Innowacyjne technologie dla poprawy efektywności energetycznej Audyt Energetyczny

Transkrypt

1 Innowacyjne technologie dla poprawy efektywności energetycznej Audyt Energetyczny Ireneusz Szczygieł Zabrze, 4 lipca 2013

2 Co to jest audyt energetyczny? Audyting energetyczny działanie o charakterze rzeczoznawstwa, polegające na analizie procesów energetycznych w przedsiębiorstwach przemysłowych, komunalnych lub rolniczych ( śledztwo energetyczne ). Cel audytingu energetycznego opracowanie przedsięwzięć usprawniających gospodarkę energetyczną przy nie zmniejszonym poziomie produkcji. Efekt audytingu raport (audyt) podstawa do przygotowania efektywnego programu wykorzystania energii w badanym obiekcie. Audytor (sędzia) specjalista w zakresie środków technicznych oszczędzania energii i ochrony środowiska oraz w zakresie finansowania inwestycji energooszczędnych. Cel działania pomoc inwestorom w osiąganiu wysokiej efektywności inwestycji energooszczędnych, pomoc bankom w zapewnieniu bezpieczeństwa kredytowego i celowym wykorzystaniu kredytu.

3 Audyt energetyczny

4 Audyt energetyczny

5 Audyt energetyczny źródła informacji ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 17 marca 2009 r. w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku NAJLEPSZE DOSTĘPNE TECHNIKI (BAT = Best Avalaible Technique) (np. WYTYCZNE DLA PRODUKCJI ŻELAZA I STALI HUTY ZINTEGROWANE)

6 Racjonalizacja zużycie energii - zmniejszenie udziału energochłonnych gałęzi w pozyskiwaniu PKB (stal, cement, metale nieżelazne, celuloza, papier, wyroby przemysłu chemicznego) - wprowadzenie mniej energochłonnych technologii w przemyśle ( B A T ) - zwiększanie udziału paliw węglowodorowych w krajowym zużyciu energii pierwotnej - modernizacja ciepłownictwa (kogeneracja) - wprowadzanie energooszczędnych materiałów w budownictwie - modernizacja transportu - edukacja energetyczna społeczeństwa - opracowanie systemu taryf za energię stymulujących oszczędności - poprawa organizacji pracy - zwiększenie stopnia wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych...

7 Czym posługuje się Audytor? BILANSE MATERIAŁOWE I ENERGETYCZNE ZASADA ZACHOWANIA ILOŚCI SUBSTANCJI nie ulegają zmianie: - liczba drobin w procesach fizycznych, - liczba atomów pierwiastków w procesach chemicznych, n d n u G u osłona bilansowa n w n = n + n d d u u w G = G + G w stan ustalony: G d G w n & = & d n w G & = & d G w Bilanse substancji podstawa sporządzenia bilansu energii

8 Czym posługuje się Audytor? BILANS ENERGII E = E + E d E & = u & d E w Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii z układu: - praca mechaniczna - energia elektryczna - ciepło - energia strugi przecinającej osłonę kontrolną w Energia strugi przecinającej osłonę kontrolną 2 w E& r = G& i + + gh 2 Energia substancji zawartej wewnątrz osłony kontrolnej U u 2 w = Gu u + + gh 2 Równanie Gibbsa u = i pv

9 Czym posługuje się Audytor? BILANS ENERGII entalpia właściwa Procesy fizyczne duża swoboda przyjmowania stanu zerowego entalpii i = i( p, T ) i0( p0, T0 ) np. para wodna (tablice i wykresy parowe) i 0 =0 w punkcie potrójnym (p = 611,2 Pa; T = 273,16 K) Procesy chemiczne i = i f + i ch w reakcjach biorą udział C, H, O, N: i = ch W d w reakcjach biorą udział C, H, O, N oraz S: i = d = W + n ch d S ( MW d ) SO2

10 Czym posługuje się Audytor? BILANS ENERGII przypadki szczególne RZECZYWISTA MASZYNA PRZEPŁYWOWA G & i + Q& = Gi & + d d w N i WYMIENNIK CIEPŁA G& & & & + 1i1 d + G2i2d = G1i 1w + G2i2w Qot & KOCIOŁ ( Mi) a = G& ( iw id ) + n& sp ( Mi) sp + n& st ( Mi) st Q& ot P& i + n& + pal a

