ENERGIJA, TRANSFORMACIJE ENERGIJE I NAČIN KORIŠĆENJA ENERGIJE U
PROIZVODNIM PROCESIMA U INDUSTRIJI ENERGETSKI INDIKATORI I UPOREDNA
STATISTIKA ENERGETSKI PREGLEDI
dr Mirjana Stamenić, vanr.prof. Mašinski fakultet Beograd
Beograd, 23.12.2019.g.
Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu
Predmet: Energetski efikasni elektromotorni pogoni
Opšte o transformacijama energije
ü Svaka ljudska aktivnost vezana je za korišćenje energije.
Potrošnja energije u svetu
0 100 200 300 400 500 600
IndijaIndonezija
KinaMeksiko
ArgentinaJužnoafrička Republika
ItalijaVelika Britanija
JapanNemačka
FrancuskaKorejaRusija
AustralijaSaudijska Arabija
USAKanadaBahrein
Island
Godišnja potrošnja energije po glavi stanovnika, GJ/cap
ü Toplotna energija i mehanički rad primenjeni su u svim procesima prerade materijala u industriji.
ü Primarna energija (netransformisani energetski izvori) – neprerađena fosilna goriva (ugalj, nafta, prirodni gas), biomasa, sunčeva svetlost, energija vetra, energija vodenih tokova...
ü Sekundarna energija je transformisana primarna energija, dovedena u takav oblik da se može direktno koristiti u nekom procesu ili se može skladištiti (električna energija je najbolji primer koju dobijamo transformacijom primarnog goriva, npr. uglja)
ü Energija primarnih energijskih izvora transformiše se nekoliko puta do korisne energije procesa. Korisna energija se definiše kao energija koja se direktno upotrebi za transformaciju sirovine u gotov proizvod.
Opšte o transformacijama energije
Odnos korisne i ukupno upotrebljene energije u nekom procesu naziva se stepen korisnosti transformacije energije, (ili efikasnost transformacije), u slučaju toplotne energije termički stepen korisnosti. Ukupni stepen korisnosti može se predstaviti kao proizvod pojedinačnih stepena korisnosti svih stepenica transformacije energije: h = Õ hi Stepen korisnosti, ili efikasnost ukupnog procesa transformacije energije zavisi od svakog pojedinačnog stepena korisnosti transformacije (hi), uključujući i transport energije.
Opšte o transformacijama energije
Korišćenje el.energije: A-Proizvodnja el.en., B-Transport, C-Distribucija, D-Transformacija u
finalnoj potrošnji;
Processi u industrijskim pećima: 1-Gubici u transformaciji energije, 2-Gubici otpadne toplote u dimnim gasovima,3-Rekuperacija otpadne
toplote dimnih gasova
Nisko-temperaturski procesi: A-Proizvodnja vrele vode, toplog
vazduha ili pare, B-interni transport energije, C-Transformacia kod finalnog
korisnika;
Opšte o transformacijama energije
Energetski bilans Republike Srbije
• Republika Srbija svoju energetsku politiku sprovodi primenjujući – Strategiju razvoja energetike Republike Srbije, – odredbe Zakona o energetici i Zakona o efikasnom korišćenju
energije, – prateće podzakonske akte –uredbe i pravilnici.
• Srbija je visoko uvozno zavisna u kontekstu obezbeđenja primarnih izvora energije.
• Osnovni energetski resursi su ugalj, nafta, prirodni gas, uljni škriljci, kao i obnovljivi izvori energije.
• Rezerve kvalitetnijih energenata (nafta i prirodni gas) su simbolične i čine manje od 1 % geoloških rezervi, dok preostalih 99 % energetskih rezervi čine različite vrste ugljeva sa najvećim udelom lignita (95 %).
Energetski bilans Republike Srbije
• Republika Srbija trenitno koristi oko 35 % od ukupno raspoloživog tehničkog potencijala OIE i to 0,9 Mtoe hidropotencijala i 1,06 Mtoe potencijala biomase i geotermalne energije.
• Korišćenje OIE prevashodno se zasniva na proizvodnji električne energije iz velikih rečnih tokova i korišćenju biomase, prevashodno za potrebe grejanja u domaćinstvima, a manjim delom u industriji.
Energetski bilasn RS
4%
9%
20%
67%
Prirodni gas Nafta i derivati nafte OIE Ugalj i proizvodnja uglja
Struktura proizvodnje primarne energije u 2016.
