Tak można poprawić efektywność energetyczną przedsiębiorstwa
NORDRosnące ceny energii są niepokojące z punktu widzenia zarówno gospodarstw domowych, biznesu, jak i całej gospodarki. W przypadku przedsiębiorstw przemysłowych wyższy koszt pozyskania energii elektrycznej oznacza mniejszą konkurencyjność, niższy poziom dochodów, a w skrajnym przypadku nawet trudności z utrzymaniem się na rynku. Warto zatem stawiać na takie rozwiązania, które zmniejszą zapotrzebowanie na energię i w ogólnym rozrachunku poprawią efektywność energetyczną przedsiębiorstwa.
- Wraz z rosnącym popytem na energię elektryczną rośnie także wzrost cen energii. W przypadku przedsiębiorstw z branż wysoce energochłonnych podwyżki przekładają się na ogromny wzrost kosztów działalności.
- Aby, skutecznie zarządzać energią w przedsiębiorstwie należy zwrócić uwagę na wszystkie obszary związane z zasilaniem w energię.
- Do poprawy efektywności energetycznej firm mogą przyczynić się również nowoczesne technologie oraz innowacje, wykorzystywane w procesach produkcyjnych.
Dynamiczny postęp technologiczny w obszarze automatyzacji produkcji, cyfryzacja każdej niemal sfery biznesowej, coraz szersze wykorzystywanie nowoczesnych rozwiązań technologicznych (sztucznej inteligencji, wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości) może przynieść przedsiębiorstwu szereg korzyści. Jednocześnie jednak wiąże się z dużo większym zapotrzebowaniem na energię elektryczną.
Rosnący popyt na energię elektryczną jest trendem ogólnoświatowym, który powinien się utrzymać przez co najmniej kilkanaście kolejnych lat. Również w naszym kraju widoczny jest wzrost zużycia energii elektrycznej. Jak wynika z danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych, od początku obecnego stulecia zwiększyło się ono z ok. 140 TWh w 2000 r. do 174 TWh w 2021 r.
Rosnącemu popytowi od ponad roku towarzyszy także wzrost cen energii. Szacuje się, że na przestrzeni 2020 i 2021 r. ceny energii poszły do góry kilkukrotnie. Szczególnie w przypadku przedsiębiorstw z branż wysoce energochłonnych podwyżki te przekładają się na ogromny wzrost kosztów działalności, jednak rosnące ceny prądu uderzają we wszystkie przedsiębiorstwa przemysłowe. Najgorsze, że prognozy na kolejne miesiące nie są niestety optymistyczne. A przecież niepewność związana z kosztami to także duże ryzyko prowadzenia działalności gospodarczej.
Warto zatem wprowadzić w przedsiębiorstwie odpowiednią politykę związaną z zużyciem energii elektrycznej, a także stawiać na wszelkiego rodzaju nowoczesne technologie i wszelkie innowacyjne rozwiązania, których celem jest takie zoptymalizowanie procesów wewnątrz przedsiębiorstwa, aby zmniejszyć finalnie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Na szczęście nie trzeba szukać całkowicie po omacku. Wprawdzie nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania, jest jednak wiele dostępnych rozwiązań, które choć w części pozwolą załagodzić skutki wysokich cen energii elektrycznej.
Na początku audyt
Skuteczne zarządzanie energią w przedsiębiorstwie wymaga odpowiedniego podejścia do tego zagadnienia, które powinno objąć swym zasięgiem wszystkie obszary związane z zasilaniem w energię, jej poborem, przepływem czy kosztami. Niezbędne jest także przyjrzenie się zużyciu innych mediów energetycznych.
W tym celu niezbędny będzie rzetelny audyt, który powinien pozwolić zdiagnozować jak najszerzej istniejące problemy związane z zużyciem energii elektrycznej. Będzie on punktem wyjścia do wypracowania ogólnej koncepcji zmian, które pozwolą poprawić efektywność energetyczną przedsiębiorstwa i realnie ocenić możliwe do uzyskania oszczędności.
Jednorazowy audyt (jeśli zostanie rzetelnie przeprowadzony) nie będzie jednak receptą na stałe. Niezbędna będzie instalacja systemów pomiarowych, które pozwolą monitorować i sterować procesami energetycznymi i przemysłowymi w ramach wdrażania systemów zarządzania energią.
