Istnieje wiele dowodów ? raportów analitycznych, artykułów czy studiów przypadków ? wskazujących na to, że w ostatnich latach przedsiębiorstwa przemysłowe poczyniły znaczne postępy w działaniach na rzecz zwiększania swojej efektywności energetycznej.
Jednocześnie podobna liczba opracowań i danych w nich zawartych sugeruje, że jeszcze wiele można w tej materii poprawić.
Największą barierą, która znacząco utrudnia poprawę efektywności energetycznej, jest sam sposób podejścia do tematu zarządzania energią, obserwowany u większości producentów. Typowa strategia obejmuje wdrożenie jednego lub kilku niewielkich projektów, których celem jest uzyskanie szybkiej ? czasem nawet całkiem znaczącej ? amortyzacji stosunkowo niedużej inwestycji.
Jednakże po ukończeniu tego rodzaju przedsięwzięcia, zapewniającego szybki zwrot poniesionych wydatków (ROI ? Return Over Investment), przedsiębiorcy często mają trudności ze znalezieniem dodatkowych sposobów na dalsze oszczędności energetyczne.
Często wiąże się to z zachowawczym podejściem kadry zarządzającej, która nie podziela opinii, że projekty dotyczące energii mogą mieć taki sam wpływ na wyniki finansowe korporacji, jak precyzyjnie zaprojektowane i zorganizowane procesy produkcji czy starannie opracowywane strategie pozyskiwania klientów.
Przekonania te zwykle są wynikiem tego, jak większość przedsiębiorstw produkcyjnych traktuje kwestie zarządzania energią. Doświadczenie pokazuje, że wzrosty wydajności energetycznej, które wiążą się z rozmaitymi jednorazowymi projektami z tego obszaru, nie zapewniają stałej, długotrwałej poprawy charakterystyki energetycznej ? zwłaszcza jeśli dane projekty nie są na bieżąco monitorowane i regularnie korygowane.
Aby zapewnić długoterminową poprawę efektywności energetycznej, nie należy energii traktować jako stałego elementu wydatków eksploatacyjnych. Zamiast tego trzeba nią zarządzać w podobny sposób, jak zarządza się produkcją, jakością i bezpieczeństwem. Takie podejście wymaga jednak gromadzenia wymiernych, rzeczywistych danych dotyczących funkcjonowania procesów produkcyjnych oraz ich energochłonności.
Globalne badanie przeprowadzone w 2012 r. przez firmę doradczą Deloitte LLP wykazało, że tylko 12% dyrektorów finansowych, w odpowiedzi na pytanie o ocenę jakości otrzymywanych danych z zakresu zrównoważonego rozwoju, wybiera określenie ?znakomita?. Przedsiębiorstwa przemysłowe mogłyby więc uzyskać wymierne korzyści, gdyby wprowadziły praktyki biznesowe oparte na gromadzeniu i analizie danych w tym zakresie. Sprzyjałoby to ciągłej poprawie ich efektywności energetycznej.
<—newpage—>Kluczowe wskaźniki efektywności energetycznej
Najlepszym sposobem na obniżenie wydatków na energię i zminimalizowanie jej zużycia jest przyjęcie holistycznego podejścia wobec posiadanego portfela energetycznego. Optymalną metodę uzyskania tego efektu stanowi zlecenie analizy portfela energetycznego niezależnej firmie, specjalizującej się w inżynierii energetycznej. Przeanalizuje ona wszystkie posiadane zasoby i urządzenia oraz określi kluczowe wskaźniki efektywności energetycznej (KEPI ? Key Energy Performance Indicators), które wpływają na wielkość zużycia energii. Wskaźniki KEPI mogą być różne dla różnego typu zakładów i przedsiębiorstw, w zależności od realizowanego w nich procesu przemysłowego.
Dla każdego obiektu i urządzenia powinny być wyliczone dokładne koszty energii i wielkości jej zużycia, w odniesieniu do wszystkich stosowanych surowców i wykorzystywanych towarów. Dane te posłużą do wyznaczenia obiektów, którymi należy się zająć w pierwszej kolejności. Zwykle zaczyna się od tego, w którym zarówno zużycie, jak i koszty są najwyższe. Wdrażane tam projekty energetyczne przynoszą największe oszczędności w najkrótszym czasie.
Po ustaleniu najlepszego kandydata do realizacji pierwszego projektu zarządzania energią można podjąć następujące kroki:
-> wykonać wstępną ocenę, aby zidentyfikować możliwości oszczędzania energii;
-> opracować projekt energetyczny z powiązanymi wyliczeniami zwrotu z inwestycji;
-> zatwierdzić projekt i pozyskać fundusze;
-> przystąpić do realizacji;
-> przeprowadzić pomiary i dokonać weryfikacji projektu.
Systemy i układy sterowania oferują wiele możliwości obniżenia zużycia energii w zakładach przemysłowych. Dotyczą one przede wszystkim usprawnienia i automatyzacji obsługi typowych, podstawowych urządzeń, które są wykorzystywane w różnych środowiskach przemysłowych.