Energetski bilasn RS
Udeli energenata u ukupno raspoloživoj primarnoj energiji
14%
24%
12%
50%
Prirodni gas Nafta i derivati nafte OIE Ugalj i proizvodnja uglja
Energetski bilasn RS
Struktura potrošnje finalne energije za energetske svrhe
27% 1%
25%
35%
2%
10%
Industrija Građevinarstvo Saobraćaj
Domaćinstva Poljoprivreda Ostali potrošači
Energetski bilasn RS
Udeo energenata u finalnoj potrošnji u industrijskom sektoru
21% 15%
28%
11%
19%
6%
Prirodni gas Nafta i derivati nafteUkupna električna energija Toplotna energijaUgalj i proizvodnja uglja Drvna goriva
EE u Republici Srbiji
• U poređenju sa zemljama Evropske zajednice, industrijski sektor Republike Srbije ima u proseku 1,5 do 2 puta veći energetski intenzitet.
• Postoji značajan potencijal za uštedom! • Vrednost energije koja se uštedi mnogo je veća od
vrednosti samih izvora primarne energije.
Sistem energetskog menadžmenta u Republici Srbiji
• SEM - organizovano praćenje i upravljanje energetskim tokovima od mesta proizvodnje, preko sistema prenosa i distribucije, pa sve do krajnje potrošnje čiji je cilj optimizacija i racionalizacija korišćenja energenata i energije.
• Cilj uspostavljanja šeme energetskog menadžmenta: – obaveže velike potrošače u industriji i komercijalnom i
javnom sektoru da racionalno koriste energiju – ostvarivanje uštede primenom mera za koje tehno-ekonomska
analiza pokaže da mogu doneti maksimalne efekte uz minimalna ulaganja.
Obveznici SEM u Republici Srbiji KATEGORIJA SEKTOR KRITERIJUM
A-1: Industrija Industrijski sektor i sektor rudarstva 2 500 toe/god
po lokaciji
Sektor transformacije, prenosa, distribucije energije (električna, toplotna, rafinerije)
A-2: Objekti Zgrade
Komercijalni sektor, poslovne zgrade, tržni centri i ustanove koje koriste objekte u javnoj svojini (škole, bolnice, sportski centri i dr.)
1 000 toe/god po lokaciji
B-1: Jedinice lokalne samouprave (JLS)
Svi objekti za koje JLS plaćaju troškove energije,kao i objekti koje koriste javne službe (ustanove i preduzeća) osnovane od JLS koje ne prelaze graničnu potrošpnju
više od 20 000 stanovnika
B-2: Organi državne uprave, drugi organi Republike Srbije i ogani autonomne porajine
Svi objekti koje koriste organi i za koje plaćaju troškove energije, sa pojedinačnom površinom većom od 2000 m2
službene zgrade, poslovne prostorije > 2000 m2
Javne službe koje koriste objekte u javnoj svojini
Ustanove koje na najmanje jednoj lokaciji troše više od 1000 toe i preduzeća koja na najmanje jednoj lokaciji troše više od 2.500 toe
ustanove: 1000 toe/god preduzeća: 2500 toe/god
SEM u industrijskoj energetici
MINISTARSTVO RUDARSTVA I ENERGETIKE (MRE)· Zakonodavna i regulatorna uloga, zaduženo za kreiranje politike EE· Registar obveznika SEM i imenovanih EM· Provera periodičnih izveštaja i kreiranje baze podataka izveštaja· Izdavanje sertifikata o položenom ispitu i licenciranje EM· inspekcijski nadzor
OBVEZNICI SEM· Imenovanje kandidata za EM, priprema kandidata (obuka i kvalifikovanje kroz sistem za polaganje)· Aktivnosti na unapređenju EE koje definiše licencirani EM· Podnošenje periodičnih izveštaja nadležnom Ministarstvu· Sprovođenje obaveznih energetskih pregleda (sprovode ih licencirani energetski savetnici)
ORGANIZACIJA ZA OBUKU· Sprovodi program obuke za EM i ES· Izdaje sertifikat o uspešno obavljenoj
obuci kandidata
ENERGETSKI PREGLEDI· Obavezni energetski pregledi
(najmanje jednom u 5 godina za industriju, odnosno jednom u 10 godina za objekte u ingerenciji države i lokalne samouprave)
INSPEKTORAT· Inspekcijski pregledi· Izdavanje instrukcija· Kažnjavanje
Izveštaj o energetskom
pregledu
Izveštaj o energetskom
pregledu
Podnošenje periodičnih
izveštaja
Inspekcijska provera
obveznika SEM
Registracija obveznika SEM i
kvalifikovanih EM
Prijava za obuku i obuka EM
Imenovanje organizacije za
obuku
Sertifikat o položenom
ispitu i licenca
Sertifikat o uspešno
obavljenoj obuci
Licenciranje energetskog menadžera
Javni poziv za prijavu kandidata za obuku za EM Prijava kandidata za obuku Provera ispunjenosti
uslova kandidata Objava liste kandidata koji su ispunili uslove za obuku
Informacija o terminu izvođenja obuke
Sprovođenje obuke kandidata za EM
Određivanje mentora i izrada samostalnog
zadatka EM
Potvrda da je kandidat za EM uspešno završio obuku
(izdaje Ovlašćena organizacija za obuku)
Javni poziv za prijavu za polaganje stručnog ispita
kandidata za EM
Prijava i podnošenje potrebne dokumentacije
za polaganje stručnog ispita kandidata za EM
Polaganje stručnog ispita
Podnošenje dokumentacije nadležnom Ministarstvu za izdavanje
Licence EM
Rešenje o dodeli Licence energetskom menadžeru
(Licencu dodeljuje ministarstvo nadležno za
poslove energetike)
Industrijski sektor u Republici Srbiji
• Implementacija SEM-a u Republici Srbiji započela je u junu 2016.