Zdiagnozowanie rzeczywistych źródeł marnotrawienia energii może być dość skomplikowanym procesem. Wymaga bowiem dokładnego pomiaru zużycia energii przez poszczególne maszyny, urządzenia, linie technologiczne i inne instalacje, a także ustalenia, na ile parametry te odbiegają od wartości normatywnych.
Poprawa sprawności energetycznej
Efektem audytu powinno być m.in. zdiagnozowanie tych maszyn i urządzeń, które odznaczają się niską sprawnością energetyczną, a więc przyczyniają się do jej marnotrawienia. Może to dotyczyć silników, pomp, agregatów chłodniczych, klimatyzatorów, sprężarek i praktycznie wszystkich urządzeń, które pobierają prąd. Im więcej tego prądu potrzebują, tym ryzyko jego marnotrawienia może być większe. Co ważne, niską sprawnością będą się odznaczać nie tylko starsze, wyeksploatowane już w części sprzęty (choć z całą pewnością trzeba się też z tym liczyć), ale również te, w których występują różne drobne, często niedostrzegalne usterki. Dzięki audytowi można te usterki wykryć i zwiększyć sprawność urządzenia.
Modernizacja bądź wymiana może okazać się konieczna także w przypadku większych instalacji przemysłowych, rurociągów czy ciągów technologicznych, które np. odpowiadają za transport mediów. Straty w tych miejscach mogą okazać się bowiem bardzo duże. Niezbędne może być także dostosowanie parametrów tych instalacji do aktualnych potrzeb, które mogą być diametralnie różne od potrzeb w momencie uruchamiania aplikacji.
Opłacalna fotowoltaika
Zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii rośnie zarówno wśród prywatnych użytkowników, jak i wśród przedsiębiorców oraz w najbliższych latach z całą pewnością nie zmaleje. Na koniec 2021 r. moc zainstalowana w fotowoltaice wyniosła 7,6 GW (w całym ubiegłym roku przybyło ponad 3,7 GW mocy), a już pod koniec maja przekroczona została bariera 10 GW.
Odbiorcy energii stawiają przede wszystkim na fotowoltaikę. To bowiem prosty sposób (najprostszy spośród różnych dostępnych odnawialnych źródeł) na ograniczenie kosztów pozyskania energii elektrycznej. Energia pochodząca z OZE jest bowiem dużo tańsza niż pochodząca z węgla czy gazu.
Według szacunków inwestycja w panele fotowoltaiczne powinna się zwrócić już po ok. 6–7 latach. Własna instalacja fotowoltaiczna pozwala zaoszczędzić przy okazji na kosztach związanych dystrybucją energii i opłatami mocowymi.
Co istotne, jest to widoczny trend nie tylko wśród dużych, globalnych przedsiębiorstw, ale coraz częściej na OZE stawiają również firmy z sektora MŚP. Jak wynika z badania firmy Luneos, obecnie już większość polskich spółek giełdowych inwestuje we własne OZE lub korzysta z zielonej energii dostarczonej przez zewnętrznych dostawców. Z przeprowadzonej analizy wynika, że stopień zaangażowania w OZE wynika od wielkości przedsiębiorstwa. Wśród największych spółek, z indeksu WIG20, już 90% postawiło na odnawialne źródła energii. W gronie średnich spółek z mWIG40 dwie trzecie (65%) zainwestowało w OZE, zaś wśród małych spółek (sWIG80) wskaźnik ten wynosi 59%.
Wprawdzie postawienie na energię z odnawialnych źródeł nie do końca jest działaniem poprawiającym efektywność energetyczną (kierując się ściśle definicją tego pojęcia), ale z całą pewnością będzie się przekładać na poprawę ogólnego bilansu energetycznego przedsiębiorstwa.
Niezbędne magazyny energii
Rosnąca skala inwestycji w fotowoltaikę pokazuje dobitnie pewien problem, jaki wiąże się ze wszystkimi źródłami energii elektrycznej. Otóż są one nieprzewidywalne i zmienne. Instalacje fotowoltaiczne produkują bowiem mniej energii zimą i jesienią, a także w mocno zachmurzone dni, nie mówiąc już o nocy. A zapotrzebowanie na energię w przedsiębiorstwie jest mniej więcej stałe. Z kolei w słoneczne letnie i wiosenne dni ilość generowanej energii może być tak duża, że przekroczy bieżące potrzeby firmy.
