Audyty energetyczne w zakładzie przemysłowym. Osiągniesz więcej, zużywając mniej.

Transkrypt

1 Trade Media International Holdings Seminarium Jak zmniejszyć koszty energii w zakładach przemysłowych 9 marca 2011, Warszawa Audyty energetyczne w zakładzie przemysłowym. Osiągniesz więcej, zużywając mniej. Dr inż. Ryszard Wnuk Polsko-Japońskie Centrum Efektywności Energetycznej Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. rwnuk@kape.gov.pl

2 Plan prezentacji Cele i instrumenty poprawy efektywności energetycznej w Polsce obecne i planowane Potencjał efektywności energetycznej Bariery wdrażania działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej Audyt energetyczny znaczenie przez analizę do oszczędności Oszczędność energii w powszechnych urządzeniach i systemach Wyniki audytów, rekomendacje technologiczne

3 Realizacja polityki efektywność energetycznej w Polsce Główne cele to: Konsekwentne zmniejszanie energochłonności polskiej gospodarki do poziomu UE-15. Dążenie do utrzymania zeroenergetycznego wzrostu gospodarczego, tj. rozwoju gospodarki następującego bez wzrostu zapotrzebowania na energię pierwotną. Główne działania: Ustawa o efektywności energetycznej wprowadzenie system białych certyfikatów jako gwarancji finansowych dla przedsięwzięć charakteryzujących się dużymi oszczędnościami energii (wdrożenie dyrektywy 2006/32/WE). Dalsze stymulowanie rozwoju wysokosprawnej kogeneracji, wspieranie inwestycji pro-oszczędnościowych oraz badań naukowych. Ścieżka dochodzenia do osiągnięcia celu indykatywnego w zakresie oszczędności energii na poziomie 4,5 Mtoe przewidzianego na 2016 r. Projekty w zakresie efektywności energetycznej realizowane ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej ok. 0,7 Mtoe Wg szacunków NFOŚiGW Fundusz Termomodernizacji i Remontów ok. 0,2 Mtoe Wg szacunków Krajowej Agencji Poszanowania Energii S.A Tzw. działania miękkie ok. 1, 5 Mtoe Wg szacunków Ministerstwa Finansów System białych certyfikatów ok. 2 2,5 Mtoe Wg szacunków MG

4 Wybrane instrumenty wsparcia finansowego Program Priorytetowy NFOŚiGW Efektywne wykorzystanie energii, , 820 mln zł. Program EBOiR Finansowania Rozwoju Energii Zrównoważonej w Polsce (POLSEFF), 150 mln EURO. PARP Działanie 1.4 Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Wsparcie projektów celowych Bank Ochrony Środowiska - Niestandardowe produkty bankowe w finansowaniu efektywności energetycznej Agencja Rozwoju Przemysłu - Fundusz pożyczkowy skierowany do mikro, małych i średnich przedsiębiorstw w rozumieniu Rozporządzenia Komisji Europejskiej nr 800/2008 z dnia 6 sierpnia 2008 r. uznającego niektóre rodzaje pomocy za zgodne ze wspólnym rynkiem w zastosowaniu art. 87 i 88 Traktatu (Dz.U. UE Nr L 214 z dnia 9 sierpnia 2008 r.). Fundusze Strukturalne. Inne stymulacje wzrostu efektywności energetycznej PN-EN

5 kgoe/euro05ppp Trendy efektywności energetycznej potencjał poprawy efektywności energetycznej w przemyśle 0% -2% energochłonność 160 ODEX -4% -6% energochłonność w stałej strukturze % -10% efekt zmian strukturalnych % 0,5 0, ,4 0,35 0,3 0,25 0,2 Polska UE-15 UE-27 Przemysł przetwórczy Ogółem 0,15 0,1 0, Energochłonność finalna przetwórstwa przemysłowego w średniej strukturze europejskiej (euro05, ppp)

6 Bariery obniżania energii w zakładzie przemysłowym audyt sposobem na ich przezwyciężanie Brak stanowisk menedżera ds. energii Brak wewnątrzzakładowych audytów energetycznych Brak nawyków oszczędzania energii Problemy z oceną energochłonności: Brak monitorowania zużycia oraz parametrów nośników energii, niewystarczające opomiarowanie nośników energii: Mocy elektrycznej pobieranej przez wydziały / grupy urządzeń Przepływu mediów, na przykład sprężonego powietrza Zasilania paliwem i wodą poszczególnych kotłów oraz ilości generowanej pary / gorącej wody,... Często - niepełne wykorzystanie dostępnych danych pomiarowych Niesprawność zainstalowanych urządzeń pomiarowych Trudność zidentyfikowania obszarów dużych strat energii Nie są powszechnie stosowane wskaźniki jednostkowego zużycia energii