• Do sada je 11 ciklusa obuke za EM prošlo 310 kandidata. • 159 kandidata je prošlo obuku za EM u oblasti industrijske
energetike. • Uspeštnost polaganja stručnog ispita za EM iznosi 79,3%. • Ministarstvo nadležno za oblast energetike je izdalo
ukupno 168 licenci za sve tri kategorije EM. • Licencu za EM u oblasti industrijske energetike dobilo je
ukupno 78 inženjera.
Korišćenje energije u industriji
• Šest od 20 velikih industrijskih grupa u proizvodnom sektoru koristi više od 80 % ukupne potrošnje industrijskog sektora i to su: – prehrambena industrija, – industrija celuloze i papira, – hemijska industrija, – prerada nafte, – industrija nemetala, – crna i obojena metalurgija.
Pojmovi o energetskoj efikasnosti
Način korišćenja i transformacija energije u industrijskim pogonima
PRIRODNI GAS TEČNO GORIVO
UGALJ EL. ENERGIJA
ENERGETSKA TRANSFORMACIJA
PARA
EL.ENERGIJA
TOPLA/VRELA VODA
KOMPRIMOVANI VAZDUH
VODA ZA HLAĐENJE
ZAGREJANI VAZDUH PR
OIZ
VODN
I PRO
CES
USLUGE POTRAŽNJA
Struktura energetskog sistema u kompanijama
SNABDEVANJE
TRANSFORMACIJA
KORIŠĆENJE
DISTRIBU-CIJA
ODLAGANJE
KORIŠĆENJE OTPADNE TOPLOTE
Energetska efikasnost?
Energetska efikasnost?
Energetska efikasnost?
Mere energetske efikasnosti
MERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI
STRUKTURNE MERE
TEHNIČKE I ORGANIZACIONE
MERE
INDIREKTNE MERE
Izmene u proizvodnoj strukturi
Izmene nosilaca energije
Uvođenje novih
tehnologija
Povećanje EE energetskih
sistema
Unapređenje tehnologija
Povećanje EE kod krajnjih potrošača
Povećanje kvaliteta
proizvoda i usluga
Uvođenje energetskih standarda
Informisanje građanja i
specijalista
27
Sistem energetskog menadžmenta?
Energetski menadžment je sistem koji se uspostavlja u svim strukturama preduzeća u cilju neprekidnog smanjenja potrošnje energije i održavanja postignutih unapređenja energetske efikasnosti. Sistem sa svojom strukturom, procedurama i internim normama treba da omogucći da se kontinualno, na ekonomski opravdan način, smanjuju potrošnje energije i potrošnje osnovnih i dodatnih materijala u procesu priozvodnje.
Razlozi za uvođenje sistema energetskog menadžmenta
Direktni efekti energetskog menadžmenta su : •niži troškovi za energiju, smanjenje troškova i taksi za zaštitu životne sredine, troškova za osiguranje i održavanje i povec anje profita Kada se primenjuje energetski menadžment : •permanentno se prati i poznaje potrošnja energije u različitim delatnostima i segmentima proizvodnog procesa u kompaniji, •brzo se uočavaju značajne promene potrošnje energije u nekom sektoru, što omoguc ava blagovremeno reagovanje, a time i smanjenje troškova, •dugoročno se radi na indentifikaciji mera i planiranju unapređenja energetske efikasnosti
Efekti ad-hoc mera energetske efikasnosti
Efekti kontinuirane primene sistema energetskog menadžmenta
Ciklus pravljenja strategije, planiranja i implementiranja akcija i provere efekata
Deming-ov krug
Sistemi u predzeću gde su moguća poboljšanja energetske efikasnosti
• Energetski izvori (kotlarnice, kogenerativna postrojenja); • Sistem za snabdevanje parom i povrat kondenzata; • Sistem za grejanje i hlađenje; • Sistem za komprimovani vazduh; • Sistem snabdevanje električnom energijom sa
potrošačima (el. motorni pogoni, osvetljenje i dr.); • Proizvodni proces (usavršavanje tehnologije, uvođenje
energetski efikasnije opreme i dr.); • Informisanost i obuka kadrova.
