1. Εργαλεία Ενεργειακού Ελέγχου

Transcript

1 Χρήσεις και Εξοικονόμηση Ενέργειας στη Βιομηχανία 1. Εργαλεία Ενεργειακού Ελέγχου Χάρης Δούκας, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ, Ιωάννης Ψαρράς, Καθηγητής ΕΜΠ Εργαστήριο Συστημάτων Αποφάσεων & Διοίκησης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Γρ Ισόγειο Σχολής Ηλεκτρολόγων Τηλέφωνο: , s: ΔΠΜΣ: «Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας» Μάθημα: Χρήσεις και Εξοικονόμηση Ενέργειας στη Βιομηχανία

2 Εισαγωγή (1/3) 1.1 Κανονισμός Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ.) Ενεργειακή Προσομοίωση Κτιρίων Κατηγοριοποίηση σε Ενεργειακή Κλάση Ευρωπαϊκή Οδηγία 2002/91/ΕΚ Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων Ενσωμάτωση στην ελληνική νομοθεσία Νόμος 3661/ /31/ΕΚ Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (αναδιατύπωση)* Νόμος 4122/2013 * Από την , όλα τα νέα κτίρια πρέπει να είναι κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας. Για τα νέα κτίρια που στεγάζουν υπηρεσίες του δημόσιου και ευρύτερου δημόσιου τομέα, η υποχρέωση αυτή τίθεται σε ισχύ από την

3 Εισαγωγή (2/3) 1.2 Ανάγκη Μετάβασης Πραγματική Χρήση Ενέργειας Ενεργειακοί έλεγχοι κατά την τελική χρήση ΕΝ16247 ΦΕΚ1526/1999 Ενεργειακός Υπεύθυνος KYA /ΦΕΚ 1122/2008 N3855/2010 Μέτρα για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης κατά την τελική χρήση, ενεργειακές υπηρεσίες και άλλες διατάξεις Άρθρο 8:.. σταδιακή εφαρμογή συστήματος ενεργειακής διαχείρισης σε όλους τους οργανισμούς του Δημόσιου και ευρύτερου δημόσιου τομέα, ώστε να επιτυγχάνεται συστηματική και συνεχής βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης (βάσει αντίστοιχου Διεθνούς ή Ευρωπαϊκού Προτύπου ΕΝ 16001)

4 Εισαγωγή (3/3) /27/ΕΚ - Ενεργειακή απόδοση Η ποσότητα νέων εξοικονομήσεων ενέργειας που πραγματοποιείται ετησίως από την 1 η Ιανουαρίου 2014 έως τις 31 Δεκεμβρίου 2020 θα πρέπει να ισοδυναμεί τουλάχιστον με το 1,5% των κατ όγκο ετήσιων πωλήσεων ενέργειας στους τελικούς καταναλωτές όλων των διανομέων ενέργειας είτε όλων των επιχειρήσεων λιανικής πώλησης ενέργειας, του μέσου όρου των τριών (3) τελευταίων ετών πριν από την 1 η Ιανουαρίου Από την 1 η Ιανουαρίου 2014, το 3% του συνολικού εμβαδού δαπέδου θερμαινόμενων ή / και ψυχόμενων κτιρίων που είναι ιδιόκτητα και καταλαμβανόμενα από την κεντρική δημόσια διοίκησή τους, ανακαινίζεται κάθε χρόνο προκειμένου να εκπληρωθούν τουλάχιστον οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης που έχουν τεθεί κατ εφαρμογή του άρθρου 4 της Οδηγίας 2010/31/ΕΕ.

5 Περιεχόμενα 1.4 Έλεγχος Check-listing. Ενεργειακή Επιθεώρηση: Πλεονεκτήματα, Είδη, Στάδια. Συσχέτιση Κατανάλωσης Ενέργειας Παραγωγής. Δείκτες Απόδοσης.

