Energia to słowo pojawiające się ostatnio na ustach wszystkich. Rosnące wciąż zapotrzebowanie na energię, szczególnie elektryczną, w połączeniu z ostatnimi klęskami żywiołowymi wywołało eskalację kosztów produkcji i wpłynęło w mniejszym lub większym stopniu na praktycznie wszystkie sektory gospodarki. Nadszedł więc najwyższy czas na podjęcie przez kadry zarządzające przedsiębiorstwami kluczowych, radykalnych decyzji, mających na celu utrzymanie opłacalności produkcji, przy rosnących kosztach energii. Pojawiła się możliwość wprowadzenia procedur zarządzania napędami elektrycznymi, doskonałego narzędzia pomocnego w ograniczeniu zużycia energii.
Zgodnie z ustaleniami amerykańskiego Departamentu Energetyki, zwrócenie większej uwagi na kwestię optymalizacji funkcjonowania systemów napędowych może przyczynić się do redukcji kosztów energii nawet o 18 procent. W czasie gdy w różnych przedsiębiorstwach zastanawiają się nad wyborem najlepszych rozwiązań, mających na celu zmniejszenie rachunków za energię, coraz częściej odkrywają, że opracowanie i wdrożenie w zakładzie w pełni funkcjonalnego planu zarządzania tą właśnie energią to podstawowy krok w tym kierunku. Wprowadzanie ciągłych zmian i poprawa współczynników sprawności maszyn może mieć radykalny i trwały wpływ na ostateczny rozrachunek ekonomiczny przedsiębiorstwa. Tak więc przyjęcie funkcjonalnego planu zarządzania napędami to jeden z najistotniejszych elementów ogólnej strategii działania zakładu.
|
Zarządzanie energią Energia jest kluczowym czynnikiem w codziennych działaniach i stanowi istotny składnik wydatków organizacji. Często ograniczenie kosztów energii może nastąpić w prosty sposób.
Zarządzanie energią pomaga w sposób strukturalny i systematyczny obniżyć zużycie energii. W ten sposób można zminimalizować zarówno koszty, jak i obciążenie dla środowiska. Dodatkowo zarządzanie energią często ma pozytywny wpływ na produktywność przedsiębiorstwa. |
Sprawność silników elektrycznych, istotna w każdym czasie, ma dziś chyba jeszcze większe znaczenie, właśnie ze względu na wzrost kosztów energii. Średnie ceny jej zakupu były w listopadzie 2005 roku średnio o 10 do 30% wyższe niż w roku 2000 (w Stanach Zjednoczonych). Wskaźniki te są różne dla różnych regionów kraju, zależnie od tego, jakie paliwo i surowce wykorzystywane są w nich do produkcji energii elektrycznej. Postępujący stały wzrost cen energii elektrycznej można prześledzić na wykresie obok, ilustrującym koszty energii w wybranych stanach. Choć wzrost ten nie jest tak radykalny, jak w przypadku ropy naftowej czy gazu ziemnego, to jednak niestabilność tego sektora gospodarki i związana z nim niepewność zasilania skłania do podejmowania działań zwiększających wydajność urządzeń elektrycznych działających w zakładach przemysłowych. Nawet niewielkie procentowo zmiany w tym zakresie odpowiadają znaczącym, nawet skokowym zmianom poziomu kosztów funkcjonowania napędów oraz innych urządzeń elektrycznych.
Przy tak wielu czynnikach decydujących dziś o konkurencji rynkowej przedsiębiorstwa, przedstawiciele kadry menedżerskiej często starają się znaleźć jak najwłaściwsze środki do sprawnego zarządzania napędami. Kiedyś o zakupie nowych napędów decydowała ich cena i konieczność jak najszybszego usunięcia awarii innego napędu. Koszty energii zasilania tychże napędów nie odgrywały więc większej roli i nie przywiązywano do nich zbytniej wagi.