Šta je važno za uspeh sistema energetskog menadžmenta
• Za dugoročni uspeh sistema energetskog menadžmenta esencijalna je posvećenost kompanije.
• Mora se zadužiti osoba u samom vrhu organizacije (član uprave ili generalni direktor) čiji će potpis na dokumentu koji se upućuje odboru ukazivati na važnost programa.
• Podrška sa samog vrha pomoćiće menadžerima koji će biti aktivno uključeni u strategiju implementacije.
•Podrška se može obezbediti tako što će se starijim rukovodiocima pomoći da jasno razumeju nivo energetskog menadžmenta u kompaniji. U ovu svrhu može se upotrebiti lista za sagledavanje stanja radi uvođenja energetskog menadžemnta.
•U drugoj fazi, starijim rukovodiocima bi trebalo prezentovati trenutnu situaciju sa jasnim pokazateljima o trendovima energetskih troškova i energetskim pitanjima.
•Poseban akcenat se mora dati na prezentaciju dobiti koja bi se mogla steći uvođenjem ovog sistema.
Šta je važno za uspeh energetskog menadžmenta
ü Korist se može prognozirati na osnovu brojki iz prethodne studije opravdanosti, a u kasnijoj fazi na osnovu unakrsne provere nekoliko drugih izvora, npr.: ü podataka iz BREF i BAT dokumenata za vaš
sektor industrije, ü podataka uporedne statistike,
ü drugih studija slučajeva koji opisuju
dostignuća energetskog menadžmenta u organizacijama.
Šta je važno za uspeh energetskog menadžmenta
Energetski indikatori i uporedna statistika
EE indikatori - metodologija
PROIZVOD 1, Pout,1
PROIZVOD 2, Pout,2
PROIZVOD n, Pout,n
SIROVINA, Pin
EL.ENERGIJA, Eel,in
PARA, Est,in
GORIVO, Ef,in
OSTALO, Eo,in
EE indikatori - metodologija
, , , ,
, ,1
ulazna energijaizlazni proizvod
e in st in f in o inn
p i out ii
E E E EEEI
A P=
+ + += =
×å
EEI – EE Indikator (spesifična potrošnja energije - SPE Ee,in – električna energija na ulazu Est,in – para na ulazu Ef,in – gorivo na ulazu Eo,in – ostalo na ulazu Ap,i – korektivni faktor za i-ti proizvod Pout,i – i-ti proizvod na izlazu iz procesa
Metodologija obračuna specifične potrošnje energije (SPE)
Svođenje potrošnje energije na zajedničke jedinice (GJ, MWh...)
EN=SkiEi, GJ Svođenje obima proizvodnje na zajedničke jedinice primenom korekcionih faktora
P=SAiPi, t Specifična potrošnja energije
SPE=EN/P, GJ/t
Šta je uporedna statistika?
• Benchmarking – uporedna statistika među kompanijama iz zajedničke branše, učenje od najboljih, stalno unapređenje.
• Različitost kriterijuma prema kojima se vodi uporedna statistika.
• Osnova uporedne statistike – energetski indikatori i podaci relevantni za vođenje statistike.
Šta je uporedna statistika?
Koja je korist poređenja sa drugima? Sp
ecifi
čna
potr
ošnj
a en
ergi
je
Vreme
1. Uporedna statistika identifikuje potencijal za
unapređenje EE
Polazno stanje
Razlika
2. Uporedna statistika podstiče učenje iz primera
najbolje prakse
3. Uporedna statistika je koristan alat za ocenu
uspešnosti u aktivnostima na poboljšanju EE
4. Uporedna statistika održava stimulans za
kontinuirano unapređenje EE
Specifična potrošnja energije za industrijske grane
Industrijski sector/proizvod
Finalna potrošnja Primarna energija
Toplotna energija Električna energija Udeo toplote u
uk.potrošnji Ukupno
toe/t MWh/t toe/t % toe/t Pivo 0,050 0,10 0,0086 85 0,0720 Cigla 0,075 0,05 0,0043 95 0,0860 Cement 0,080 0,11 0,0095 89 0,1043 Mleko 0,150 0,50 0,0430 78 0,2602 Mašinogradnja 0,300 2,75 0,2365 56 0,9063 Hleb i proizvodi od brašna
0,040 0,16 0,0138 74 0,0753
Livnice 0,300 0,90 0,0774 79 0,4984 Mesne prerađevine 0,100 0,35 0,0301 77 0,1772 Sladoled 0,100 0,75 0,0645 61 0,2653 Mlečni proizvodi 0,020 0,10 0,0086 70 0,0420 Obojeni metali 0,070 0,30 0,0258 73 0,1361 Papir 0,150 0,43 0,0370 80 0,2448 Plastika 0,050 0,55 0,0473 51 0,1713 Guma 0,100 5,00 0,4299 19 1,2023 Tekstil (bojenje) 0,750 0,75 0,0645 92 0,9153 Prerada drveta 0,020 0,06 0,0052 79 0,0332
Uporedna statistika u industrijskom sektoru RS
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Cement Cigla Papir Mesna
Industrijske grane
Spec
ifičn
a po
trošn
ja p
rim.e
n. [t
oe/t]
Srbija
IEA/DoE
• Proizvodnja i prerada mesa i mesnih prerađevina trenutno je sa najvećim potencijalom (za 88,5% se više potroši primarne energije po jedinici mase proizvoda u poređenju sa svetskom statistikom).
