Transformacja energetyczna to, w dużym uproszczeniu, proces, którego głównym celem jest ograniczenie zużycia energii i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Z punktu widzenia całej gospodarki wymaga wdrożenia wielu różnorodnych zmian w różnych obszarach i podjęcia szeregu działań. Z całą pewnością wymaga długoterminowej strategii i jest bardzo kapitałochłonna. Również z perspektywy przedsiębiorstwa to dość skomplikowany i wielowątkowy proces, który wymaga różnorodnych działań. Z pewnością szybsze mogą być jednak efekty tych zmian, w tym przede wszystkim obniżenie kosztów działalności i zredukowanie emitowanych zanieczyszczeń do atmosfery.

Transformacja energetyczna – konieczność czy szansa dla polskich przedsiębiorstw?

Można wymienić dwa główne czynniki, które powodują, że z punktu widzenia przedsiębiorstwa przemysłowego transformacja energetyczna jest dziś praktycznie koniecznością. To przede wszystkim przyczyny związane ze zmianą regulacji prawnych i coraz bardziej rygorystycznymi przepisami, które narzuca przede wszystkim Komisja Europejska. Unia Europejska chce bowiem, żeby poprawa efektywności energetycznej była głównym motorem napędowym prowadzonej polityki klimatyczno-energetycznej. Unijne przepisy (a dokładnie Dyrektywa w sprawie efektywności energetycznej – 2012/27/UE i jej odpowiednik na polskim gruncie prawnym, czyli Ustawa o efektywności energetycznej) narzucają konkretne działania państwom czy przedsiębiorstwom, w tym przede wszystkim ograniczenie zużycia energii i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, a w dłuższej perspektywie – osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r.

Na transformację energetyczną decydują się również firmy, które dostrzegają w tych zmianach potencjalne korzyści, głównie dla siebie. Są w pełni świadome, że przeprowadzona transformacja pozwoli np. obniżyć zużycie energii albo stać się bardziej konkurencyjnym rynkowo.

Korzyści z transformacji energetycznej może być jednak dużo więcej. Do najważniejszych zaliczamy:

• zwiększenie efektywności energetycznej realizowanych procesów, maszyn, a nawet całych obiektów przemysłowych,
• optymalizacja zużycia energii,
• zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych związanych z zużywaną energią elektryczną i uzyskanie lepszych wyników finansowych,
• wydłużenie żywotności maszyn i urządzeń,
• ograniczanie emisji gazów cieplarnianych,
• spełnianie nowych regulacji prawnych w kwestii działań proekologicznych,
• poprawa wizerunku firmy w oczach klientów i pracowników,
• wyróżnienie się na rynku dzięki proekologicznemu podejściu i możliwość pozyskania dzięki temu nowych klientów.

Audyt energetyczny - fundament transformacji energetycznej

Zastąpienie maszyny inną o mniejszym poziomie energochłonności czy wymiana źródeł oświetlenia na energooszczędne LED-y to oczywiście pożądane przykłady działań, które pozwolą ograniczyć zużycie energii, jednak w skali dużego przedsiębiorstwa jest to zaledwie kropla w morzu potrzeb. Skuteczna transformacja energetyczna wymaga dokładnego zaplanowania zmian, przygotowania strategii działania i stopniowego wdrażania wszystkich zadań.

Kompleksowa transformacja oznacza więc zmiany w różnych obszarach funkcjonowania przedsiębiorstwa. W większości przypadków przedsiębiorcy nie mają odpowiedniej wiedzy i doświadczenia, które pozwoliłyby skutecznie przeprowadzić taką transformację. Co więcej, źle prowadzone zmiany mogą przedsiębiorstwu przynieść więcej strat niż korzyści.

Dlatego też bardzo pomocny przed rozpoczęciem zmian może okazać się audyt energetyczny, którego konieczność przeprowadzania (co 4 lata w przypadku dużych przedsiębiorstw) wynika wprost z wyżej wymienionych przepisów dotyczących efektywności energetycznej. Jednak celem audytu nie powinno być tylko spełnienie ustawowych wymagań. Dzięki tej szczegółowej analizie osoby zarządzające mogą poznać mocne i słabe strony przedsiębiorstwa związane z zużywaną energią. Celem audytu jest wskazanie tych obszarów w przedsiębiorstwie, w których zużycie energii jest największe, a także ponadnormatywne. Ponadto przedsiębiorca otrzymuje gotowe rekomendacje rozwiązań, które powinny być optymalne z punktu widzenia transformacji energetycznej i przede wszystkim optymalizacji kosztów energetycznych.