11 Czym posługuje się Audytor? Wskaźniki jednostkowego zużycia energii Wskaźniki jednostkowego zużycia energii: - porównanie energochłonności różnych metod wytwarzania tego samego wyrobu - ocena efektów racjonalizacji użytkowania energii Porównywanie wskaźników jest celowe jeżeli zostały one zdefiniowane i obliczone w jednakowy sposób i sprowadzone dla jednakowych warunków zewnętrznych. NALEŻY SPRECYZOWAĆ: - metodę produkcji - rodzaj i zasięg rozpatrywanego obiektu (osłona bilansowa) - sposób zasilania energią (rodzaje nośników energii) - zakres wykorzystania energii odpadowej - czas objęty rozważaniami τ

12 Czym posługuje się Audytor? Wskaźniki jednostkowego zużycia energii Łączny czas kalendarzowy τ τ = τ pr + τ pp + τa + τ r τ pr - czas produkcji τ pp - czas przygotowania produkcji τ a - czas nieprzewidzianych przerw τ r - czas postojów planowanych (remontów) Łączne zużycie energii E + E + N = EN pr + EN pp N a E N r

13 Czym posługuje się Audytor? Wskaźniki jednostkowego zużycia energii Łączny czas kalendarzowy τ τ = τ pr + τ pp + τa + τ r τ pr - czas produkcji τ pp - czas przygotowania produkcji τ a - czas nieprzewidzianych przerw τ r - czas postojów planowanych (remontów) Łączne zużycie energii E + E + N = EN pr + EN pp N a E N r

14 Czym posługuje się Audytor? Wskaźniki jednostkowego zużycia energii Wskaźnik jednostkowego zużycia energii obliczony dla czasu produkcji U - wielkość produkcji β = E pr E N pr Wskaźnik średni obliczony dla łącznego czasu kalendarzowego βe m = β U > β E N U E m E pr β E m - β E pr charakteryzuje równomierność wykorzystania urządzenia

15 Czym posługuje się Audytor? Sprawność energetyczna Sprawność energetyczna wzór uogólniony η E = L uz + Q uz L + I N uz + Q I N sn + I + E N el uz + E el N + E u uz gdzie: L uz - praca użyteczna wykonana przez układ Q uz - ciepło użyteczne oddane przez układ I uz - użyteczna entalpia produktów użytecznych I sn - entalpia surowców nieenergetycznych doprowadzonych do układu E el uż - użyteczna energia elektryczna odprowadzona z układu E u uz - użyteczny przyrost energii układu L N - praca napędowa wykonana na układzie

16 Czym posługuje się Audytor? Sprawność energetyczna wzory szczegółowe SPRAWNOŚĆ ENERGETYCZNA KOTŁA η E k Q& = E& uz ch ( i ) G& iw = PW & SPRAWNOŚĆ ENERGETYCZNA ELEKTROWNI NETTO η E k N = E& el = ch d Nel PW & SPRAWNOŚĆ ENERGETYCZNA ELEKTROCIEPŁOWNI NETTO η E k Q& = g + N E& ch d d & N PW & el Qg + = d el

17 Rodzaje audytów Audyt wstępny krótkookresowa obserwacja pracy urządzeń i instalacji energetycznych. CEL: wskazanie najprostszych rozwiązań prowadzących do racjonalizacji gospodarki energetycznej lub uzasadnienie potrzeby wykonania audytu pełnego. Audyt diagnostyczny (pełny) dotyczy kompleksu gospodarki energetycznej; wymagana jest tu szczegółowa analiza bilansu energetycznego, celowe jest zastosowanie wspomagania komputerowego. Audyt o ograniczonym zakresie dotyczy pojedynczego urządzenia, instalacji lub linii technologicznej (np. sieć ciepłownicza, kocioł, instalacja sprężonego powietrza itp.).

18 Zasady audytu Etapy realizacji audytu: I. etap przygotowawczy identyfikacja obiektu II. etap identyfikacji ocena aktualnego poziomu użytkowania energii III. określenie sposobów racjonalizacji użytkowania energii IV. wskazanie przedsięwzięć prowadzących do osiągnięcia zamierzonego celu wraz z oceną finansową przedsięwzięcia

19 Zasady audytu Działania objęte audytem energetycznym 1) opracowanie wykazu obiektów podlegających audytowi i ocena ich stanu technicznego 2) opis sposobu eksploatacji obiektów 3) określenie wielkości faktycznego zużycia energii i porównania ze standardami 4) przedstawienie możliwych działań w kierunku racjonalizacji zużycia energii w badanym obiekcie 5) ocena technicznej wykonalności proponowanych przedsięwzięć 6) ocena wpływu proponowanych przedsięwzięć na bezpieczeństwo procesowe i ochronę środowiska 7) analiza opłacalności ekonomicznej proponowanych przedsięwzięć