• U sektoru proizvodnje papira se utroši za 13,15% više primarne energije.
• Sektor za proizvodnju cementa u Srbiji je u poređenju sa svetskom statistikom utrošio za 11,15% manje primarne energije po jedinici finalnog proizvoda.
Energetski pregled
Prema Zakonu o efikasnom korišćenju energije:
– Energetski pregled jeste sistematska procedura za pribavljanje potrebnih podataka i saznanja o postojećem nivou i načinu proizvodnje, prenosa, distribucije i upotrebe energije objekta, proizvodnog procesa, privatnih i javnih usluga, pomoću kojih se utvrđuju i kvantifikuju mogućnosti za ekonomski isplativo, efikasno korišćenje energije.
Energetski pregled
Energetski audit je detaljna studija postojećeg procesa radi:
1. Utvrđivanja kako i gde se energija koristi ili transformiše iz jednog oblika u drugi
2. Koji je nivo potrošnje energenata na ispitivanoj lokaciji/objektu/organizaciji sa ciljem da se identifikuju svi energetski tokovi
3. Definisanja mera kojima se ostvaruju uštede energije u proizvodnom procesu
4. Ocene ekonomske i tehničke opravdanosti implementacije mera za povećanje energetske efikasnosti
5. Definisanja liste prioritetnih aktivnosti koje će povećati efikasnost i smanjiti utrošak energije/rangiranje mera
Energetski pregled
Dve vrste energetskih pregleda se koriste: • Kratki, ili preliminarni i • Detaljni, ili dijagnostički.
Kratak, preliminarni energetski pregled uglavnom se sastoje
iz sakupljanja i analize postojećih podataka. To je aktivnost koja na terenu traje nekoliko dana i obuhvata sledeće:
• Sakupljanje informacija o proizvodnom procesu i o potrošnji energije
• Sakupljanje informacija o održavanju opreme i instalacija • Izrade liste parametara koji se redovno prate radi
praćenja procesa priozvodnje • Opisivanje svih važnih potrošača energije
• Definisanje mesta merenja potrošnje energije • mogućih mera za smanjenje potrošnje energije i potencijala za povećanje energetske efikasnosti
• Davanje sugestija za detaljna snimanja stanja, tokova energije i definisanje potrošnje energije i mogućih ušteda.
• Izrada preliminarnih energetskih bilansa • Kratka snimanja stanja su obično prvi neophodni korak za detaljna snimanja stanja.
• Definisanje mesta gde su gubici energije očigledni, odnosno mesta prekomerne potrošnje energije
Kratak energetski pregled
• Detaljan ili dijagnostički energetski pregled zahteva merenja potrošnje energije i ostalih procesnih parametara na onim delovima priozvodnog procesa gde je neophodno detaljnom analizom doći do neophodnih podloga za izradu tehničkih rešenja za racionalizaciju potrošnje energije.
• Merenja treba da budu kontinualna, a trajanje merenja se odredjuje u zavisnosti od karaktera potrošnje energije i načina rada posmatranog potrošača energije ili proizvodnog procesa.
• Rezultat detaljnog snimanja stanja je energetski bilans i detaljna analiza potrošnje energije na svim delovima proizvodnog procesa.
• Rezultat ove analize je definisanje mogućih mera za povećanje energetske efikasnosti u fabrici i podloga za realizaciju potrebne tehničke dokumentacije
Detaljan energetski pregled
Zašto je potrebno sprovoditi energetski pregled?
Zakon o efikasnom korišcenju energije nalaže:
– obveznici sistema energetskog menadžmenta u obavezi su da u definisanom roku periodično sprovode energetske preglede,
– da obveznici sistema energetskog menadžmenta redovno izveštavaju nadležne organe (Ministarstvo) o rezultatima sprovedenog energetskog pregleda.
Zašto je potrebno sprovoditi energetski pregled?
• Energetski pregled je ključni korak u okviru sistema energetskog menadžmenta za unapređenje EE.
Spoznaja o mogucim uštedama energije
Saglasnost menadžmenta
Preliminarni en.pregled
Detaljan en.pregled
Sprovođenje EE mera Studija opravdanosti
potencijalnih projekata Finansijska analiza Nabavka opreme
Realizacija projekata Nadzor i praćenje efekata
Ko sprovodi energetski pregled?