Zgodnie z przepisami audyt powinien być przeprowadzany na podstawie aktualnych, reprezentatywnych, mierzonych i możliwych do zidentyfikowania danych dotyczących zużycia energii w przedsiębiorstwie. Poddane analizie zużycie energii powinno dotyczyć wszystkich istotnych obszarów funkcjonowania firmy, a więc obiektów przemysłowych, instalacji przemysłowych i środków transportu (które odpowiadają łącznie za co najmniej 90% całkowitego zużycia energii przez dane przedsiębiorstwo.

Standardowy audyt obejmuje m.in. ocenę obecnego stanu maszyn, urządzeń i innych instalacji, które na co dzień zużywają energię, w obszarze źródeł energii elektrycznej, ciepła i chłodu. Następnie powinien zawierać szczegółową analizę potencjalnych pól do poprawy w zakresie efektywności energetycznej oraz proponować konkretne już działania, które będą w stanie poprawić efektywność energetyczną przedsiębiorstwa.

Dekarbonizacja przemysłu w Polsce

Jednym z koniecznych punktów transformacji energetycznej, o ile mówimy o osiągnięciu całkowitej neutralności klimatycznej, jest odejście w dużo większym stopniu od wykorzystania węgla, a tym samym ograniczenie do minimum emisji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Z punktu widzenia polskiego przemysłu jest to oczywiście bardzo duże wyzwanie, gdyż przez wiele lat to właśnie węgiel być głównym paliwem dla większości przedsiębiorstw przemysłowych. Polski przemysł obecnie stopniowo zmniejsza już udział wykorzystania węgla w ogólnym miksie energetycznym, jednak do całkowitego uniezależnienia się od tego surowca droga jest jeszcze dość długa.

Jeśli uda się przeprowadzić całkowitą dekarbonizację przemysłu będzie to oznaczało olbrzymie korzyści przede wszystkim z punktu widzenia środowiska naturalnego. Jednak proces odejścia od węgla może oznaczać również wymierne korzyści dla przedsiębiorstw. Przede wszystkim związana z tym redukcja emitowanego dwutlenku węgla przekłada się na mniejsze opłaty z tego tytułu. Przedsiębiorstwo, chcąc przestawić się na bezemisyjne źródła energii i odejść od wykorzystywania węgla, będzie też zmuszone do inwestycji w nowe technologie. A te mogą oznaczać większą wydajność, a więc również większe przychody i/lub mniejsze koszty.

Przedsiębiorstwa przemysłowe mogą ograniczać zużycie węgla na różne sposoby. Do najpopularniejszych obecnie należą:

• zwiększanie sprawności posiadanych już maszyn, technologii i procesów, co pozwoli zmniejszyć zapotrzebowanie na energię elektryczną do ich zasilania, 
• zwiększanie udziału wykorzystywanej energii pochodzącej z odnawialnych źródeł, biomasy czy biogazu w łącznym miksie energetycznym wraz z wykorzystaniem na szerszą skalę magazynów energii,
• wykorzystywanie zielonego wodoru jako alternatywnego paliwa,
• wykorzystywanie tzw. energii odpadowej (z odzysku), która normalnie jest bezpowrotnie tracona (np. jako gorące spaliny),
• łączenie w jednym procesie technologicznym wytwarzania energii i ciepła (kogeneracja) lub energii, ciepła i chłodu (trigeneracja).

Pożądane niskoemisyjne technologie

Wspomniany wyżej audyt energetyczny, ale również bieżący monitoring zużycia energii powinny łatwo wskazać te obszary w przedsiębiorstwie, które odpowiadają za największe zużycie energii. Najczęściej jest to konkretny sprzęt produkcyjny, a także wykorzystywane w procesach technologicznych różnego rodzaju instalacje.

W przypadku maszyn i urządzeń wraz z upływem czasu będzie obniżała się ich sprawność, a tym samym – będzie rosło zużycie energii. Nie mówiąc już o tym, że w porównaniu z nowoczesnymi maszynami kilkuletni już nawet sprzęt produkcyjny będzie prawie zawsze bardziej energochłonny. Wynika to ze stałego rozwoju technologicznego. Nowsze maszyny korzystają z bardziej zaawansowanych rozwiązań i naturalną koleją rzeczy jest m.in. ich wyższa sprawność.