20 Metodyka audytu I. ETAP PRZYGOTOWAWCZY poznanie wszystkich wydziałów produkcyjnych ze szczególnym zwróceniem uwagi na urządzenia i instalacje energetyczne wykonanie schematów energetycznych zebranie charakterystycznych danych dla obiektów energetycznych

21 Metodyka audytu II. OPRACOWNIE ZBIORU DANYCH O UŻYTKOWANIU ENERGII 1. Informacje o procesach produkcyjnych - plan sytuacyjny przedsiębiorstwa, - schematy poszczególnych wydziałów produkcyjnych, - schematy procesów produkcyjnych z naniesionymi parametrami i strumieniami wszystkich czynników, - schemat gospodarki elektroenergetycznej przedsiębiorstwa, - schemat gospodarki gazo-energetycznej przedsiębiorstwa, - schemat gospodarki cieplnej zakładu (sieć parowa, sieć wody grzewczej i kondensatu powrotnego), - schemat gospodarki sprężonym powietrzem i innymi gazami technicznymi, - schematy systemu ogrzewania i wentylacji, - schematy ważniejszych energotechnologicznych urządzeń produkcyjnych - instrukcje technologiczne tych urządzeń

22 Metodyka audytu II. OPRACOWNIE ZBIORU DANYCH O UŻYTKOWANIU ENERGII 2. Dane o planach przedsiębiorstwa dotyczących planowanych zamierzeń w zakresie zainstalowania nowych urządzeń technologicznych, wyłączenia z ruchu eksploatowanych urządzeń, modernizacji urządzeń produkcyjnych.

23 Metodyka audytu II. OPRACOWNIE ZBIORU DANYCH O UŻYTKOWANIU ENERGII 3. Komplet informacji o ruchu zakładu i przebiegu procesów produkcyjnych harmonogram produkcji, planowane przerwy w ruchu produkcji, częstotliwość i długotrwałość przypadkowych przerw w produkcji, charakter procesów produkcyjnych ciągły czy okresowy

24 Metodyka audytu III. PROPOZYCJE PRZEDSIĘWZIĘĆ USPRAWNIAJĄCYCH UŻYTKOWANIE ENERGII określenie przedsięwzięć racjonalizujących użytkowanie energii bezpośrednie przedsięwzięcia oszczędnościowe, np. poprawa izolacji cieplnej odzyskiwanie energii odpadowej (wewnętrzne, zewnętrzne) substytucja nośników energii (zastępowanie droższych nośników tańszymi) analiza technicznych możliwości wykonania proponowanych przedsięwzięć ocena poprawności technicznej proponowanych przedsięwzięć analiza wpływu proponowanych przedsięwzięć na procesy produkcyjne w zakładzie analiza wpływu proponowanych przedsięwzięć na warunki pracy i środowisko

25 Metodyka audytu IV. ANALIZA OPŁACALNOŚCI PRZEDSIĘWZIĘCIA przedsięwzięcia racjonalizujące bezinwestycyjne (np. zmiana stosunku nadmiaru powietrza do spalania), z poniesieniem nakładów inwestycyjnych

26 Metodyka audytu IV. ANALIZA OPŁACALNOŚCI PRZEDSIĘWZIĘCIA 1) roczny zysk Z 2) wartość bieżąca netto NPV (Net Present Value) 3) wewnętrzna stopa zwrotu IRR (Internal Rate of Return) 4) prosty czas zwrotu nakładów inwestycyjnych SPB (Simple Pay Back) 5) zdyskontowany czas zwrotu nakładów inwestycyjnych DBP (Discounted Pay Back)

