Przez wiele lat dyskutowaliśmy na forum na temat sprawności energetycznej w przemyśle, który pozwala znaleźć w większości zastosowań spore oszczędności energii elektrycznej. W niektórych technologiach przemysłowych systemy napędu elektrycznego generują prawie 90% całkowitych kosztów energii elektrycznej. Nowe metody poprawy sprawności energetycznej są najkosztowniejszym sposobem oszczędności energii.
Dodatkową pomoc można uzyskać przy współpracy z różnymi dostawcami i agencjami po to, aby z sukcesem ją wykorzystać w działalności handlowej. Obecnie rząd proponuje dobre rozwiązania pomocne w realizacji poprawy sprawności energetycznej i współpraca z nim jest z pewnością wskazana.
Obligatoryjne stosowanie ulepszonych silników elektrycznych
Ustawa dotycząca niezależności energetycznej i bezpieczeństwa (Independence Energy i Act Security) z roku 2007 zostanie ostatecznie wprowadzona 19 grudnia 2010 r. w celu podniesienia minimalnej sprawności silników elektrycznych o mocy 1–500 KM (1 KM = 735,5 W) sprzedawanych w Stanach Zjednoczonych. Kanada wprowadziła podobny akt prawny, który zacznie obowiązywać od początku 2011 roku.
Większość silników ogólnego zastosowania o zakresie mocy 1–200 KM będzie mieć poprawioną sprawność do poziomu wydajności NEMA Premium (NEMA – National Electrical Manufacturer Association – organizacja handlowa branży silników i napędu elektrycznego), a silniki o większych mocach mają być opcjonalnie projektowane i dostępne również do poziomu NEMA Premium. Omawiany akt prawny dotyczy zarówno silników sprzedawanych jako elementy podlegające wymianie lub przeznaczonych jako nowe wyposażenie z włączeniem towarów importowanych.
Każde przedsiębiorstwo powinno ustalić zasady stałej współpracy z preferowanym dostawcą silników poprzez lokalnego dystrybutora i biuro sprzedaży producenta. Producenci silników mają udostępnić wsparcie techniczne w doborze silników i propozycji rozwiązań wychodzących naprzeciw nowym wyzwaniom technicznym.
Zestaw naprawczy / instrukcja wymiany
Jaki może być następny etap? Zastępowanie pracujących obecnie silników z ekonomicznego punktu widzenia staje się utrudnione, jeśli wiele zakładów oczekuje zwrotu kapitału w czasie krótszym od 12 miesięcy. Jeżeli silnik nie jest wysłużony albo przewymiarowany, to nie ma wystarczających oszczędności, które pozwoliłyby zapłacić za jego wymianę w okresie roku, z uwzględnieniem zniżek pochodzących z programów zakładowych lub energetycznych. Obecnie większość silników zastępuje się w sytuacji uszkodzenia, więc zachodzi potrzeba ustalenia zasad ewentualnych napraw i wymiany.
Należy ustalić zasady – określenia momentu zastąpienia silnika wytworzonego w oparciu o poprzednie wytyczne efektywności energetycznej, ustalania kosztów energii elektrycznej, dostępności zniżek oraz godzin czasu pracy. W przypadku naprawy wytyczne są ustalone przez Stowarzyszenie Serwisantów Aparatów Elektrycznych (Electrical Association Service Apparatus) (EASA) w ANSI / EASA AR100-2006, „Zalecana procedura naprawy wirujących maszyn elektrycznych – Recomended Practice for the Repair Rotating Electrical Apparatus”.
Zainstalowane silniki w razie uszkodzenia powinny zostać oznaczone informacją o czasie naprawy lub wymiany maszyną z grupy efektywności NEMA Premium albo typowym silnikiem. Aby uniknąć niepotrzebnego czasu przestoju, na stanie magazynowym powinny się znajdować silniki konieczne do wymiany. Stare nieefektywne jednostki napędowe powinny być złomowane.