Dlatego inwestując w nowe maszyny, warto wybierać takie rozwiązania, które będą bardziej energooszczędne. Nie oznacza to jednak, że należy co kilka lat całkowicie modernizować park maszynowy. Odpowiednia eksploatacja maszyn, w tym prowadzone prace konserwacyjne, właściwa ich obsługa czy też unikanie zbędnych przestojów, mogą przełożyć się na optymalne zużycie energii.

Nie tylko jednak maszyny i urządzenia produkcyjne mogą być odpowiedzialne za wysokie zużycie energii. Energochłonne mogą być również różne instalacje, w tym m.in. instalacje HVAC (ogrzewanie, chłodzenie, wentylacja i klimatyzacja), instalacje sprężonego powietrza, a nawet oświetlenie. Problemem w tych przypadkach mogą być nieefektywne urządzenia (np. sprężarki), źle dobrane instalacje do wielkości obiektu, niewłaściwe parametry pracy, a także nieszczelności. Rozwiązaniem tych problemów może być audyt wspomnianych instalacji, bieżący monitoring ich pracy lub modernizacja tych instalacji i zastępowanie ich bardziej energooszczędnymi rozwiązaniami.

Odnawialne źródła energii

Rosnąca popularność odnawialnych źródeł energii nie omija również sektora przemysłowego. Co więcej, pozyskiwanie energii tą drogą jest świetnym sposobem na obniżenie rachunków za prąd. W szczególności duże przedsiębiorstwa z branż energochłonnych chętnie sięgają po te alternatywne i tańsze źródła energii, choć w każdym przypadku jest to dobry sposób na poprawę efektywności energetycznej.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Rynek

Transformacja przemysłu dzięki technologii cyfrowej

Rozwiązania cyfrowe sprzyjają innowacyjności i poprawie wydajności na niespotykaną dotąd skalę. Lepsza dostępność i niższe ceny oznaczają, że wdrażanie zaawansowanych systemów cyfrowych w celu usprawnienia procesów przemysłowych jest prostsze niż kiedykolwiek wcześniej. 

Wydarzenia

Transformacja: przygotowanie inżynierii na przyszłość

Eplan Forum jest otwarte dla wszystkich zainteresowanych dzieleniem się wiedzą i wymianą doświadczeń na całym świecie w zakresie zautomatyzowanej inżynierii, okablowania maszyn i integracji ERP/PDM.

Wprawdzie OZE należą do niestabilnych źródeł energii, jednak mogą stanowić uzupełnienie dla tradycyjnych metod pozyskiwania energii, np. z paliw kopalnych. Ponadto pewna różnorodność dostępnych rodzajów odnawialnych źródeł energii pozwala dopasować najlepsze rozwiązanie w przypadku każdej firmy.

Najczęściej wykorzystywane obecnie źródła OZE:

• energia słoneczna,
• energia wiatrowa,
• energia wodna,
• biomasa,
• energia geotermalna.

Energia z odnawialnych źródeł zapewnia liczne korzyści. Do najważniejszych można zaliczyć obniżenie kosztów związanych z energią elektryczną. Wprawdzie inwestycja w OZE oznacza spory wydatek początkowy, jednak zazwyczaj zwrot z tej inwestycji jest stosunkowo szybki. W optymalnej sytuacji OZE mogą zapewnić przedsiębiorstwu całkowitą niezależność energetyczną. Z pewnością jednak zapewniają pewną stabilność finansową w przypadku dużych i częstych wahań cen energii. Instalacje OZE są oczywiście też przyjazne dla środowiska i podnoszą prestiż przedsiębiorstwa, jako firmy proekologicznej, co w dzisiejszych czasach również ma coraz większe znaczenie.

Mówiąc o korzyściach z wykorzystania odnawialnych źródeł energii, warto też wspomnieć o magazynowaniu energii. Ponieważ OZE zapewniają nierównomierny dopływ energii do przedsiębiorstwa, magazyny energii są w stanie przechować nadwyżki własnej energii i pozwolą ją wykorzystać w późniejszym czasie, kiedy energia nie jest akurat wytwarzana.