27 Metodyka audytu V. OPRACOWANIE RAPORTU KOŃCOWEGO 1. WPROWADZENIE I CEL PRACY 2. OPIS ZAKŁADU I PROCESÓW PRODUKCYJNYCH 3. INFORMACJE O ZAKŁADZIE 3.1 Wykorzystanie mocy produkcyjnych 3.2 Zużycie poszczególnych nośników energii 3.3 Stosowane taryfy opłat 3.4 Udział kosztów energii w kosztach produkcji 3.5 Program na przyszłości 3.6 Zakładowy program usprawnienia gospodarki energetycznej 4. ANALIZA UZYSKANYCH INFORMACJI I WYNIKÓW POMIARÓW 4.1 Bilans energii 4.2 Analiza możliwości wprowadzenia usprawnień oszczędnościowych 5. OPIS ANALIZY OPŁACALNOŚCI. 5.1 Przyjęte założenia 5.2 Opis metodyki przeprowadzania analizy opłacalności 6. OPRACOWANIE PROPOZYCJI PRZEDSIĘWZIĘĆ USPRAWNIAJĄCYCH UŻYTKOWANIE ENERGII 6.1 Przedsięwzięcia, do realizacji których nie są konieczne nakłady kapitałowe 6.2 Przedsięwzięcia do realizacji których niezbędne są umiarkowane nakłady kapitałowe 6.3 Przedsięwzięcia, do realizacji których niezbędne są duże nakłady kapitałowe 6.4 Wyniki analizy opłacalności 7.WNIOSKI

28 Audyt energetyczny budynku Audyt energetyczny budynku - ekspertyza dotycząca podejmowania i realizacji przedsięwzięć zmniejszających koszty ogrzewania. Celem audytu jest zalecenie konkretnych rozwiązań (technicznych, organizacyjnych i formalnych) wraz z określeniem ich opłacalności. Audyt energetyczny obejmuje także doradztwo w zakresie podejmowania i realizacji inwestycji mających na celu racjonalizację zużycia energii. Ta niezależna i obiektywna opinia stwierdza, które modernizacje są opłacalne w badanym budynku oraz jakie produkty i rozwiązania techniczne są najkorzystniejsze.

29 Audyt budynku

30 Audyt budynku

31 Audyt budynku Przeprowadzenie audytu polega na wykonaniu szeregu czynności obejmujących ocenę istniejącego stanu technicznego i sposobu eksploatacji instalacji oraz urządzeń w badanym obiekcie ze względu na sposób i wielkość zużycia energii oraz określenie możliwości i środków racjonalizacji zużycia energii, a także ekonomicznej efektywności proponowanych przedsięwzięć modernizacyjnych.

32 Audyt budynku Przeprowadzenie audytu obejmuje następujące etapy: 1. sformułowanie celu działania audytora, 2. zbieranie danych do audytu, 3. analiza i ocena istniejącego stanu obiektu, 4. zaproponowanie przez audytora wariantów przedsięwzięć termomodernizacyjnych tzn. zestawów usprawnień (ulepszeń) termomodernizacyjnych, 5. ocena wariantowych rozwiązań i wybór optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego tzn. wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego wybranego zgodnie z algorytmem oceny opłacalności, który spełnia wszystkie warunki i kryteria określone w ustawie o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych i przeznaczony do realizacji, 6. wykonanie audytu w formie pisemnego opracowania (raportu zawierającego ocenę i zalecenia), 7. przekazanie audytu zaleceniodawcy, 8. ocena efektów realizacji zaleconych usprawnień.

33 Premia termomodernizacyjna Z tytułu realizacji przedsięwzięcia termomodernizacyjnego inwestorowi przysługuje premia na spłatę części kredytu zaciągniętego na przedsięwzięcie termomodernizacyjne,, jeżeli z audytu energetycznego wynika, że w wyniku przedsięwzięcia termomodernizacyjnego nastąpi: 1) zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię: a) w budynkach, w których modernizuje się wyłącznie system grzewczy co najmniej o 10%, b) w budynkach, w których po 1984 r. przeprowadzono modernizację systemu grzewczego - co najmniej o 15%, c) w pozostałych budynkach - co najmniej o 25%, lub 2) zmniejszenie rocznych strat energii, co najmniej o 25%, lub 3) zmniejszenie rocznych kosztów pozyskania ciepła - co najmniej o 20%, lub 4) zamiana źródła energii na źródło odnawialne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji.

34 Premia termomodernizacyjna 1. Wysokość premii termomodernizacyjnej stanowi 20% wykorzystanej kwoty kredytu zaciągniętego na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, 2. Wysokość premii termomodernizacyjnej nie może wynosić więcej niż: 1) 16% kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego 2) dwukrotność przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii, ustalonych na podstawie audytu energetycznego.

35 Certyfikat Energetyczny Budynku

36 Certyfikat Energetyczny Budynku

37 Certyfikat Energetyczny Budynku

38 Certyfikat Energetyczny Budynku

39 Certyfikat Energetyczny Budynku

40 Certyfikat Energetyczny Budynku

41 Dziękuję za uwagę Ireneusz Szczygieł Instytut Techniki Cieplnej tel