Lokalne środki Stowarzyszenia Serwisantów Aparatów Elektrycznych są częścią składową jakichkolwiek operacji związanych z analizą awaryjności i oferują rozwiązania poprawy czasu pracy zakładu przemysłowego. Poprawne relacje są podstawą oszczędności energii.
Poznać udogodnienia
Każde przedsiębiorstwo powinno dobrze współpracować z lokalnym dostawcą energii elektrycznej, dzięki czemu powstaje obopólna świadomość wykorzystania istniejących motywacji i dostępnych programów. Większość zakładów jest zobowiązana skierować do potencjalnych klientów zachętę, od wsparcia technicznego w czasie przeglądów do rabatów za wprowadzone ulepszenia. Rabaty są ustalane w zależności od mocy silnika oraz zaoszczędzonych płatności za energię. Podany program nie skupia się na określonym rozwiązaniu efektywności energetycznej, ale za to nagradza uzyskany poziom oszczędności dzięki prawidłowym rozwiązaniom technicznym, silnikom Premium NEMA, regulowanej prędkości napędu i skuteczniejszemu przeniesieniu mocy. Należy się spodziewać perspektywy podniesienia wydajności silnika od 88% do 92% przy współpracy z pompą, która ma sprawność tylko 50%. Całkowite zapotrzebowanie systemu napędowego wymaga jednak w tym przypadku przeprowadzenia odpowiedniej analizy.
Analiza systemu
W celu sporządzenia dokładniejszej analizy systemu dostępna jest pomoc rządowa. Ministerstwo Energetyki Stanów Zjednoczonych dysponuje Programem Technologii Przemysłowych (Industrial Technologies Program) który ma doprowadzić systemy napędowe do zmniejszenia zapotrzebowania energii i emisji dwutlenku węgla przez zmianę metod zużycia energii w przemyśle. Sponsorzy Programu Technologii Przemysłowych wspólnie pokrywają koszty badań i rozwoju oraz wspomagają użycie obecnych zaawansowanych technologii i najlepszych praktyk zarządzania energią.
Program Technologii Przemysłowych dotyczy następujących obszarów:
Dostawa technologii w celu zastosowania sprawdzonych rozwiązań technicznych, aby podwyższyć sprawność i wydajność – w systemach sprężonego powietrza, z regulacją prędkości, procesów grzewczych parowych poprzez użycie:
- programowych narzędzi oceny,
- publikacji technicznych,
- szkoleń,
- wykwalifikowanych specjalistów.
Informacje: www1.eere.energy.gov/ industry >/best-practices.
Oszczędzaj Teraz Energię jest narodową inicjatywą Programu Technologii Przemysłowych w celu doprowadzenia do redukcji o przynajmniej 25% zapotrzebowania na energię elektryczną w przemyśle w okresie najbliższych 10 lat.
Obejmuje następujące zagadnienia:
- ocena energetyczna jest przeprowadzana przez ekspertów Ministerstwa Energetyki lub Centrum Oceny Przemysłowej,
- stowarzyszone organizacje dostarczają wsparcia technicznego,
- ogólnie dostępne narzędzia programowe i szkolenia.
Informacje: www1.eere.energy.gov/industry/saveenergynow.
Program Technologii Przemysłowych zapewnia współfinansowanie prac badawczych i rozwojowych w następujących kluczowych technologicznie obszarach przemysłu o największym zużyciu energii. Z powodu rozpowszechnionego zastosowania montażu równoległego, uzyskanie małej poprawy w sprawności może zakończyć się dużą oszczędnością energii. Program uwzględnia:
- spalanie,
- rozdział energii,
- procesy energochłonne,
- paliwa,
- materiały przemysłowe nowej generacji,
- nanoprodukcję,
- czujniki i automatykę.
Informacje: www1.eere.energy.gov/industry/program_areas/index.html.