Inteligentne rozwiązania zmniejszające zużycie energii

Z punktu widzenia zużycia energii w przedsiębiorstwach produkcyjnych dynamiczne zmiany w przemyśle mogą mieć dwojakie przełożenie. Z jednej strony mogą wpływać na wzrost zużycia energii. Konieczność utrzymywania rozbudowanych centrów danych, wykorzystywanie skomplikowanych obliczeń na dużych zbiorach danych w czasie rzeczywistym czy algorytmy sztucznej inteligencji będą wymagać większego zużycia energii. Z drugiej jednak strony pojawiają się bardziej energooszczędne technologie, w tym inteligentne rozwiązania zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0, których użycie może zapewnić przedsiębiorstwu liczne korzyści.

Inteligentne rozwiązania charakteryzują się tym, że nie tylko pozwalają na ich bieżące (zdalne) nadzorowanie, ale często są też w stanie samodzielnie reagować w nietypowych sytuacjach, które mogłyby doprowadzić albo do zmniejszenia wydajności procesu, albo nawet do awarii maszyny czy urządzenia. W efekcie mogą się przełożyć na wzrost wydajności przedsiębiorstwa, ale również na poprawę efektywności energetycznej. Są bowiem w stanie zapewnić optymalną pracę danego rozwiązania także w kontekście zasilającej go energii.

Do najważniejszych obszarów, w których wykorzystuje się wspomniane inteligentne rozwiązania, należą:

• systemy zarządzania energią,
• maszyny, urządzenia i inne technologie produkcyjne,
• systemy oświetleniowe i inne, które towarzyszą procesom produkcyjnym,
• obiekty przemysłowe.

Nie tylko samo wdrożenie energooszczędnych rozwiązań jest pożądane z punktu widzenia transformacji energetycznej. Ważna jest również ich współpraca w ramach wspólnej sieci. Dzięki wzajemnej wymianie danych możliwe jest utrzymanie optymalnych parametrów procesów, unikanie niepotrzebnej pracy części maszyn.

Przykładem poprawy efektywności energetycznej przy wykorzystaniu inteligentnych rozwiązań może być nowoczesny system oświetleniowy w hali przemysłowej zintegrowany m.in. z czujnikami ruchu i czasowymi wyłącznikami. System sterowania może włączać i wyłączać oświetlenie w całej hali lub w jej poszczególnych strefach w zależności od godzin, nasłonecznienia czy też obecności w nich ludzi. Podobnie mogą działać inteligentne termostaty, które będą sterować bieżącą temperaturą w danym obiekcie w zależności od zaprogramowania i różnych czynników zewnętrznych.

Outsourcing energetyczny

Ciekawym pomysłem, który może wspomóc proces transformacji energetycznej, jest outsourcing energetyczny, który polega na powierzeniu części lub wszystkich realizowanych działań związanych z transformacją energetyczną podmiotowi zewnętrznemu.

Outsorcing energetyczny może obejmować różne obszary działalności. Może to być pomoc w opracowywaniu dokładnej strategii transformacji energetycznej – zarówno jeśli chodzi o zakres planowanych prac, jak i kolejność ich wdrażania, a także dobór konkretnych produktów czy technologii. W ramach outsourcingu można również scedować na inną firmę konkretne zadania, związane np. z wymianą, rozbudową czy modernizacją określonych instalacji. Firma outsourcingowa może być też odpowiedzialna za bieżące zarządzanie i serwisowanie całej infrastruktury energetycznej w ramach przedsiębiorstwa. Outsourcing energetyczny może wreszcie obejmować również kompleksową opiekę prawną związaną ze wszystkimi czynnościami dotyczącymi obszaru energetycznego.

Z outsourcingu energetycznego najczęściej korzystają dziś duże przedsiębiorstwa. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, żeby z takiego wsparcia nie korzystały również mniejsze firmy. Zakres obowiązków scedowanych na zewnętrzny podmiot może być mniejszy, tak jak i uzyskane korzyści, ale w przypadku małych firm i tak może oznaczać to znaczące oszczędności dla ich finansów.

Dlaczego firmy boją się transformacji energetycznej?