Rozwiązaniem tych niedogodności może być magazynowanie energii i dostarczanie jej do sieci w momencie zapotrzebowania na nią. Magazyny energii będą gromadzić nadwyżkę energii w szczytowych momentach, gdy jej produkcja przekracza popyt na nią, a tym samym będą także zmniejszać obciążenia sieci elektroenergetycznej.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Natomiast gdy warunki pogodowe się pogorszą i bieżąca produkcja energii będzie zbyt niska, uwolnione zostaną nadwyżki energii zgromadzonej wcześniej w magazynach. Zwłaszcza dla największych zakładów produkcyjnych, które w swojej działalności zużywają olbrzymie ilości energii elektrycznej, odpowiedni system magazynowania energii będzie optymalizował jej zużycie i prowadził do sporych oszczędności finansowych. To także większa stabilność i bezpieczeństwo energetyczne.
Odzysk ciepła i energii
Efektem ubocznym różnych procesów wytwórczych jest generowane ciepło, które jeszcze jakiś czas temu najczęściej było usuwane do atmosfery wraz z powietrzem. Dziś coraz częściej przedsiębiorcy decydują się na wykorzystanie technologii, które umożliwią odzysk energii, np. ze spalin, pary wodnej czy innych gazów, jakie są emitowane w procesach wydzielających ciepło. Ciepło odpadowe może pochodzić od różnego rodzaju maszyn i urządzeń. Są to najczęściej silniki, turbiny, piece, grzejniki, zgrzewarki, sprężarki, klimatyzacje, a także gorąca woda z procesów technologicznych lub para. Źródłem marnotrawionej energii cieplnej są także np. lakiernie, a nawet kominy.
Ciepło odzyskane można następnie wykorzystać (od razu lub w późniejszym terminie) na różne sposoby. Jednym z przykładów może być podgrzanie powietrza do wymaganej w danym momencie temperatury. Można je także użyć do podgrzania wody, która następnie zostanie wykorzystana w procesie mycia lub sprzątania. Jeśli nie da się wykorzystać całego odzyskanego ciepła, jego nadmiar można też oddać do sieci ciepłowniczej.
Zastosowanie technologii odzysku ciepła pozwala na powtórne wykorzystanie energii cieplnej, a tym samym na ograniczenie poboru zewnętrznej energii elektrycznej, która byłaby wykorzystana do podgrzania wody czy powietrza. Takie rozwiązanie pozwala więc na ogromne oszczędności energii i jest uznawane za bardzo ekologiczne.
W zależności od zastosowanej technologii (wykorzystującej np. rekuperatory, wymienniki ciepła lub pompy ciepła) można odzyskać nawet 80% emitowanego ciepła. Przekłada się to na kilkunastoprocentowe oszczędności w kosztach zużywanego paliwa. Optymalnie dopasowana instalacja odzysku ciepła w danym przedsiębiorstwie może się zwrócić już po 2–3 latach od uruchomienia takiej inwestycji.
Energooszczędne napędy
Do najbardziej energochłonnych urządzeń, jakie pracują w fabrykach, zalicza się przede wszystkim napędy elektryczne. Szacuje się, że mogą one odpowiadać za zużycie nawet ponad 50% wyprodukowanej energii elektrycznej i 70% energii wykorzystywanej w przemyśle.
W wielu zakładach produkcyjnych pracują wciąż napędy, które już dawno powinny być wycofane z eksploatacji. Siłą rzeczy ich sprawność energetyczna do najwyższych nie należy. Sama tylko ich modernizacja (o ile jest jeszcze możliwa i opłacalna) lub wymiana na nowsze i bardziej zaawansowane technologicznie napędy pozwoliłaby przedsiębiorstwu ograniczyć zapotrzebowanie na energię o ok. 20–30%.
Jednak niska efektywność energetyczna silników nie musi być związana wyłącznie z ich wiekiem. To także możliwe ich błędne użytkowanie, błędnie dobrane parametry napędu do danej aplikacji, niedoskonałości w ich sterowaniu, a także drobne usterki.