|
Silniki energooszczędne w Polsce
W Polsce, podobnie jak w innych państwach, istnieje znaczny potencjał ekonomiczny racjonalizacji zużycia energii w elektrycznych układach napędowych. Oczywiście różny jest stan wyjściowy. W stosunku do sytuacji na rynku silników elektrycznych Polska i kraje europejskie zdecydowanie różnią się od rynku amerykańskiego (USA i Kanada), gdzie obowiązują wysokie standardy minimalnej sprawności silników elektrycznych. Na rynku polskim udział sprzedaży silników energooszczędnych (klasy sprawności eff1) jest nieznaczny, poniżej 1%. Taka sytuacja skutkuje tym, że świadome podejście do wyboru nowego silnika lub podjęcie decyzji – remontować czy wymieniać – w przypadku silników uszkodzonych jest szczególnie istotne. Przykładowa efektywność ekonomiczna zastępowania silników standardowych energooszczędnymi w Polsce w oparciu o metodę kosztów w cyklu życia LCC (ang. Life Cycle Cost) jest następująca (poniższe przykłady pokazują, przy ilu godzinach pracy w roku silnika energooszczędnego jego koszty w cyklu życia równoważą się z kosztami dla silnika standardowego, czyli ile musi pracować silnik energooszczędny, aby wyższy koszt zakupu został zrównoważony wartością zaoszczędzonej energii elektrycznej):
Dla silnika o mocy 2,2 kW, wyższy koszt zakupu jest równoważony po:
Dla silnika o mocy 18,5 kW, wyższy koszt zakupu jest równoważony po:
Dla silnika o mocy 75 kW wyższy koszt zakupu jest równoważony po:
Jak widać z powyższych przykładów, efektywność zastępowania silników standardowych energooszczędnymi uzależniona jest m.in. od czasu pracy i obciążania urządzeń. Ustalenie tych parametrów dla każdego napędu jest istotnym elementem zarządzania napędami w przedsiębiorstwie. W tym celu niekoniecznie trzeba korzystać z usług zewnętrznych, można prace wykonać samodzielnie, posługując się dostępnymi bezpłatnie narzędziami komputerowymi, jak polski pogram EFEmotor (dostępny na stronach projektu PEMP, www.pemp.pl) lub amerykański MotorMaster czy promowany przez UE w ramach programu Motor Challenge program EuroDEM.
Zalety stosowania nowoczesnych energooszczędnych silników to nie tylko oszczędność energii, ale również: niższa awaryjność, cichsza praca, mniej oddawanego ciepła do otoczenia. Na uwagę zasługuje fakt, że w Polsce istnieje szereg mechanizmów wsparcia dla chcących aktywnie zarządzać napędami i stosować nowoczesne energooszczędne rozwiązania. Przykładowo od stycznia tego roku można kupować silniki klasy eff1 w cenach zbliżonych do cen silników standardowych dzięki dopłatom uruchomionym w ramach Polskiego Programu Efektywnego Wykorzystania Energii w Układach Napędowych – PEMP. W tym roku Fundacja EkoFundusz uruchomiła również dopłaty do modernizacji dużych układów napędowych, natomiast Stowarzyszenie Elektryków Polskich wydało normę dotyczącą energooszczędnych silników wraz z komentarzami dotyczącymi zasad ich doboru i stosowania.
Przykładowe korzyści, jakie można uzyskać w wyniku uruchomionego programu dopłat do silników energooszczędnych, obrazuje wykres, który przedstawia prosty okres zwrotu poniesionych nakładów w zależności od czasu pracy przykładowego silnika o mocy 2,2 kW bez dopłaty oraz z dopłatą w ramach programu PEMP.
Szymon Liszka, Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii – FEWE, |
Wysoka sprawność napędów przynosi wymierne oszczędności
Jednak sytuacja ta ulega zmianie. Dziś nawet prezydent Bush wzywa konsumentów i sfery biznesowe do zwiększenia wysiłków i podejmowania prób ograniczenia zasięgu kryzysu energetycznego. Z konieczności więc większość kadr menedżerskich branży przemysłowej będzie musiała dokonać ponownej analizy i oszacować zużycie energii w ich zakładach tak, by utrzymać ich konkurencyjność na rynku i uniknąć sytuacji zagrożenia bankructwem. Zgodnie z raportem opublikowanym przez firmę Dow Chemical na stronie internetowej, podjęła ona już radykalne działania w tym zakresie, skupiając się na zwiększeniu ogólnych wskaźników sprawności energetycznej swoich zakładów i ich zachowaniu, a nawet podejmując decyzję o zamknięciu niektórych z nich w Ameryce Północnej (tych szczególnie nieefektywnych).
