Αντιμετώπιση ενεργειακού προβλήματος Μεγάλο μέρος των συνηθειών μας αλλά και της τεχνολογίας έχει δημιουργηθεί σε περιόδους «ενεργειακής ευημερίας» Περιορισμός ενεργειακών αναγκών (εξοικονόμηση ενέργειας) Περιορισμός σπατάλης (π.χ. κλείσιμο συσκευών όταν δεν δουλεύουν: 30-40% των Η/Υ και εκτυπωτών μένουν ανοιχτά τα βράδια και τα Σαβ/κα) και είναι ανενεργά το 90% μιας εργάσιμης ημέρας) Αποδοτική χρήση ενέργειας (επίτευξη του ίδιου αποτελέσματος με μικρότερη κατανάλωση ενέργειας) Αυτός ο δρόμος μακροπρόθεσμα μπορεί να αποτελέσει μια από τις σημαντικότερες πηγές ενέργειας και τη λιγότερο δαπανηρή Η σωστή διαχείριση ενέργειας μπορεί να μειώσει το κόστος της από 4-40%
Αντιμετώπιση ενεργειακού προβλήματος Ανάπτυξη νέων πηγών ενέργειας Ήπιες και ανανεώσιµες (ηλιακή, αιολική, υδροηλεκτρικά, βιομάζα, «απορρίμματα», κλπ) Το πρόβλημα της εξοικονόμησης ενέργειας δεν είναι μόνο θέμα κόστους. Είναι πρωτίστως περιβαλλοντικό πρόβλημα.
Εισροές Ενέργειας στη Χημική βιομηχανία Καύσιμα 80% Ηλεκτρική ενέργεια 20% Χρήση Απ Ευθείας (π.χ. κινητήρες, ηλεκτρόλυση) Μετά από μετατροπή (π.χ. καύση) Θερμότητα Η κυριότερη μορφή ενέργειας στη Βιομηχανία Σημαντικός παράγοντας κόστους
Εξοικονόμηση Ενέργειας στη Βιομηχανία Σκοπός Ολοκληρωμένη Βελτιστοποίηση Διεργασίας και Ενεργειακού Κόστους Κατά την ανάπτυξη μεθόδων Κατά το Σχεδιασμό Κατά τη Λειτουργία Όσο νωρίτερα γίνει τόσο πιο αποτελεσματική είναι η επέμβαση για βελτιστοποίηση
Δυνατές επεμβάσεις με σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία Απλό «νοικοκύρεμα» - χωρίς ιδιαίτερη δαπάνη. Απαιτεί την εκπαίδευση όλων μας Βελτίωση της απόδοσης των υφισταμένων διεργασιών με πρόσθετες επενδύσεις (αντικατάσταση καυστήρων, ανάκτηση θερμότητας από απορριπτόμενα ρεύματα με εγκατάσταση εναλλακτών, ανάκτηση συμπυκνωμάτων σε λέβητες) Ριζικές αλλαγές στις διεργασίες ή/και στο ενεργειακό σύστημα σημαντική δαπάνη (π.χ. συμπαραγωγή, συνδυασμένο κύκλο)
Αρχές ενεργειακής βελτιστοποίησης Ασφαλής Λειτουργία Προστασία περιβάλλοντος Ποιότητα Προϊόντος Κόστος Άλλα π.χ. Απρόσκοπτη Λειτουργία Ευελιξία Δυνατότητα Μετατροπών
Αρχές ενεργειακής βελτιστοποίησης Ποιότητα ενέργειας και πολλαπλή χρήση Σε κάθε χρήση η ενέργεια θα πρέπει να υποβαθμίζεται όσο το δυνατόν λιγότερο. Ήπιες συνθήκες Προδιαγραφές πρώτων υλών και προϊόντων Περιορισμός αναγκών Προσαρμογή της προσφοράς στη ζήτηση Ανακύκλωση υλικών Σχεδιασμός και δεδομένα Ρύθμιση
Συνήθεις επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας που μπορούν να υλοποιηθούν σε μία βιομηχανία ανάκτηση θερμότητας θερμομόνωση αγωγών, δεξαμενών και άλλου εξοπλισμού ρύθμιση, συντήρηση, αντικατάσταση λεβήτων, φούρνων, κλιβάνων υποκατάσταση υγρών καυσίμων από φυσικό αέριο εγκατάσταση συστήματος συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού κ.α. αντικατάσταση ηλεκτροκινητήρων με σύγχρονους κινητήρες υψηλού βαθμού απόδοσης
Οφέλη που προκύπτουν από την εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία Μείωση του κόστους παραγωγής του τελικού προϊόντος και συνεπώς αύξηση της ανταγωνιστικότητας της βιομηχανίας. Μείωση των εκπομπών των αέριων ρύπων και προσαρμογή των βιομηχανιών στις υπό εφαρμογή σχετικές κοινοτικές και διεθνείς οδηγίες. Θετική συμβολή στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας, λόγω μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας. Συμβολή στην προσπάθεια της χώρας για μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενα καύσιμα και αντίστοιχη εξοικονόμηση συναλλάγματος.