üOvlašceno lice – energetski savetnik – kompetentno i kvalifikovano lice, koje posao
energetskog pregleda obavlja:
• ispunjavajuc i visoke kriterijume kvaliteta, • sa diskrecijom u pogledu tretiranja prikupljenih
podataka, • na nepristrastan, transparentan i objektivan način.
Kako se sprovodi energetski pregled?
Utvrđena metodologija: – priprema i distribucija upitnika (postoje
standardizovane forme, ali se sadržaj može prilagođavati u zavisnosti od specifičnosti energetskog pregleda);
– prikupljanje podataka; – prethodna analiza podataka i priprema za
obilazak lokacije/objekta/pogona; – obilazak lokacije/objekta/pogona; – analiza prikupljenih podataka (upitnik i
obilazak); – priprema i prezentacija izveštaja.
Sadržaj upitnika ü Osnovni podaci o kompaniji i odgovornoj osobi koja učestvuje u EA ü Osnovni podaci o tehnološkim celinama ü Sirovine i proizvodni program ü Potrošnja energije na nivou kompanije (utrošak el.energije i
fosilnih goriva) ü Sistemi za spregnutu proizvodnju električne energije i toplote ü Kotlovsko postrojenje ü Sistem za snabdevanje parom i povrat kondenzata ü Sistem komprimovanog vazduha ü Rashladni sistem ü Sistem osvetljenja ü Sistemi za snabdevanje električnom energijom ü Sistem energetskog menadžmenta ü Problemi vezani za racionalno korišćenje energije – problemi i
aktivnosti
Lista podataka koje je potrebno dodatno pribaviti
ü Istorijski pregled podataka o potrošnji energije i obima proizvodnje, uključujući presek po tipu energenata, osnovnih proizvoda, opreme koja je angažovana u proizvodnom procesu
ü Troškovi za energiju i tarife ü Tehnološke šeme – dijagrami tokova materijala i
energetskih fluida bi trebalo da definišu nominalne vrenosti protoka, nivoe temperatura i pritisaka fluida kao i da definišu postojeće merno-upravljačke krugove, a sve u cilju potpunog shvatanja posmatranog procesa.
Lista podataka koje je potrebno dodatno pribaviti
ü Specifikacija najznačajnijih potrošača, kao i podaci o upotrebi pojedine opreme u porizvodnom procesu
ü Procedure koje se odnose na upravljanje energetskim tokovima, kao i postojanje posebnih programa za racionalno gazdovanje energijom u kompaniji
Lista podataka koje je potrebno dodatno pribaviti
ü Da bi bio upotrebljiv, u toku EA bi trebalo da se koriste stvarni operativni podaci.
ü Merenja bi trebalo sprovesti u slučajevima kada na drugi način ne mogu biti pribavljeni podaci koji su od izuzetnog značaja za izradu energetskog bilansa.
Obilazak proizvodnih pogona
ü Kratak obilazak proizvodnih pogona kompanije uključuje i jednostavna i kratkotrajna merenja
ü U toku kratkog obilaska pogona potrebno je definisati: • Očigledne izvore energetskih gubitaka, kao što su
oštećena izolacija ili mesta bez izolacije, curenja vode, pare i kondenzata
• Stanje mernih instrumenata uz navođenje koji instrumenti nisu u operativnom stanju
ü Iskustvo i obučenost auditora je od vitalnog značaja za efikasno i korektno sprovođenje kratkog snimanja energetskog stanja jedne kompanije
Analiza podataka
ü Auditor izvodi preliminarnu analizu potrošnje energije deleći je prvenstveno prema izvoru (gorivo i električna energija)
ü Ukoliko je moguće definiše potrošnju energije po svakom tzv. Energy Cost Center, npr. po svakom od pojedinačnih pogona ili uređaja, ukoliko je to moguće.
Tipične zavisnosti potrošnje energenata od proizvodnje
Производња
A
Потр
ошњ
а ен
ерги
је
Производња
Потр
ошњ
а ен
ерги
јеПроизводња
Потр
ошњ
а ен
ерги
је
ПроизводњаПо
трош
ња
енер
гије
Производња
Потр
ошњ
а ен
ерги
је
Производња
Потр
ошњ
а ен
ерги
је
Б
В
Г
Д
Ђ
Potr
ošnj
a en
ergi
je
Potr
ošnj
a en
ergi
je
Potr
ošnj
a en
ergi
je
Potr
ošnj
a en
ergi
je
Potr
ošnj
a en
ergi
je
Proizvodnja
Proizvodnja
Proizvodnja Proizvodnja
Proizvodnja
A B
C
D
E
Izveštavanje
Izveštaj sadrži sledeće celine:
· Opis trenutne situacije u kompaniji u pogledu potrošnje energije
· Proračune relevantnih parametara za analizu i procenu nivoa energetske efikasnosti kompanije
· Predloge mera koje ne zahtevaju ulaganja ili zahtevaja ulaganja nižeg nivoa radi poboljšanja EE
· Preliminarnu procenu mera koja zahtevaju ulaganja srednjeg i višeg nivoa
· Specifikaciju aktivnosti koje se odnose na sprovođenje detaljnog energetskog audita.