6 Επεξεργασία Ενεργειακών Δεδομένων 1.5 Ισοζύγια ενέργειας (διαγράμματα Sankey ενεργειακών ροών) Συσχέτιση ενεργειακής κατανάλωσης και βαθμοημερών Ειδικές καταναλώσεις ενεργειακοί δείκτες

7 Διαδικασίες Ενεργειακής Διαχείρισης ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ Αποτελεί ισχυρό τεχνικό εργαλείο για την αναγνώριση δράσεων ενεργειακής βελτίωσης Παρέχει πληροφορίες για το πόσο και πού καταναλώνεται η ενέργεια και για το πού υπάρχουν τυχόν απώλειες ενέργειας ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΚΑΙ ΘΕΣΠΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ Διαρκής μέτρηση καταναλισκόμενης ενέργειας και των παραμέτρων που επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας Συσχέτιση καταναλισκόμενης ενέργειας με τους παράγοντες που την επηρεάζουν Αναφορά ενεργειακής απόδοσης παρακολουθούμενων συστημάτων συναρτήσει ενεργειακών στόχων Ανάληψη διορθωτικών ενεργειών βελτίωσης ενεργειακής απόδοσης 1.6

8 Έλεγχος Check-listing 1.7 Περιοδικός έλεγχος των σημείων κατανάλωσης ενέργειας για πιθανές απώλειες Αποτελεί περισσότερο ποιοτική παρά ποσοτική καταγραφή Είναι συνήθως το πρώτο στάδιο της ενεργειακής καταγραφής

9 Έλεγχος Check-listing Παράδειγμα 1.8 Περιοχή Λέβητες Σωληνώσεις Βαλβίδες Ατμού Εξαερισμός Φωτισμός Αέρας υπό πίεση Μετασχηματιστές Μηχανές Σημεία Ελέγχου Απόδοση του Λέβητα Μόνωση και Διαρροές Σωστή Λειτουργία Υπερβολική Λειτουργία Απόδοση και μείωση της λειτουργίας Διαρροές Φορτίο, Θερμοκρασία Έλεγχος

10 Ενεργειακή Επιθεώρηση 1.9 Αξιολόγηση της ενεργειακής συμπεριφοράς μιας μονάδας. Αναγνώριση των δυνατοτήτων για δράσεις ενεργειακής βελτίωσης και συνεπώς εξοικονόμηση ενέργειας. Δυνατότητα διεξαγωγής έργων ενεργειακής βελτίωσης Ενεργειακή Επιθεώρηση (Energy Audit)

11 Ενεργειακή Επιθεώρηση 1.10 Πλεονεκτήματα Ισχυρό τεχνικό εργαλείο για την αναγνώριση έργων εξοικονόμησης ενέργειας. Παρέχει πληροφορίες για το ποσό της ενέργειας που καταναλώνεται. Παρέχει πληροφορίες για το που καταναλώνεται η ενέργεια. Παρέχει πληροφορίες για τις απώλειες ενέργειας.

12 Είδη Ενεργειακής Επιθεώρησης 1.11 Ενεργειακή Επιθεώρηση Συνοπτική Preliminary Energy Audit (PEA) Αναλυτική Detailed Energy Audit (DEA)

13 Στάδια Ενεργειακής Επιθεώρησης Προετοιμασία για την διεξαγωγή Ενεργειακής Επιθεώρησης 1.12 Συνεντεύξεις με τα στελέχη της επιχείρησης Ερωτηματολόγιο Συλλογή Στοιχείων Έλεγχος των υπαρχόντων συστημάτων μέτρησης Αναλυτική μελέτη σε κάθε τομέα της επιχειρησιακής μονάδος Ειδικές Μετρήσεις Επεξεργασία Ενεργειακών Δεδομένων Τεχνικές συστάσεις Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης Χρηματοοικονομική Ανάλυση Πρόγραμμα Δράσεων Ενεργειακής Βελτίωσης Τελική Έκθεση

14 Συνοπτική Ενεργειακή Επιθεώρηση (Preliminary Energy Audit) 1.13 Αρχική προσπάθεια καταγραφής στοιχείων Χρησιμοποιεί μόνο ήδη υπάρχοντα στοιχεία Δεν απαιτεί τη χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού Πραγματοποιείται μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα Προετοιμάζει μία ενδεχόμενη Αναλυτική Επιθεώρηση «Μία σειρά από γενικές προτάσεις χαμηλού κόστους οι οποίες θα συνεισφέρουν στην άμεση και χωρίς επένδυση εξοικονόμηση της ενέργειας»

15 Αναλυτική Ενεργειακή Επιθεώρηση (Detailed Energy Audit) 1.14 Καταγραφή όλου του εξοπλισμού που καταναλώνει ενέργεια. Καταγραφή των διαδικασιών και ενεργειακών ροών όλων των συστημάτων. Μέτρηση της ενεργειακής κατανάλωσης με χρήση οργάνων. Δεν αποτελεί ακριβή και μεθοδική επιστήμη. Απαραίτητη είναι η εμπειρία των επιθεωρητών για τη συλλογή και αξιολόγηση των δεδομένων. Μία βιομηχανική μονάδα που χρησιμοποιεί 5,000 τ.ι.π το χρόνο, απαιτεί 6-9 άνθρωπο-εβδομάδες για DEA.

