświetleniowe madają mikroprocesorowe moduły, pozwalające na komunikowanie się z systemem gospodarowania energią. Pozwala to na wyłączanie oświetlenia w czasie przerw w produkcji. Na podobnej zasadzie opiera się również sterowane oświetleniem zewnętrznym.

Z kolei instalacja klimatyzacyjna zawiera kompletne centrale klimatyzacyjne (z filtrami, wymiennikami ciepła i chłodnicami), umieszczone na dachu i wentylatoryumieszczone na bocznej ścianie budynku. Sterowanie pracą instalacji klimatyzacyjnej jest połączone z ogólnozakładowym systemem gospodarowania energią i opiera się na pomiarach temperatury oraz obecności osób w klimatyzowanych pomieszczeniach.

Profilaktyka w utrzymywaniu temperatury

Opto22, dostawca układów sterowania pracą urządzeń klimatyzacyjnych, również zdecydował się na gruntowny przegląd swoich urządzeń pod kątem oszczędności w wydatkach na energię. Dodatkowo producent wprowadził w swoim zakładzie zasadę wyłączania komputerów w porze nocnej i odzyskiwania papieru. Dodatkowo układ sterowania pracą instalacji klimatyzacyjnej oraz oświetleniem oparto na systemie własnej produkcji Snap PAC. Zawiera on wszystkie niezbędne elementy począwszy od regulatorów i modułów We/Wy po oprogramowanie. Umożliwia zbieranie danych dotyczących ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, parametrów wody oraz oświetlenia. Dzięki temu umożliwia bardziej efektywne monitorowanie, regulację i sterowanie działaniem całej instalacji.

Pierwszym krokiem w pracach dotyczących oszczędności w zużyciu energii było dokładne sprawdzenie działania urządzeń instalacji klimatyzacyjnej i oświetleniowej. Inżynierowie sporządzili odpowiednie raporty dotyczące przerw w pracy oraz usterek w działaniu elementów wyposażenia i urządzeń. Następnie podzielono te usterki na takie, które:

• uniemożliwiały włączenie wentylatorów,
• utrzymywały się stale,
• powodowały uszkodzenie (urwanie) łopatki wentylatora,
• powodowały spalenie silnika.

Ustalono, że niektóre zawory instalacji klimatyzacyjnej zamontowane na suficie były zamknięte i nie dopuszczały mieszanki zimnej wody i glikolu do chłodzenia powietrza, powodując straty energii. Poza naprawieniem uszkodzonego wyposażenia pracownicy opracowali nową strategię funkcjonowania zaworów. Firmowe regulatory Mistic operowały uprzednio algorytmem regulacyjnym PID, który powodował ciągłe korekty w położeniu zaworów, w celu zmiany natężenia przepływu wody. Regulacja ta była niedokładna, ponieważ wartość zadana temperatury pobierana była z sygnału czujnika umieszczonego w kanale zużytego powietrza wylatującego z budynku. Aby to poprawić czujniki temperatury zawieszono pod sufitami, a funkcję zaworów zmieniono na dwupołożeniową (zamknięty lub otwarty).

Wentylatory pracowały bez przerwy cały dzień, zapewniając maksymalne chłodzenie i zużywając przy tym wiele energii także w godzinach najwyższych cen za energię. Zespół projektantów przyjął zatem strategię pracy wentylatorów tylko w przypadkach potrzeby chłodzenia oraz z wydajnością wystarczającą, aby zapewnić wymaganą, wcześniej ustaloną temperaturę w budynku. Urządzenie sterujące korzystało też z dodatkowych czujników temperatury na zewnątrz do odczytu temperatury każdego poranka. Służyło to wyprzedzającemu inicjowaniu pracy chłodnicy w przypadkach, gdy temperatura otoczenia spadła poniżej ustalonej wartości. Strategię profilaktycznej pracy realizował układ regulacji Snap PAC, otwierając równocześnie zawory (lub zasuwy) na wyrzutniach zużytego powietrza z budynku i przewodach, umożliwiających chłodzenie powietrza wtłaczanego do budynku.

