Ενεργειακή επιθεώρηση στη βιομηχανία Άννα Φραγκίδου Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, MSc Διαχείριση Περιβάλλοντος MSc Διοίκηση & Διαχείριση Τεχνικών Έργων
Εκτενής Ενεργειακή Επιθεώρηση με τα ακόλουθα βήματα : Συνεντεύξεις και συλλογή πληροφοριών-στοιχείων Συλλογή διαθέσιμων στοιχείων ανάλωσης Α ύλης, προϊόντων, παραγωγής και ενεργειακών καταναλώσεων. Εκτενή αυτοψία στους χώρους του συγκροτήματος. Εκτενείς μετρήσεις ηλεκτρικών καταναλώσεων σε γενικούς πίνακες και πίνακες μηχανών. Υπολογισμοί ισοζυγίων ενέργειας. Ανάλυση των τιμολογίων ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλυση των ενεργειακών μεγεθών. Εντοπισμό και αξιολόγηση επεμβάσεων βραχυπρόθεσμης, μεσοπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης διάρκειας απόσβεσης. Συγγραφή έκθεσης.
αντικειμενικός στόχος της ενεργειακής επιθεώρησης ήταν η ακριβής εκτίμηση των μηνιαίων ή ετήσιων καταναλώσεων ενέργειας σε κάθε επιμέρους εγκατάσταση και η συσχέτιση αυτών με τα αντίστοιχα μεγέθη της παραγωγής.
Στην έκθεση: Περιλαμβάνονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης και αξιολόγησης των ενεργειακών μεγεθών και προσδιορίζονται τα μέτρα και οι επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας οι οποίες είναι άμεσης οικονομικής απόδοσης και απαιτούν ελάχιστα ή μηδενικά κεφάλαια (ενεργειακό «νοικοκύρεμα»). Αναλύονται επεμβάσεις βραχύ και μεσοπρόθεσμου χαρακτήρα για επενδύσεις εξοικονόμησης ενέργειας χωρίς τεχνολογικό κίνδυνο. Παρέχεται ένας κατάλογος υποψηφίων επεμβάσεων ή επενδύσεων οι οποίες χρειάζονται περαιτέρω εξέταση, μαζί με κατ αρχήν εκτιμήσεις για τις ενδεχόμενες δαπάνες και το αντίστοιχο όφελος (τεχνολογικός εκσυγχρονισμός και αναβάθμιση εγκαταστάσεων ή/και εισαγωγή νέων ενεργειακών τεχνολογιών).
Αποτύπωση υπάρχουσας κατάστασης Σύντομη περιγραφή της παραγωγικής δραστηριότητας Χρήσεις Ενέργειας στη Βιομηχανία Ετήσια δεδομένα παραγωγής και καταναλώσεων Μηνιαία Δεδομένα Μηνιαίες Ενεργειακές Καταναλώσεις Μηνιαία παραγωγή
Ετήσια δεδομένα παραγωγής και καταναλώσεων Ενεργειακές Καταναλώσεις Έτος Παραγωγή (kg) Κατανάλωση Ηλεκτρικής ενέργειας (kwh) Ειδική Κατανάλωση ενέργειας (kwh / kg) 1999 6.412.778 15.773.096 2,46 2000 5.441.858 13.955.928 2,56 2001 7.401.391 15.322.909 2,07 Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας Έτος Παραγωγή (kg) Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας & ισχύος ( ) Οικονομική Επιβάρυνση ( / kg) 1999 6.412.778 703.332,34 0,110 2000 5.441.858 606.868,43 0,112 2001 7.401.391 649.953,19 0,088
Μηνιαία Παραγωγή για την τριετία 1999-2001 [kg]. Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάϊος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος ΣΥΝΟΛΟ 9 617.325 552.993 646.424 484.313 668.250 579.564 321.654 198.038 627.650 644.116 629.182 443.269 6.412.778 0 447.928 461.552 463.660 505.175 537.977 541.491 493.674 103.773 478.354 497.990 532.492 377.792 5.441.858 1 576.143 545.096 667.226 580.622 701.451 714.291 709.417 250.769 729.900 758.418 681.169 486.889 7.401.391
Αποτελέσματα ενεργειακής αποτύπωσης Επισκόπηση του συστήματος και της οργάνωσης της ενεργειακής διαχείρισης Αξιολόγηση των διαδικασιών συλλογής καταχώρησης και επεξεργασίας στοιχείων Ανάλυση του τρόπου χρήσης ενέργειας Συσχέτιση ενέργειας παραγωγής Συσχέτιση ηλεκτρικής ενέργειας με παραγωγή Συσχέτιση θερμικής ενέργειας με παραγωγή Παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας : Ο όγκος παραγωγής Οι παρεχόμενες υπηρεσίες Οι κλιματικές συνθήκες Η ποιότητα των πρώτων υλών
Συσχέτιση καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας και μηνιαίας παραγωγής περιόδου 1999-2001
Συσχέτιση ειδικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας με την μηνιαία παραγωγή για την περίοδο 1999-2001.