16 Αναλυτική Ενεργειακή Επιθεώρηση (Διαδικασία 1/2) Καταγραφή των διαδικασιών παραγωγής και των συστημάτων κατανάλωσης ενέργειας. 2. Συλλογή βασικών στοιχείων κατανάλωσης ενέργειας και παραγωγής. 3. Εκτέλεση καταλλήλων δοκιμαστικών λειτουργιών και αντιστοίχων μετρήσεων. 4. Υπολογισμός ενεργειακών καταναλώσεων και δεικτών για όλα τα επιμέρους μηχανήματα, όπως επίσης και για την εγκατάσταση.

17 Αναλυτική Ενεργειακή Επιθεώρηση (Διαδικασία 2/2) Εντοπισμός δυνατοτήτων δράσεων ενεργειακής βελτίωσης που απαιτούν κεφάλαιο. 6. Καθορισμός του εξοπλισμού που πρέπει να αντικατασταθεί ή βελτιωθεί με υπολογισμό κόστους και εξοικονόμησης ενέργειας. 7. Προετοιμασία αναλυτικής έκθεσης που θα περιλαμβάνει: α. Τα αποτελέσματα της ενεργειακής επιθεώρησης, β. Τις προτάσεις προς βελτίωση και εξοικονόμηση ενέργειας, γ. Το σχέδιο πραγματοποίησης των ενεργειακών δράσεων.

18 Κτίρια - Degree Days 1.17 Ενδεικτική μέτρηση - σύγκριση της κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση χώρου. Σχέση κατανάλωσης ενέργειας μεταξύ διαφόρων περιόδων λαμβάνοντας υπόψη τις διαφορές θερμοκρασίας Degree Days = C - [Μέση Θερμοκρασία Ημέρας] Μάθημα: Διαχείριση Ενέργειας και Διοίκηση Έργων

19 Κατανάλωση Ενέργειας - Παραγωγή 1.18 Τυπική Σχέση Τυπική Σχέση Ειδική Κατανάλωση Ενέργειας C C = e/p + m Ε = mp + e Α Ημερήσια Κατανάλωση Ενέργειας E Β mp Βελτιστοποίηση Ημερήσια Παραγωγή, P m e Ημερήσια Παραγωγή, P

20 Δείκτες Απόδοσης Κτιρίων (Performance Indicators) 1.19 Δηλώνουν εάν η ενεργειακή κατανάλωση είναι υψηλή ή χαμηλή σε σχέση με παρόμοια κτίρια Καλός Λειτουργία Δείκτης Λειτουργίας (GJ/m 2 ) (Μονή Βάρδια, Μέρες/ Εβδομάδα) Καλός Ικανοποιητικός Μέτριος Χαμηλός Πολύ Χαμηλός Γραφείο 5 < > 1.2 Εργοστάσιο 5-6 < > 1.5 Αποθήκη 5-6 < > 1.2 Σχολείο 5 < > 1.2 Μαγαζί 6 < > 1.2 Ξενοδοχείο 7 < > 2.2 Ενδεικτικές τιμές χρησιμοποιούμενες στην Αγγλία

21 Δείκτες Απόδοσης Κτιρίων Παράδειγμα 1.20 Πηγή Ενέργειας Ετήσια Κατανάλωση Συντελεστής Αντίστοιχη Ενέργεια Κόστος Ηλεκτρισμός kwh 3.6 MJ/kWh 635 GJ 13,406 $ Φυσικό Αέριο 22,797 m MJ/m GJ 3,095 $ Σύνολο 1,514.9 GJ 16,501 $ Δείκτης Απόδοσης: 1,514.9 GJ 1,850 m 2 = 0.82 GJ / m 2 > 0.7 GJ / m 2 Τιμή Δείκτη Στόχος ( Καλός ) GJ / m 2 GJ / m 2 Εξοικονόμηση 0.12 (10%) GJ / m 2