Uwaga na pozorne oszczędności

Wysiłki firmy zaowocowały zmniejszeniem emisji dwutlenku węgla o 29%. Taki rezultat wykazały pomiary zawartości CO2 w spalinach z kotła opalanego paliwem mineralnym. Firma jest obecnie zaangażowana w ograniczenie emisji pozostałych ilości CO2, ubiegając się o Zielony Certyfikat, przyznawany przez fundację Bonneville Environmental Foundation.

? Kiedy rozpoczynasz budować zakład lub dom, poświęć 90% swojego czasu na przemyślane projektowanie, a 10% na budowanie ? radzi Chris Tall z NRG. ? Poziom jakości przy dopracowywaniu szczegółów podczas projektowania proekologicznego budynku jest zupełnie inny w odniesieniu do tego, co było dotychczas normą w przemyśle budowlanym.

Szczegółowe analizy kosztów każdego przedsięwzięcia wyraźnie dowodzą, że jedna złotówka ?zaoszczędzona? na etapie technicznego i organizacyjnego przygotowania może skutkować stratą 10 złotych podczas realizacji przedsięwzięcia. Ten fakt warto polecić uwadze inwestorów poszukujących prawdziwych, a nie pozornych źródeł obniżki kosztów inwestycji.

ce

Artykuł pod redakcją inż. Józefa
Czarnula, specjalisty automatyka
z wieloletnim doświadczeniem
w projektowaniu i uruchamianiu
układów automatyki

Pożyczamy Ziemię

Dla Control Engineering Polska mówi Małgorzata Dziarczykowska, SHEQ Engineer, Danfoss:

Zgodnie z polityką środowiskową traktujemy swój wpływ na środowisko jako jeden z priorytetów. Nie jest to jednak pusty slogan, ponieważ utożsamiamy się ze słowami Antoine de Saint-Exupéry i wiemy, że ?Ziemi nie dziedziczymy po naszych rodzicach, pożyczamy ją od naszych dzieci.? Dokładamy wszelkich starań, by poszerzać świadomość ekologiczną wśród naszych pracowników. Nowe osoby przechodzą obligatoryjne szkolenie, podczas którego zapoznawane są z panującymi w firmie ekozasadami. Przykładem może być selektywne gromadzenie odpadów. W Danfoss funkcjonuje świetnie zorganizowany system zbiórki. W wielu miejscach czy to na hali czy w biurze, widoczne są dokładnie oznaczone pojemniki na poszczególne rodzaje śmieci. Naszą filozofią jest zagospodarowanie jak największej ilości odpadów. Dlatego Danfossowi nie wystarcza, że podwykonawcy jedynie zabiorą z terenu wszystkie śmieci. Przede wszystkim chcemy wiedzieć, co się z nimi potem dzieje i w jaki sposób są przetwarzane. Podczas projektowania produktów, produkcji i konserwacji maszyn również staramy się być proekologiczni. Posiadamy listę negatywnych substancji, których staramy się nie stosować, ograniczać ich zużycie lub zastępować mniej szkodliwymi. Ostatnio zastąpiliśmy zastosowanie rozpuszczalnika w myjce do czyszczenia części maszyn na myjkę zawierająca płyn z mikroorganizmami, które zwalczają brud. Wiele produktów Danfoss służy ochronie środowiska ze względu na swoją energooszczędność. Produkujemy pompy ciepła pozwalające korzystać z energii odnawialnej, jednocześnie przyczyniając się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. Osoby zajmujące się zarządzaniem środowiskowym w różnych oddziałach Danfoss, spotykają się raz w roku i wspólnie szukają inspiracji do dalszych działań. Dzielą się wiedzą i doświadczeniem, omawiają ekonomiczne aspekty zarządzania środowiskiem.