Niektórzy producenci dostrzegają już, że zastąpienie nieefektywnych napędów nowymi silnikami o wysokiej sprawności energetycznej owocuje znacznymi oszczędnościami w trakcie ich eksploatacji, nie mówiąc już o dodatkowych korzyściach związanych ze skróceniem przestojów oraz zwiększeniem ich wydajności i niezawodności. Dobrym przykładem jest poprawa sprawności energetycznej w firmie Eastman Kodak, gdzie funkcjonuje od 70 000 do 90 000 różnego typu napędów elektrycznych. W jednym z zakładów wymieniono nieefektywne napędy na urządzenia nowocześniejsze, co przyniosło spore oszczędności w kwocie 200 000 dolarów. Wykorzystując przyjęty wcześniej plan zarządzania napędami, przeprowadzono remont i naprawę pozostałych specjalistycznych napędów, według praktycznych wskazówek zawartych w opracowaniach Stowarzyszenia Zakładów Remontujących Urządzenia Elektryczne (ang. EASA – Electrical Apparatus Service Association), o czym donosi raport przygotowany przez Administrację Badań i Rozwoju Energetyki stanu Nowy York.
Zgodnie z informacjami amerykańskiego Departamentu Energetyki, zużycie energii przez napędy elektryczne w przemyśle stanowi prawie 70% całkowitego jej zużycia w tym sektorze. Roczne koszty energii związanej z pracą napędów mogą w niektórych zakładach przemysłowych osiągać 1 milion dolarów, a w przypadku hut stali nawet 6 milionów. Choć powyższe dane dotyczą dużych zakładów, nie można jednak pomijać znaczenia potencjalnych korzyści wynikających z wdrożenia strategii zarządzania napędami w małych i średnich przedsiębiorstwach. Według badań przeprowadzonych przez konsorcjum the Northwest Energy Efficiency Alliance firma Woodgrain Millwork, działająca w miasteczku Fruitland w Idaho (USA), planuje ostateczne zastosowanie nowoczesnych silników typu NEMA Premium jako podstawowych napędów w swoich zakładach. Dotychczas firma odnotowała oszczędności rzędu 8250 dolarów rocznie, przy jednoczesnym zmniejszeniu okresów przestojów w następstwie wymiany siedmiu przestarzałych napędów.
Udowodniony sukces strategii zarządzania napędami
Brak strategii zarządzania napędami w zakładzie przemysłowym może doprowadzić do wzrostu ogólnych kosztów operacyjnych na skutek podjęcia zbyt pochopnych decyzji np. w momencie wystąpienia awarii jednego z napędów. Z kolei przyjęcie solidnego, pewnego planu działań związanych z funkcjonowaniem infrastruktury napędowej w zakładzie gwarantuje, że podejmowane decyzje będą szybkie, trafne i korzystne finansowo. Firma Corning to kolejny przykład przedsiębiorstwa, które już poznało korzyści płynące z przyjęcia odpowiednich planów zarządzania napędami. Szacowano, że w wyniku zastosowania strategii zarządzania infrastrukturą napędową, oszczędności energii w trzech zakładach tego koncernu osiągną poziom 48 212 dolarów w ciągu roku i około 482 200 dolarów w ciągu 10 lat.
Poprawnie sformułowane programy zarządzania napędami w przedsiębiorstwach powinny zawierać kilka podstawowych elementów i zasad. Należą do nich:
-
Program przeglądów i obserwacji parametrów napędów.
-
Wskazówki dotyczące działań i decyzji związanych z naprawą lub wymianą urządzeń.
-
Przygotowanie części zapasowych na wypadek awarii.
-
Wymogi dotyczące zakupów i napraw urządzeń.
-
Program utrzymania ruchu – przewidywanie i zapobieganie awariom.
Zasady te, wraz z praktycznymi wskazówkami dotyczącymi implementacji strategii w zakładzie, omówione zostały w pakiecie: Motor Planning Kit, jednym z wielu materiałów źródłowych opracowanych i rozprowadzanych w ramach kampanii Motor Decisions Matter. Wiele organizacji i firm zdecydowało się już na wprowadzenie tylko wybranych elementów strategii zarządzania napędami, podczas gdy inne wprowadzają szeroki, kompleksowy plan od razu w całości. Implementacja każdego z elementów wypunktowanych wcześniej, procentuje zwyżką współczynników sprawności energetycznej zakładów, w ten sposób przynosząc im wymierne korzyści finansowe.
Menedżerowie branży przemysłowej są w większości przypadków zdumieni, dowiadując się, że cena zakupu napędu wraz z kosztami jego instalacji i utrzymania stanowi zalewie 5% całkowitych kosztów związanych z jego eksploatacją. Pozostałe 95% to koszt energii elektrycznej zużywanej przez taki napęd.