Μετρήσεις Ηλεκτρικών Μεγεθών στη βιομηχανία Μετρήσεις σε παραγωγικό εξοπλισμό Μηχάνημα Κατανάλωση ενέργειας στο διάστημα μέτρησης (kwh) Παραγωγή στο διάστημα μέτρησης [Kg] Μηχανή 1 98,3878 224 10/12/2002-16:00 μ.μ. Μηχανή 2 612,43 813 17/12/2002-14:10 μ.μ. Μηχανή 3 220,48 5.325 18/12/2002-14:17 μ.μ. Μηχανή 4 213,23 2.064 12/12/2002-14:30 μ.μ. Μηχανή 5 520,13 1.513 10/12/2002-15:20 μ.μ. Ημερομηνία & ώρα μέτρησης 11/12/2002 01:45 π.μ. 18/12/2002 14:00 μ.μ. 19/12/2002 01:47 π.μ. 13/12/2002 22:00 μ.μ. 11/12/2002 08:00 π.μ Μηχανή 6 112,96 276 18/12/2002 11:25 π.μ. 13:25 μ.μ. Μηχανή 7 24,86 2.390 11/12/2002 08:45 π.μ. 15:45 μ.μ. Μηχανή 8 62,33 820 13/12/2002 15:10 μ.μ. 20:55 μ.μ
Μετρήσεις Ηλεκτρικών Μεγεθών στη βιομηχανία Μετρήσεις σε υποπίνακες τροφοδοσίας ηλεκτρικής ενέργειας Πίνακας Κατανάλωση ηλ. Ενέργειας [kwh] Χρόνος μέτρησης [h] Ημερομηνία μέτρησης Π.Κ. 1 1 115,4 3,42 09/12/02 Πίνακας τροφοδοσίας 94,35 1,00 06/12/02 λαναριών Π.Κ. 10 2 125,6 1,00 17/12/02 Πίνακας τροφοδοσίας αεροσυμπιεστών 23.976 Μία εβδομάδα 11-17/12/02
Ισοζύγιο ηλεκτρικής ενέργειας στη Βιομηχανία (υφιστάμενη κατάσταση όγκος παραγωγής 7.401 tn). 15323 MW h Είσοδος ηλεκτρικής ενέργειας 402 MW h Απώλειες Μ /Σ (2,6%) 648 MW h Προγνέστριες (4,2%) 258 MW h Σύρτες (1,7% ) 1219 MW h Λανάρια (8% ) 4343 MW h Γραμμή παραγωγής links (28,3% ) 2098 MW h Παλαιά γραμμή παραγωγής (κλώστρια-υγραντήριο-μπομπινουάρ) (13,7%) 1127 MW h Πεπιεσμένος αέρας (7,4%) 2145 MW h Κλιματισμός (14% ) 429 MW h Φωτισμός (2,8%) 1794 MW h Λοιπές καταναλώσεις (11,7% ) 859 MW h Απώλειες λόγω αντιστάθμισης & αρμονικών (5,6%)
Συμπεράσματα Σημαντική πάγια κατανάλωση αποτελεί το σύστημα κλιματισμού. Η υψηλή κατανάλωση οφείλεται κυρίως στις υψηλές απαιτήσεις ποιότητας εσωτερικού αέρα από τα συστήματα αυτά. Οι δυνατότητες επεμβάσεων στα συστήματα αυτά είναι περιορισμένες καθώς αποτελούν σύγχρονο και πρόσφατα εγκατεστημένο εξοπλισμό. Οι όποιες επεμβάσεις συνίστανται στη μηχανική ρύθμιση των στροφών του ανεμιστήρα (μέσω αλλαγής τροχαλίας). Οι επεμβάσεις όμως αυτές οριοθετούνται από τον απαιτούμενο αριθμό ανανεώσεων του εσωτερικού αέρα, προκειμένου να διασφαλίζονται κατάλληλες συνθήκες υγιεινής για τους εργαζομένους. Σημαντική πάγια κατανάλωση αποτελεί το σύστημα πεπιεσμένου αέρα, συμμετέχοντας με περίπου 7,5% στη συνολική κατανάλωση ενέργειας της βιομηχανίας. Στο σύστημα αυτό, υπάρχουν σημαντικές δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας. Αυτό οφείλεται στις υψηλές απώλειες αέρα (διαρροή) και στις συχνές μετακινήσεις και αντικαταστάσεις μηχανών χωρίς ανάλογες ή κατάλληλες τροποποιήσεις στο δίκτυο. Στο πλαίσιο της παραγωγικής διαδικασίας, η σημαντικότερη κατανάλωση εμφανίζεται στις ορισμένες γραμμές παραγωγής αλλά και στην παλαιά γραμμή παραγωγής. Σε αυτό τον τομέα, υπάρχουν μεγάλες δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας που παρέχεται από τη σύγχρονη τεχνολογία νέου εξοπλισμού.