Εξοικονόμηση ενέργειας: Η περίπτωση της Bayer Bayer Polymers, Martinsville, West Virginia. 950 υπάλληλοι, παραγωγή 600000 τόνους χημικών το χρόνο. Project 1. Αντικατάσταση καυστήρων στους λέβητες Αντικατάσταση 6 καυστήρων με 1 ελεγχόμενης, αργής καύσης, χαμηλής θερμοκρασίας φλόγας και χαμηλής παραγωγής NOx και CO2. Κεφάλαιο: 390000 $ Αύξηση απόδοσης 2%: 74800 MMBTU/yr ή 373000 $/yr Απόσβεση: 13 μήνες Μείωση 4230 τόνων CO2 το χρόνο
Εξοικονόμηση ενέργειας: Η περίπτωση της Bayer Project 2. Επιστροφή συμπυκνωμάτων στους λέβητες Εξοικονόμηση χρημάτων για φρέσκο νερό, εξοικονόμηση καυσίμων για προθέρμανση του φρέσκου νερού, εξοικονόμηση χημικών για την προκατεργασία του νερού, απόρριψη λιγότερου νερού στο σύστημα αποχέτευσης/βιολογικό καθαρισμό Αύξηση της επιστροφής συμπυκνωμάτων από 30% στο 75%. Κεφάλαιο: 100000 $ (διαχωριστές, φίλτρα, σωληνώσεις) Εξοικονόμηση ενέργειας: 66600 MMBTU/yr ή 373000 $/yr Απόσβεση: 3 μήνες Μείωση 3765 τόνων CO2 το χρόνο
Εξοικονόμηση ενέργειας: Η περίπτωση της Bayer Project 3. Εγκατάσταση κεφαλών μεταβλητής ταχύτητας στις αντλίες των ψυκτικών πύργων 4 ψυκτικοί πύργοι η απόδοση των οποίων εξαρτάται από τον καιρό και τις ανάγκες των χρηστών στη βιομηχανία. Λειτουργία όχι πάνω από 60% των αναγκών των χρηστών. Οι κινητήρες των αντλιών (3 ανά αντλία) που υπήρχαν ήταν σταθερής ταχύτητας δίνοντας μέγιστη ροή πάντα στους χρήστες ανεξαρτήτου της ανάγκης τους. Εγκατάσταση 12 κεφαλών μεταβλητής ταχύτητας στις αντλίες των ψυκτικών πύργων. Ευκολότερη ρύθμιση, λιγότερες τριβές, λιγότερη συντήρηση. Κεφάλαιο: 264000 $ Εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας: 4.64 Μ kwh/yr ή 153000 $/yr Απόσβεση: 21 μήνες Μείωση 5100 τόνων CO2 το χρόνο
Διάγραμμα ροής προγράμματος εξοικονόμησης ενέργειας
Φάσεις προγράμματος εξοικονόμησης ενέργειας (1) 1 η ΦΑΣΗ: Καταγραφή υπάρχουσας κατάστασης Συγκεντρώνεται κάθε πληροφορία για την όσο το δυνατόν πληρέστερη περιγραφή της εγκατάστασης (διαγράμματα ροής και οργάνων ελέγχου, κατασκευαστικά σχέδια, τροποποιήσεις κ.α.) 2 η ΦΑΣΗ: Συγκέντρωση πληροφοριών όμοιων μονάδων Συγκεντρώνονται από τη βιβλιογραφία παραδείγματα εξοικονόμησης και η αποτελεσματικότητα τους, ο χρόνος υλοποίησης, οι διακοπές λειτουργίας, η οργάνωση του προσωπικού κ.α. Παρ ότι προαιρετική φάση είναι ιδιαίτερης σημασίας 3 η ΦΑΣΗ: Θερμοδυναμική ανάλυση Λεπτομερή ισοζύγια μάζας-ενέργειας-εξέργειας. Από αυτή τη φάση εξαρτάται κύρια το τελικό αποτέλεσμα. Η δυσκολία είναι κυρίως στη συλλογή φυσικοχημικών ιδιοτήτων και λειτουργικών δεδομένων 4 η ΦΑΣΗ: Ανάλυση καταναλώσεων ενέργειας προηγούμενων περιόδων Από την επεξεργασία τέτοιων στοιχείων είναι δυνατόν να προσδιορισθούν οι προϋποθέσεις για ενεργειακή μείωση και να προκαθοριστεί μια σειρά μέτρων επέμβασης. Είναι προαιρετική γιατί πολλές φορές δεν υπάρχουν τέτοια δεδομένα, παρά μόνο σε μεγάλες βιομηχανίες
Φάσεις προγράμματος εξοικονόμησης ενέργειας (2) 5 η ΦΑΣΗ: Προσδιορισμός δυνατοτήτων εξοικονόμησης Προκύπτει από τα αποτελέσματα της θερμοδυναμική ανάλυσης. Η φάση είναι καθοριστική και απαιτείται δημιουργικότητα και επινοητικότητα για να εντοπιστούν οι πιο επιτυχείς από τεχνική άποψη επεμβάσεις 6 η ΦΑΣΗ: Οικονομική αξιολόγηση 7 η ΦΑΣΗ: Κατάστρωση χρονοπρογράμματος Τα προβλήματα που εμφανίζονται είναι «πρακτικά». Π.χ. αντιμετώπιση των απαιτούμενων διακοπών λειτουργίας εκπαίδευση προσωπικού 8 η ΦΑΣΗ: Μέτρηση αποτελεσμάτων του έργου Μέτρηση της αποτελεσματικότητας από οικονομική, τεχνική και λειτουργική σκοπιά. Με βάση αυτή τη μέτρηση θα καθοριστεί η ανάγκη νέου προγράμματος εξοικονόμησης.