7 Audyt energetyczny instrument poprawy efektywności energetycznej/element systemu poprawy - skuteczne narzędzie ograniczania energochłonności zakładu przemysłowego Istotne jest wyrobienie nawyku przeprowadzania systematycznej oceny możliwości zmniejszenia zużycia energii wraz z analizą ekonomiczną. Dla zakładu przemysłowego narzędziem takiej oceny jest audyt energetyczny lub bardziej precyzyjnie audyt efektywności energetycznej. Audyt energetyczny będący oceną oraz podstawą wdrażania systemu zarządzania energią ma wpływ, po podjęciu wskazanych w audycie działań, na ograniczenie kosztów i wzrost konkurencyjności. Identyfikuje on zatem możliwości poprawy efektywności energetycznej, a w konsekwencji określa ekonomicznie uzasadnione przedsięwzięcie. Audyt energetyczny - Rozpoznanie obszarów, w których następuje strata energii - Oszacowanie potencjału oszczędności - Wskazanie kierunku działań dla ograniczenia zużycia energii - Warunek powodzenia wsparcie ze strony kierownictwa zakładu

8 Audyt energetyczny skuteczne narzędzie ograniczania energochłonności zakładu przemysłowego Rozpoznanie obszarów, w których następuje strata energii Oszacowanie potencjału oszczędności Wskazanie kierunku działań dla ograniczenia zużycia energii Audyt wewnętrzny Wymaga posiadania przygotowanej kadry Audyt zewnętrzny Gdy przeprowadzenie audytu w odpowiednim zakresie własnymi siłami zakładu nie jest możliwe

9 Audyty energetyczne Polsko-Japońskiego Centrum Efektywności Energetycznej Krajowej Agencji Poszanowania Energii S.A. Audyty: - uproszczone - pełne Audyty: - energetyczne - elektroenergetyczne - źródeł wytwarzania i sieci dystrybucyjnych energetycznych - budynków

10 Audyt jako narzędzie wdrażania normy EN Etapy w pracy z programem zarządzania energią Etap 1: Ocena obecnej sprawności zarządzania energią Etap 2: Ustalenie celów zmierzających ku oszczędności energii Efektywne użytkowanie energii staje się elementem standardu prowadzenia biznesu Etap 7: Ponowna ocena programu zarządzania energią Etap 3: Opracowanie Planu Działania Etap 6: Rozpoznawanie i komunikowanie osiągnięć Etap 4: Wdrażanie planu działania Ustanowienie systemu informacji o energii Etap 5: Monitorowanie i ocena osiągnięć

11 Procedura audytu Lista checikingowa Walk through procedura Doświadczenia japońskie w PJCEE Informacje Dokumentacja Przykłady Przygotowanie Rozpoczęcie Audyt energetyczny jako kompleksowe działanie Cele ilościowe Benchmarking Audyt wstępny/ Audyt uproszczony Audyt szczegółowy Kwestio nariusz danych Wizyta w zakładzie Wizyta w zakładzie spotkanie Baza danych o ESCOs Ustalenie faktów Deagregacja zużycia energii Lista oceny jakości Komputerow a akwizycja danych Wzory raportów Identyfikacja ESCO+wstępna ocena Raportowanie Monitorowanie EEAP Ocena szczegółowa+ plan zastosowania ESCO

12 Podstawowe obszary audytu energetycznego Główne obszary zużycia energii w przemyśle Napędy elektryczne Piece przemysłowe Pompy i wentylatory Sprężarki Kotły Oświetlenie Wewnątrz zakładowe systemy transportu energii Hale i budynki Środki transportu Specjalistyczne procesy technologiczne Kwantyfikacja przepływów energii, wszelkich strat i rezultatów ulepszeń

13 Środki wzrostu efektywności energetycznej w przemyśle Procesy przemysłowe Kontrola obciążenia Odzysk ciepła Sprzęt EE Sterownie Napędy regulowane Efektywne technologie Wymiarowanie urządzeń Izolacja cieplna HVAC EE Chłodzenie Sterowanie Regulacja Folie w oknach Izolacja cipelna Wymienniki ciepła Oświetlenie T8-EB CFLs, LED Sterowanie Konserwacja i utrzymanie 13

14 Przykłady potencjału poprawy efektywności energetycznej Audyty energetyczne PJCEE w zakładach przemysłowych: - spożywczego - elektromaszynowego - gumowego - kosmetycznego - chemii gospodarczej - szklarskiego - wydobywczego - chemicznego - pasmanteryjnego Energia Elektryczna, MWh/rok Możliwe oszczędności Zużycie energii Potencjał oszczędności, % Energia Cieplna, GJ/rok W sumie, GJ/rok Energia Elektryczna, MWh/rok Energia Cieplna, GJ/rok W sumie, GJ/rok Energia Elektrycz na, % Energia Cieplna, % W sumie, % Zakład ,3% 12,4% 9,6% Zakład ,4% 5,1% 4,1% Zakład ,3% 3,3% 3,7% Zakład ,9% 11,9% 7,3% Zakład ,7% 16,0% 17,5% Zakład ,5% 8,1% 4,9% Zakład ,7% 9,5% 7,3% Zakład ,5% 3,0% 2,9% Zakład ,4% 15,7% 4,1%