Przykładowo, aby powiązać ze sobą w układzie złożonym kilka sprężarek, można zastosować nadrzędny sterownik. Przy głowicach dystrybucyjnych ustawia się strategiczne dla takiej aplikacji czujniki ciśnienia, aby uzyskiwać informacje zwrotne do systemu sterowania. Odczyty ciśnienia wraz ze współczynnikiem zmienności odczytów służą do podejmowania decyzji, które sprężarki powinny pracować, aby efektywnie zaspokajać obciążenie, a w niektórych przypadkach ? jakie obciążenie zadać poszczególnym sprężarkom.
Taką samą koncepcję efektywnego sterowania układem wielu sprężarek powietrza można wdrożyć do innych zastosowań związanych ze sprężarkami. Mowa tu o chłodziarkach i sprężarkach chłodniczych. Nadrzędny sterownik układu może wówczas maksymalizować efektywność obsługiwanych zespołów, ograniczając liczbę sprężarek obciążonych tylko częściowo.
<—newpage—>Holistyczne podejście do zarządzania energią
Przedsiębiorstwa przemysłowe powinny stać na czele ruchu na rzecz poprawy efektywności energetycznej, bo to właśnie ten sektor gospodarki wyprzedza pozostałe pod względem energochłonności. W Stanach Zjednoczonych silniki pochłaniają około 65% energii elektrycznej w przemyśle, z czego tylko 10% jest wyposażonych w sprawne techniki utrzymywania prędkości, zgodnie z wielkością zapotrzebowania. W środowiskach produkcyjnych istnieje możliwość uzyskania naprawdę znacznych oszczędności i korzyści przez efektywne gospodarowanie energią podczas pracy silników i urządzeń produkcyjnych.
Dokładne wyliczenie całkowitego zużycia energii w określonym czasie przez dany zakład ? ustalenie, gdzie energia jest pobierana i jak zużycie to wpływa na łączne koszty eksploatacji ? ma decydujące znaczenie dla realizacji planu, którego założeniem są rzeczywiste oszczędności w kosztach eksploatacyjnych. Odpowiednio realizowane inicjatywy na rzecz poprawy efektywności energetycznej mogą z łatwością przynieść korzyści w postaci obniżenia wielkości zużycia o 15%.
Holistyczna strategia, obejmująca całe przedsiębiorstwo, traktuje energię jako zasób przeznaczony do odpowiedniego zagospodarowania, co pomoże zrekompensować przyszłe ewentualne wzrosty ceny tej energii. Takie podejście umożliwia jej postrzeganie jako realny wkład do produkcji, podobnie jak ma to miejsce w odniesieniu do materiałów i pracy. Celem takiej strategii staje się optymalne pozyskiwanie i wykorzystanie energii w całej przestrzeni produkcyjnej, przy jednoczesnym minimalizowaniu kosztów i strat.
Jednakże, jak powszechnie wiadomo, nie da się gospodarować i zarządzać czymś bez wykonywania w pierwszym rzędzie odpowiednich pomiarów.
Wykorzystując więc liczniki, czujniki, sterowniki programowalne (PLC), inteligentne sterowniki silników oraz tzw. monitory mocy, podłączone za pomocą narzędzi programowych do systemu zarządzania energią, producenci są w stanie włączyć jej pomiary do operacji produkcyjnych. Dzięki temu, przez pozyskiwanie i analizowanie odpowiednich danych, mogą oni podejmować strategiczne decyzje z zakresu gospodarowania energią. Zazwyczaj opomiarowanie rozpoczyna się od sieci przesyłowej, następnie wykonywane jest przy każdym punkcie, szafie z aparaturą rozdzielczą i w końcu przy każdym urządzeniu o wysokim zużyciu energii.
<—newpage—>Gdzie leży klucz?
Stosowanie odpowiednich systemów sterowania i rozwiązań technicznych umożliwia zakładom oszczędzanie energii i pieniędzy. Kluczem do sukcesu pozostaje współpraca z wykwalifikowanymi specjalistami ? czy to własnymi, czy z zewnątrz. Dysponują oni wiedzą na temat różnych systemów, jak również wymagań niezbędnych do ich skutecznej organizacji, zarówno w obszarze samych systemów sterowania, jak i zarządzania procesami, którymi mają zarządzać, aby zapewnić przedsiębiorstwu optymalną wydajność i efektywność.
Autorzy:
Paolo Baldisserotto jest głównym inżynierem w firmie E4E Solutions z Atlanty, specjalizującej się w inżynierii energetycznej. Przeprowadził ponad dwieście audytów energetycznych w zakładach przemysłowych i obiektach użytkowych. Ich celem było znalezienie sposobów na oszczędność energii i kosztów w instalacjach wewnątrzbudynkowych: schłodzonej wody, pary wodnej, układów chłodzenia, oświetlenia, systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, układów sprężonego powietrza oraz przepompowni.
Brent W. Stromwall jest partnerem zarządzającym i wiceprezesem ds. rozwoju działalności w firmie Polytron, zajmującej się konsultacjami z zakresu integracji i inżynierii. Ma ponad 20-letnie doświadczenie dotyczące systemów pakowania, przetwarzania i transportu materiałów w branży żywności i napojów oraz produktów konsumenckich i farmaceutycznych.
Tekst pochodzi z dodatku "ENERGIA 2016". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