Modernizacja technologii napędowych w zakładzie produkcyjnym to przy okazji dodatkowe korzyści w innych obszarach. Nowe jednostki napędowe to przede wszystkim mniejsza ich awaryjność, a brak przestojów lub krótsze przestoje to wymierne korzyści dla przedsiębiorstwa.
Oświetlenie LED i nie tylko
Podobnie jak w przypadku technologii napędowych, spore oszczędności może przynieść także modernizacja lub wymiana technologii oświetleniowej w danym obiekcie przemysłowym. To ważna kwestia, ponieważ oświetlenie może stanowić istotną pozycję kosztową w rachunkach za energię elektryczną. Dlatego też warto wymienić przestarzałe oświetlenie i postawić na nowoczesne techniki oświetleniowe, które są dużo bardziej efektywne i ekonomiczne.
Z pewnością w tym kontekście warto wspomnieć o oświetleniu LED. Trzeba jednak pamiętać, że również w ramach tej technologii ma miejsce stały rozwój i LED-y starszej generacji nie będą już tak opłacalne jak ich nowsze odpowiedniki. Wymiana oświetlenia na nowe to także ograniczenie ryzyka wystąpienia awarii światła, która mogłaby prowadzić do kosztownej przerwy w produkcji.
Jednak nie tylko wybrana technologia oświetleniowa decyduje o jej wpływie na efektywność energetyczną. Już na etapie projektowania danego obiektu i jego oświetlenia warto tak zaplanować stanowiska pracy, żeby można było w jak największym stopniu korzystać ze światła dziennego. W tym przypadku istotne jest także np. utrzymywanie odpowiedniej czystości szyb okiennych czy świetlików.
Równie ważne z punktu widzenia poprawy efektywności energetycznej może być stosowanie systemów sterowania oświetleniem. Dzięki tylko zastosowaniu np. czujników ruchu można automatycznie wyłączać światło w tych strefach, w których pracownicy przebywają tylko sporadycznie.
Zaawansowane technologie w służbie efektywności energetycznej
Nowoczesne technologie, stosowane w coraz większym zakresie w zakładach produkcyjnych, mogą również przyczynić się do poprawy efektywności energetycznej tych firm, optymalizując np. działanie systemów automatyki przemysłowej. Innowacje, które wykorzystuje się w procesach produkcyjnych, pozwalają np. zmniejszyć ilość odpadów, a tym samym liczbę cyklów danego procesu, skrócić albo zoptymalizować cały proces technologiczny.
Sztuczna inteligencja czy technologia uczenia maszynowego pozwolą na szybsze reagowanie na zmieniające się warunki produkcyjne. Autonomiczne pojazdy transportowe dostarczą komponenty optymalną trasą przejazdu. Połączenie maszyn i urządzeń w sieci przemysłowego internetu rzeczy pozwolą operatorowi danego procesu śledzić ich stan i reagować w przypadku wystąpienia jakiejkolwiek anomalii. Analityka Big Data pozwoli lepiej poznać zachodzące procesy, w tym także dotyczące zużycia energii elektrycznej.
Wymienione wyżej kierunki działań należy traktować jako katalog otwarty. Jak widać, możliwych do wdrożenia rozwiązań, które mogłyby poprawić poziom efektywności energetycznej w przedsiębiorstwie, jest sporo. Należy je tylko odpowiednio dopasować do warunków, w których przedsiębiorstwo funkcjonuje. Z racji specyfiki działalności, potrzeb i możliwości nie w każdym przedsiębiorstwie każde z tych rozwiązań da się jednak wdrożyć. Nie każde też musi przynieść spodziewane korzyści. Generalnie jednak w czasach wysokich cen energii podejmowanie tego typu inwestycji powinno przekładać się na rentowność prowadzonej działalności.
Zarządzający przedsiębiorstwem muszą też pamiętać, że poprawa efektywności energetycznej nie jest procesem jednorazowym. Należy stale kontrolować zużycie energii elektrycznej i analizować różne scenariusze ograniczenia kosztów wykorzystania energii także w kontekście zmieniających się planów produkcyjnych.
O Autorze