Prezentacija osnovnih podataka kao osnove za energetski audit u
kompniji
Uvod ü Godina osnivanja kompanije: ............. ü Broj zaposlenih: ............. ü Broj zaposlenih u energetici: ............. ü Proizvodi:
• Čokolada: ............. • Proizvodi od brašna: ............. • Bombone: .............
ü Godišnji troškovi za energente: ............. ü Fabrika radi ustaljnim režimom u toku cele godine,
remont se obavlja u julu mesecu i traje 15 dana. ü Iskorišćenost proizvodnih kapaciteta .... % ü Kratak opis proizvodnih celina (tehnološka šema sa
tokovima materijala i energenata) i energetskog sistema
Uporedni prikaz utrošenih sirovina u proizvodnom procesu
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
Brašno Šećer Kakao zrno Biljna mast Mleko pun.
Količ
ina
sirov
ina,
t
2007 2008 2009
Uporedni prikaz obima proizvodnje po proizvodima u periodu od 2007.-2009. g
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Obi
m p
roizv
odnj
e po
pro
izvod
ima,
t/g
od
2007 2008 2009
Potrošnja energenata 2007.-2009.g.
Utrošak prirodnog gasa
Korelacija – obim proizvodnje-utrošak PG
Utrošak električne energije
Korelacija – obim proizvodnje-utrošak el.en.
Uporedni troškovi za energente
Struktura troškova za energente
2009.
2010.
Struktura troškova za el.en.
Specifična potrošnja energije ü Specifična potrošnja energije: 6,21-8,67 GJ/t proizvedenog
proizvoda. ü Normativi u EU iznose 2 – 4 GJ/t. ü Značajan potencijal za uštede!
Energetski sistem-parni i toplovodni
üSadašnji energetski sistem zasniva se na: ü jednom parnom kotlu snage gorionika 5400 kW, üjednom toplovodnom kotlu snage gorionika 4000 kW üelektričnoj energiji (ukupno instalisana snaga u el.
grejačima 820 kW).
Energetski sistem-parni i toplovodni
ü Gubici energije u sadašnjem sistemu procenjeni su na osnovu sledećih karakteristika
Parni sistem: ü Stepen korisnosti kotla se nalazi u opsegu 80-85%. ü Veći deo kondenzata se ne vraća u kotlarnicu zbog neispravnosti
sistema za povrat kondenzata i zbog direktnog grejanja parom u tehnologiji.
ü Otparak se ne koristi. ü Odvajače kondenzata na velikom broju potrošača je potrebno
zameniti. ü Pojedini delovi cevovoda i veći broj sudova za skladištenje matrijala
neizolovani. ü Para se koristi i kod potrošača gde za to nema realnih potreba –
grejanje sudova za skladištenje koji rade pri niskim temperaturskim režimima.
Energetski sistem-parni i toplovodni
Toplovodni sistem ü Trenutno se koristi centralni toplovodni sistem isključivo za grejanje
prostorija. ü Kotao predimenzionisan (snaga gorionika 4000 kW, realno potrebno
1750 kW). ü Stepen korisnosti kotla iznosi 89%.
ü Sudovi i tankovi za zagrevanje uglavnom koriste električnu energiju (oko
80% sudova) i paru (njih 20%) koja se ubacuje u međuprostor duplikatora, pri čemu se kondenzat odvodi u kanalizaciju preko prelivnog sistema.
ü Otpadna toplota od peći, kotlova i parnih potrošača se ne koristi.
Proizvodnja pare - preporuke
ü Izgradnja jedinstvenog energetskog sistema koji obuhvata:
ü Izgradnju parnog sistema za potrošače koji moraju da koriste
paru, sa jednim parnim kotlom snage 2300 kW (4000 kg/h) i potpuna rekonstrukcija sistema za razvod pare i povrat kondenzata, uz korišćenje otparka i pothlađivanje kondenzata.
ü Izgradnju toplovodnih sistema, za grejanje prostorija i za potrošače koji mogu da koriste toplu vodu za zagrevanje primenom visoko efikasnih gasnih kondenzacionih kaskadno povezanih kotlova. Ovim će potrošači koji su koristili električnu energiju preći na toplovodni sistem, s tim da se postojeći elektrogrejači zadržavaju kao rezervni sistem grejanja.
Proizvodnja pare - preporuke
ü Izgradnja sistema za iskorišćenje otpadne toplote peći i pržionika koji se sprežu sa toplovodnim sistemom. Deo otpadne toplote od hlađenja proizvoda sa peći koristiće se za grejanje pakeraja.