Rozważmy przykładowy napęd o mocy 75 KM, cenie zakupu 4000 dolarów, pracujący przy pełnym obciążeniu przez 6000 godzin rocznie. Podsumowanie 10-letniego okresu jego pracy zamknie się kwotą około 220 000 dolarów. Ponieważ większość napędów pracuje w praktyce w reżimie ciągłym (non stop), nawet niewielka poprawa ich współczynnika sprawności energetycznej może przynieść ogromne oszczędności. Opisywany wyżej silnik, przy zwiększeniu sprawności o 1%, mógłby przynieść wymierne oszczędności rzędu 2800 dolarów w okresie 10 lat. W ten sposób zakład, w którym pracuje np. 100 tego typu napędów, zaoszczędziłby kwotę ok. 280 000 dolarów, wynikającą z niższych rachunków za energię elektryczną.
|
Idea zarządzania napędami – podstawowe informacje Motor Decisions Matter to amerykańska narodowa kampania sponsorowana przez producentów napędów, organizacje NEMA, EASA i inne stowarzyszenia branży elektrycznej oraz Agencję Ochrony Środowiska i Departament Energetyki. Zarządzana przez Konsorcjum Efektywnej Energetyki (ang. CEE – Consortium Energy Efficiency) kampania promuje idee poprawy wskaźników sprawności energetycznej poprzez zachęcanie kadr menedżerskich branży przemysłowej i komercyjnej do wdrażania strategii zarządzania napędami elektrycznymi, jako narzędzia umożliwiającego redukcję kosztów zużycia energii i wzrost wydajności. W ramach kampanii poszukuje się sposobów dotarcia do zarządów, grup podejmujących decyzje i kadry kierowniczej przedsiębiorstw z informacją o możliwych olbrzymich oszczędnościach finansowych i skróceniu czasu przestojów wynikających ze sprawnego wdrożenia wspomnianej strategii oraz nabycia silników typu NEMA Premium. |
Zacznijmy wreszcie oszczędzać
Pomimo ciągłego wzrostu cen energii i bez jakichkolwiek oznak możliwej zmiany tej koniunktury na przyszłość, nie jest jeszcze za późno, by zapanować nad rosnącymi w szybkim tempie rachunkami za energię elektryczną. Poniżej zapisano kilka propozycji działań, jakie należy podjąć w tym kierunku:
Skontaktuj się z reprezentantem twojego dostawcy i serwisanta silników elektrycznych w celu omówienia planu zarządzania napędami.
Skontaktuj się z innymi lokalnymi organizacjami, by ustalić, czy realizowane są przez nie jakieś przedsięwzięcia, które pomocne byłyby we wdrażaniu twojej strategii zarządzania.
Skontaktuj się z jednym, wybranym ekspertem w dziedzinie napędów elektrycznych, który może okazać się nieocenionym źródłem wiedzy w dyskusjach dotyczących programu napraw i wymiany silników.
Wszystkie przedsiębiorstwa, które wprowadzają długoterminowe plany strategiczne poprawy sprawności energetycznej swoich zakładów, realizując program ustawicznych zmian w swej infrastrukturze napędowej, dostrzegają równocześnie, jaki jest wpływ kosztów energii na ich własne, ogólne wyniki finansowe. Przyjęcie i implementacja dobrej strategii zarządzania napędami w przedsiębiorstwie to jeden z podstawowych środków prowadzących do znacznych oszczędności w bieżących wydatkach eksploatacyjnych.
Ilene Mason i Wendy McTyre są przedstawicielkami konsorcjum Energy Efficiency (CEE) z Bostonu. Konsorcjum to jest organizacją niekomercyjną, rozwijającą i promującą liczne inicjatywy związane z produkcją i nabywaniem wydajnych i sprawnych energetycznie produktów i usług. Ilene Mason jest menedżerem programu dla branży przemysłowej i kieruje kampanią Motor Decisions Matter, wspieraną przez różnych sponsorów. Jest również odpowiedzialna za realizację jednej z inicjatyw konsorcjum CEE, związanej z poprawą sprawności napędów stosowanych w przemyśle – Premium- Efficiency Motors and Motor Systems. Wendy McTyre odpowiedzialna jest za sferę komunikacji i informacji o kampanii Motor Decisions Matter.
Artykuł pod redakcją Andrzeja Ożadowicza
Autor:
Artykuł pod redakcją Andrzeja Ożadowicza