Συμπεράσματα Το πρόβλημα των αρμονικών ρεύματος είναι έντονο μετά τον εκσυγχρονισμό του εξοπλισμού της και έγινε αντιληπτό με τις μετρήσεις. Υπάρχουν σημαντικά περιθώρια εξοικονόμησης ενέργειας αφενός λόγω της μείωσης των αρμονικών ρεύματος όσο και από την τοπική αντιστάθμιση που θα επιτευχθεί από την εγκατάσταση των φίλτρων. Τέλος, οι μετρήσεις με τα φορητά όργανα, κατά τη διάρκεια της αυτοψίας, δεν είναι δυνατόν να δώσουν πλήρη εικόνα για τη μηνιαία ή ετήσια κατανάλωση ενέργειας στη βιομηχανία. Για αυτόν το σκοπό απαιτούνται μόνιμα εγκατεστημένα συστήματα μετρητών για την καταγραφή ηλεκτρικών μεγεθών επί μακρά χρονικά διαστήματα, ανάλογα των οποίων δε διαθέτει η βιομηχανία.
Προτεινόμενα μέτρα Εγκατάσταση συστήματος αναλυτικής καταγραφής της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας Εγκατάσταση νέου Μετασχηματιστή Βελτίωση συντελεστή ισχύος και Φίλτρα Ανώτερων Αρμονικών Επανασχεδιασμός και αντικατάσταση τμημάτων του δικτύου πεπιεσμένου αέρα Προτάσεις ενεργειακών επενδύσεων μικρού επενδυτικού κόστους Μέτρα που απαιτούν περαιτέρω ανάλυση Σε φορτία όπου η ισχύς μεταβάλλεται με τον κύβο των στροφών όπως αντλίες και ανεμιστήρες προτείνεται ο έλεγχος της παροχής - όπου απαιτείται - να γίνεται με ρυθμιστές στροφών (inverters) αντί με μηχανικά μέσα όπως στραγγαλισμός. Εξοικονόμηση ενέργειας από 30-80% και το κόστος εγκατάστασης των inverters αποσβένεται σε 6-24 μήνες ανάλογα με την εφαρμογή και το μέγεθος της ισχύος. Η αντικατάσταση ηλεκτρικών κινητήρων να γίνεται με νέους κινητήρες Υψηλού Βαθμού Απόδοσης (ΥΒΑ).
Έλεγχος οικονομικής σκοπιμότητας των προτεινόμενων μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας. Συνολικό κόστος της προτεινόμενης επένδυσης. Προτεινόμενο Μέτρο Εξοικονόμησης Ενέργειας Κόστος Υλοποίησης ( ) Εγκατάσταση Συστήματος Μετρητών Ηλεκτρικών Μεγεθών 45.000 Αντικατάσταση Μετασχηματιστή ισχύος 1000 KVA 14.280 Επανασχεδιασμός και Αντικατάσταση Τμημάτων του Δικτύου Πεπιεσμένου Αέρα 35.000 Τοπική Αντιστάθμιση και Φίλτρα Ανώτερων Αρμονικών 166.260 Κόστος εξοπλισμού για την τροποποίηση της παραγωγικής διαδικασίας 1.479.432 Κατασκευή πυράντοχου διαχωριστικού τοίχου με πλίνθους 37.417 ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ 1.777.389
Έλεγχος οικονομικής σκοπιμότητας των προτεινόμενων μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας. Συνολικό ετήσιο οικονομικό όφελος από την προτεινόμενη επένδυση. Προτεινόμενο Μέτρο Εξοικονόμησης Ενέργειας Ετήσιο Οικονομικό Όφελος ( ) Εγκατάσταση Συστήματος Μετρητών Ηλεκτρικών Μεγεθών 11.500 Αντικατάσταση Μετασχηματιστή ισχύος 1000 KVA 2.089 Επανασχεδιασμός και Αντικατάσταση Τμημάτων του Δικτύου Πεπιεσμένου Αέρα 53.324 Τοπική Αντιστάθμιση και Φίλτρα Ανώτερων Αρμονικών 21.909,5 Τροποποίηση παραγωγικής διαδικασίας 72.785 ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟ ΟΦΕΛΟΣ 161.607,5
Οικονομική Αξιολόγηση της προτεινόμενης επένδυσης. Οικονομική αξιολόγηση επένδυσης Οικονομικοί δείκτες της επένδυσης Eπιτόκιο αναγωγής σε παρούσα αξία, d 5,0% Oριακό φορολογικό κλιμάκιο επενδυτή, φ 0% Χρονική διάρκεια λογιστικής περιόδου, ν 20 Επιχορήγηση αρχικού κόστους επένδυσης, ε 40% Συνολικός προϋπολογισμός επένδυσης, C, 1.066.433 1.777.389 Ετήσιο λειτουργικό όφελος 161.608 Ετος Eτήσιο καθαρό όφελος κατά το έτος t, F t =f t -φ*(f t -C/ν), 153.912 1 146.583 2 139.603 3 132.955 4 126.624 5 120.594 6 114.851 7 109.382 8 104.174 9 99.213 10 94.489 11 89.989 12 85.704 13 81.623 14 77.736 15 74.034 16 70.509 17 67.151 18 63.954 19 60.908 20 Έντοκη περίοδος αποπληρωμής, DPB 8,2 έτη Καθαρή παρούσα αξία, NPV 950.000 Εσωτερικός βαθμός απόδοσης κεφαλαίου, ΙRR 14,06%