ENERGY STAR – partnerzy przemysłowi
Oprócz dostępnego wsparcia od Ministerstwa Energetyki, Agencja Ochrony Środowiska udostępnia dodatkową pomoc w programie ENERGY STAR, http://www.energystar.gov. Comiesięczne prezentacje na stronie internetowej uaktualniają listę partnerów odnoszących osiągnięcia w różnych gałęziach przemysłu i organizacjach. Zakłady te starają się dostarczyć do przemysłu określone narzędzia zarządzania energią i zasoby w celu lepszego nią zarządzania.
Taka grupa liderów oferuje możliwość nawiązania kontaktu z partnerami – w tym większością głównych przedsiębiorstw przemysłowych w rozpatrywanym sektorze. Obecni liderzy przemysłu to:
- rozlewnie piwa,
- produkcja cementu,
- rafinacja kukurydzy,
- przetwarzanie żywności,
- produkcja szkła,
- produkcja pojazdów,
- produkcja ropy naftowej,
- przemysł farmaceutyczny,
- przetwarzanie papieru.
Dla każdego przemysłu albo procesu określa się wskaźnik zużycia energii. Odpowiednie oprogramowanie pozwala gromadzić dane w celu oceny wskaźnika zużycia energii w zakładzie, który stanowi punkt wyjściowy do oceny urządzeń zainstalowanych w przedsiębiorstwie. Wskaźnik zużycia energii w zakładzie rozwinęła Agencja Ochrony Środowiska i Uniwersytet Duke.
Pomoc sektora prywatnego
Jest również dostępna pomoc od wielu pozarządowych agencji, jak np. Państwowe Zrzeszenie Wytwórców Przemysłu Elektrotechnicznego NEMA, Amerykańska Rada ds. ekonomii efektywności energetycznej (American Council for Energy Efficient Economy – ACEEE), Związek oszczędzania energii (Alliance to Save Energy), Instytut Hydrauliki (Hydraulic Institute), Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (Institute Electrical i Engineers Electronics – IEEE), Stowarzyszenie Inżynierów Energetyków (Association of Engineers Energy – AEE), Państwowy Związek Zakładów Serwisu Energetycznego (National Association of Energy Service Companies – NAESCO) i wiele innych. Grupy te organizują wiele konferencji, targów handlowych i prowadzą edukację w zakresie różnych tematów.
Upoważnienie do oszczędzania energii
W każdym przedsiębiorstwie powinna być upoważniona osoba do analizy zużycia energii. Osoba ta, mając odpowiednie uprawnienia, powinna móc wprowadzać w życie wnioski z przeprowadzonych analiz. W ostatnim okresie, zakończonym załamaniem produkcji samochodów, wytwórcy w Detroit nie sądzili, że będą wyłączać wyposażenie albo procesy przemysłowe. Chrysler zamknął wszystkie wydziały produkcyjne na okres dziewięciu tygodni, decydując się na wyłączenie nieużywanego wyposażenia, oszczędzając energię elektryczną bez pogorszenia jej jakości. Osoba odpowiedzialna może również mieć wpływ na ustalanie specyfikacji technicznej dla silników, napędów i zakresu remontów.
Aktywność na lokalnym poziomie
Każdy stan ma instytucje użyteczności publicznej, które obserwują działanie zakładów i zmiany ich struktury. Na zebraniach wymienionych instytucji tworzy się dyrektywy sprawności energetycznej, niestety często przy nieobecności reprezentantów sektora przemysłowego i braku opinii od typowych użytkowników. Zwolennicy oszczędzania energii powinni brać udział w spotkaniach instytucji użyteczności publicznej i dostarczyć argumentów w formie wskazania potrzeb i zainteresowań każdego przedsiębiorstwa.
Aktywność w strukturach lokalnych w celu zidentyfikowania możliwości uzyskania dodatkowej energii i poprawy wydajności produkcji jest bazą dla osiągnięcia kolejnego etapu zrównoważonego rozwoju. Ciągły rozwój w celu osiągnięcia prawdziwych oszczędności będzie bardziej skomplikowany niż usuwanie prostych barier. Jednak ponieważ systemy są powtórnie analizowane, to większe oszczędności są możliwe.
Autor: John Malinowski