15 Potencjał oszczędności w 15 zakładach przemysłowych (Polska) 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 9,8% 9,5% 11,2% Paliwa Etap 3 Etap 2 Etap 1 1,5% 6,5% 4,6% En. Elektr. Etap 1- Wdrożenie lub usprawnienie procesu zarządzania energią i wzmocnienie procesu kontroli operacji technologicznych (działania beznakładowe) Etap 2- Zastosowanie dodatkowego wyposażenia (działania niskonakładowe) Etap 3 - Modernizacja procesu technologicznego (działania wysokonakładowe)

16 Doświadczenia japońskie Oszczędności energii wykazane we wstępnych audytach Średnie oszczędności, w różnych gałęziach przemysłu japońskiego Na podstawie audytów w zakładach Drukarski Maszynowy Drzewny Odzieżowy Gumowy Wodociągi Chemiczny Tekstylny Meblarski Spożywczy Petrochemiczny Przerobu odpadów Średnio 7.4% Źródło: ECCJ (Energy Conservation Center, Japan)

17 Doświadczenia PJCEE Obniżenie energochłonności systemów sprężonego powietrza Przykład - zmniejszenie zużycia energii w układzie sprężonego powietrza (jedno z najdroższych źródeł energii w fabryce. Ogólna sprawność generowania sprężonego powietrza w fabryce może wynosić ok. 10%). Obniżenie ciśnienia tłoczenia W wielu zakładach ciśnienie utrzymywane jest na wysokim poziomie dla skompensowania chwilowych spadków i dużych wahań ciśnienia w instalacji. Jeśli część urządzeń wymaga wyższego ciśnienia niż pozostałe warto rozważyć zastosowanie dla nich oddrębnego zasilania sprężonym powietrzem. Przebieg ciśnienia Tłoczenie powietrza Bieg jałowy sprężarek Bieg jałowy Poprawienie sterowania pracą grupy sprężarek skrócenie czasu pracy w stanie odciążenia (na biegu jałowym); Zastosowanie odpowiednich nastaw eksploatacyjnych; W przypadku większej liczby maszyn zastosowanie sterownika nadrzędnego.

18 Doświadczenia PJCEE Obniżenie energochłonności systemów sprężonego powietrza Usunięcie wycieków sprężonego powietrza z instalacji i urządzeń, wdrożenie okresowych kontroli. Straty powietrza spowodowane wyciekami z instalacji mogą sięgać kilkudziesięciu procent. Bardziej oszczędne korzystanie ze sprężonego powietrza; zastosowanie powietrza z dmuchaw gdy wystarczy niższe ciśnienie. Koszt powietrza z dmuchaw jest kilkukrotnie niższy niż ze sprężarek. Typowe zastosowania powietrza z dmuchaw to: - Suszenie elementów, usuwanie chłodziwa - Napowietrzanie i mieszanie płynów - Usuwanie zanieczyszczeń z powierzchni. Obniżenie temperatury w sprężarkowni Zbyt wysoka temperatura zasysanego powietrza powoduje zwiększenie zużycia energii przez sprężarki. Wykorzystanie ciepła generowanego przez sprężarki Kierowanie powietrza chłodzącego sprężarki duktami do hal, magazynów - ogrzewanie pomieszczeń; podgrzewanie wody.

19 Doświadczenia PJCEE Przykład polepszenia wydajności produkcji pary wodnej

20 Doświadczenia PJCEE Kotłownie i instalacje pary oraz gorącej wody Obniżenie nadmiaru powietrza do spalania w kotłach Ograniczenie największej straty energii z kotła straty wylotowej Poprawienie stanu izolacji termicznej rur i armatury Dopasowanie wydajności kotłów w stosunku do zapotrzebowania na ciepło Ograniczenie pracy kotłów przy małym obciążeniu, gdy sprawność jest niska. Usprawnienie odwadniaczy instalacji parowych Ograniczenie strat pary: przez uszkodzony odwadniacz może wypływać duża ilość pary. W zakładach gdzie nie ma programu systematycznej konserwacji odwadniaczy, ok. 30% tych urządzeń może być niesprawnych. Usunięcie wycieków pary z instalacji