Choć mówiąc o transformacji energetycznej przedsiębiorstw, na pierwszy plan najczęściej wysuwa się potencjalne korzyści, wciąż wiele firm z różnych powodów ociąga się z wdrażaniem niezbędnych zmian. Do najczęściej podnoszonych problemów i wyzwań związanych z transformacją energetyczną zalicza się:

• brak odpowiedniej wiedzy wśród kadry zarządzającej przedsiębiorstwa,
• konieczność poniesienia określonych (często dość wysokich) nakładów finansowych w początkowym okresie transformacji,
• stosunkowo długi czas oczekiwania na korzyści związane z transformacją energetyczną przedsiębiorstwa,
• niepewność, czy wprowadzone zmiany przyniosą oczekiwane skutki,
• obawy związane z nowymi technologiami proekologicznymi,
• brak odpowiednio wykwalifikowanej kadry,
• brak świadomości ekologicznej wśród przedsiębiorców,
• brak świadomości i błędy popełniane przez pracowników,
• obawy pracowników co do wprowadzanych zmian.

Transformacja energetyczna to z punktu widzenia przedsiębiorstwa przemysłowego duże wyzwanie – czasochłonne i często dość kosztowne. Firmy nie mogą jednak patrzeć na konieczność wdrożenia zmian tylko przez pryzmat tych potencjalnych problemów. Transformacja energetyczna to bowiem także duża szansa na szybszy rozwój przedsiębiorstwa, na oszczędność kosztów, zwiększenie przychodów czy poszerzenie rynków zbytu. Wprawdzie na te efekty trzeba czasami trochę poczekać, jednak suma łącznych korzyści powinna zachęcać do przeprowadzenia transformacji w obszarze działalności energetycznej każdego przedsiębiorstwa.

Transformacja energetyczna w Polsce

Polski przemysł, w tym zwłaszcza sektor energetyczny, są wciąż bardzo mocno uzależnione od paliw kopalnianych. Dlatego też skala wyzwań związanych z transformacją energetyczną cały czas jest poważna. Jednak z roku na rok widać wyraźne poprawy w tym obszarze, choć tempo zmian powinno być dużo większe.

Zgodnie z siódmą edycją raportu „Transformacja energetyczna w Polsce” przygotowanego przez Forum Energii, choć nadal głównym źródłem produkcji energii elektrycznej jest węgiel, na przestrzeni kilku ostatnich lat jego udział w miksie energetycznym wyraźnie się zmniejszył. Obecnie spadł do najniższego w historii poziomu 60,5%, czyli aż o 10 punktów proc. mniej niż rok wcześniej. Energia pochodząca z odnawialnych źródeł zwiększyła natomiast swój udział do rekordowego poziomu 27&. Cały czas rośnie też produkcja energii z gazu ziemnego – w ciągu ostatniego roku wzrosła o ponad 40%.

Z kolei zgodnie z danymi Instytutu Energetyki Odnawialnej na koniec 2023 r. moc zainstalowana w Polsce w instalacjach fotowoltaicznych osiągnęła 17,08 GW, a na koniec pierwszego kwartału br. 17,73 GW. Polska zajmuje 4. miejsce na świecie pod względem mocy zainstalowanej PV na jednego mieszkańca. W 2023 r. moc zainstalowana PV wzrosła o 4,6 GW. Największy przyrost mocy PV nastąpił w farmach powyżej 1 MW, wyhamował natomiast wzrost w segmencie mikroinstalacji. Fotowoltaika dalej pozostaje więc zdecydowanym liderem wśród wszystkich innych OZE w naszym kraju z 60% udziałem mocy zainstalowanej w całym sektorze odnawialnych źródeł energii.

Dynamicznie rosnąca ilość zainstalowanej mocy z instalacji fotowoltaicznych z pewnością cieszy, jednak gorzej, że polski system energetyczny nie jest gotowy na tak duże przyrosty. Rosnące nasycenie rynku i okresowa nadpodaż energii z instalacji fotowoltaicznych stwarza jednak problemy z punktu widzenia zarządzania siecią. Według branżowych raportów już w zeszłym roku pojawiły się pierwsze problemy z tzw. curtailmentem, a w tym ten problem jeszcze się nasilił. Chodzi o konieczność ograniczania pracy farm fotowoltaicznych, które są przyłączone do sieci przez operatorów. Bez poważnych modernizacji sieci energetycznych dalszy tak dynamiczny rozwój fotowoltaiki na polskim rynku już nie będzie możliwy.