21 Doświadczenia PJCEE Kotłownie i instalacje pary oraz gorącej wody Dostosowanie sieci przesyłu pary i gorącej wody do zapotrzebowania; usunięcie niepotrzebnych fragmentów instalacji Ograniczenie niepotrzebnej emisji ciepła Zastosowanie odzysku ciepła gazów wylotowych Podgrzewanie wody zasilającej kocioł i powietrza do spalania Zastosowanie odbioru kondensatu Wykorzystanie ciepła zawartego w gorącym kondensacie Automatyzacja odsalania i odmulania kotła Zmniejszenie ilości gorącej wody odprowadzanej z kotła

22 Power consumption/ Pobór mocy [kw] Doświadczenia PJCEE Zużycie energii elektrycznej do napędów Przykład - efekt energetyczny różnych sposobów regulacji wydajności wentylatora Rodzaj napędu Procentowe zużycie energii elektrycznej [%] Wentylatory, pompy - zastąpienie regulacji wydajności dławieniem przepływu przez bardziej energooszczędną regulację, na przykład przy pomocy przemiennika częstotliwości 7 Napędy pomp 30 Napędy wentylatorów i dmuchaw Napędy kompresorów Napędy obrabiarek Napędy środków transportu Pozostałe napędy regulacja dławieniowa P [kw] Flow / Przepływ [Nm3/h] regulacja obejściowa regulacja przemiennikiem częstotliwości Suction regulation/ Regulacja po stronie ssącej Discharge regulation/ Regulacja po stronie tłocznej Inverter regulation/regulacja przemiennikiem częstotliw ości Q [l/min]

23 Doświadczenia PJCEE Jak zredukować zużycie energii w budynkach przedsiębiorstwa Zdefiniowanie oraz, w miarę możliwości, redukcja zapotrzebowania na HVAC Przyzwyczajenia i poziomy komfortu Aspekty konserwacji Minimalizacja strat ciepła w budynkach odzysk ciepła i inne możliwości oszczędności energii Racjonalizacja użytkowania energii elektrycznej (oświetlenie i sprzęt biurowy) Oświetlenie Racjonalizacja czasu załączenia oświetlenia w halach produkcyjnych, magazynach, biurach oraz oświetlenia zewnętrznego Zastosowanie czujników ruchu, wyłączników zmierzchowych i czasowych Wprowadzenie załączania sekcjami Instalowanie oświetlenia bezpośrednio ponad stanowiskiem pracy Lampy są często umieszczone wysoko pod stropem hali więc nieefektywne Zastosowanie energooszczędnych źródeł światła Oświetlenie magazynu przy pomocy LED

24 Obserwacje z przeprowadzonych szkoleń i audytów, typowe zalecenia: wymiana oświetlenia rtęciowego na metalohalogenkowe zastosowanie układów sterowania oświetleniem zastosowanie czujników ruchu w magazynach wymiana stateczników elektromagnetycznych na elektroniczne zapłonniki wraz z oprawami z odbłyśnikami wymiana zewnętrznego oświetlenia sodowego na oświetlenie LED wykorzystanie ciepła odpadowego do ogrzewania magazynów wymiana dużych węglowych kotłów gorącej wody na małe lokalne kotły gazowe zastosowanie systemów odwróconej osmozy w cyklu przygotowania wody do kotłów (wydłużenie żywotności kotłów, redukcja kamienia kotłowego) poprawienie stanu izolacji termicznej rur i armatury obniżenie ciśnienia tłoczenia w instalacji sprężonego powietrza poprawienie sterowania pracą grupy sprężarek skrócenie czasu pracy na biegu luzem usunięcie wycieków sprężonego powietrza z instalacji i urządzeń, wdrożenie okresowych kontroli szczelności instalacji zastąpienie regulacji wydajności dławieniem przepływu przez bardziej energooszczędną regulację przy pomocy przemienników częstotliwości zmniejszenie zużycia energii przez centrale klimatyzacyjne poprzez zmianę cyklu sterowania uwzględniającą okresy przerw produkcyjnych

25 Podsumowanie Wdrażanie innowacji, działania wysokonakładowe, polegające na zastosowaniu nowoczesnej techniki i zmianie procesu produkcyjnego, pozwalają na znaczne zredukowanie zużycia energii. W polskim przemyśle istnieją nadal znaczne możliwości obniżenia energochłonności produkcji poprzez działania beznakładowe bądź niskonakładowe należy je wykorzystać. W licznych zakładach istnieje zainteresowanie racjonalizacją wykorzystania energii, jednakże często brak doświadczenia i praktycznej wiedzy na ten temat. Audyt jest istotnym elementem systemów pomocy/instrumentów wsparcia (białe certyfikaty, systemy pomocy finansowej np. udzielanej ze środków NFOŚiGW)

26 Dziękuję za uwagę Ryszard Wnuk Stanowiska demonstracyjnobadawcze PJCEE Dyrektor Polsko-Japońskiego Centrum Efektywności Energetycznej Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. tel. (-22) , Fax. (0-22)