ü Uz ovaj sistem predloženo je rešenje sušenja i pripreme vazduha u prostoriji gde su smešteni uređaji za sušenje skroba, budući da problem vlažnosti vazduha bitno utiče na mogućnost postizanja punog kapaciteta ovih uređaja. Investicije za ovo rešenje date su u sklopu ukupne cene energetskog sistema.
ü Ukupno je potrebno, na nivou svih pogona, izolovati 53 suda za skladištenje i zagrevanje radnih materija. Na osnovu dobijenih rezultata proračuna toplotnih gubitaka kroz neizolovane i izolovane cilindrične sudove, toplotni gubici mogu biti smanjeni za 2710 GJ na godišnjem nivo (753 MWh), što je ekvivalentno 34560 €.
Saniranje izolacije objekata - preporuke
ü Mera obuhvata zamenu postojećih prozora i postavljanje dodatne termo izolacije na mestima na kojima je prema merenjima stanje fasade bilo loše.
ü Nakon postavljanja dodatne termoizolacije (8 cm stiropora) u skladu sa aktuelnim evropskim standardom koeficijent prolaženja toplote - k će se smanjiti na 0,4 W/m2K. Novi prozori će imati niži koeficijent k od 1,4 W/m2K a infiltracija vazduha će se takođe smanjiti zbog promene prozorskih ramova. Izvor:“KOMERLING” i “WINTECH”
ü Treba uzeti u obzir da gubitci kroz krov, pod i infiltracija vazduha, nisu uzeti u obzir u ovom proračunu.
Sistem osvetljenja-zapažanja
ü Na osnovu izvršenog pregleda stanja i merenja intenziteta osvetljaja u okviru pogona došlo se do zaključka da nivo osvetljaja nije u skladu sa propisima SRPS normi i HACCP standarda (nivo sadašnjeg osvetljaja je značajno niži od propisanog).
Sistem osvetljenja-preporuke
ü Predloženo je idejno rešenje rekonstrukcije sistema osvetljenja za sve proizvodne pogone i magacine u fabrici koje se sastoji iz zamene postojećih svetiljki novim visokoefikasnim Somar-Eluma sistemom osvetljenja.
ü Pored uštede električne energije, ovim sistemom se
dobija značajno poboljšanje u nivou osvetljenosti svih pogona i magacinskih prostora.
Sistem osvetljenja-preporuke
ü Ugradnja ovog sistema donosi sledeće prednosti: ü dug vek trajanja sijalica; ü momentalan start pri uključivanju; ü postojanje senzora na sijalicama daje dodatnu uštedu
kroz dimabilne i upravljive prigušnice, a time se eliminiše i postojanje ljudskog faktora (ostavljanje uključenog sistema i kada to nije neophodno);
ü smanjenje potrebe za održavanjem; ü ušteda kod sistema klimatizacije prostora; ü bolji efekat distribucije svetla linearnih izvora u
poređenju sa tačkastim (reflektori); ü faktor snage blizak 1 (nepostojanje reaktivne energije); ü materijal svetiljki se izrađuje od materijala koji se mogu
reciklirati.
Elektro-potrošači-zapažanja
ü Snimanjem postojećeg stanja na sistemu za snabdevanje električnom energijom utvrđeno je da i pored sistema za kompenzaciju reaktivne energije i dalje postoji određena reaktivna snaga koja nije kompenzovana, odnosno u periodima slabog opterećenja dolazi do pojave tzv. „prekompenzacije“ (negativne vrednosti reaktivne snage).
ü Ne postoji fiksni deo kompenzacije, odnosno kondenzatorska baterija koja se vezuje uz sam transformator sa zadatkom da kompenzuje reaktivnu snagu koja pri malim opterećenjima potiče od struje praznog hoda transformatora.
Elektro-potrošači-zapažanja
ü Merenjima u okviru trafo-stanica utvrđeno je da su viši harmonici struja nešto povećani, ali još uvek ispod dozvoljenih granica, osim u slučaju transformatora T1 u trafostanici 1 gde je povećana vrednost 5-tog harmonika struje, a maksimalna vrednost ukupnog faktora izobličenja struje THDi prelazi i 30%.
ü Nepovoljan uticaj na stanje izolacije namotaja transformatora i njegovi povećani gubici (10%-15%),
ü Dodatno zagrevanje kablova koje zahteva njhovo predimenzionisanje, problemi u radu (ispadi) pojedinih potrošača.
Elektro-potrošači-zapažanja
ü Problemi u radu mogu da se jave i kod samog sistema kompenzacije reaktivne snage, jer standardni kondenzatori ne mogu da trpe veća izobličenja od 10%.
Elektro-potrošači-preporuke
ü Ugradnja fiksnih kondenzatorskih baterija na trofoe. ü Predloženo rešenje je ugradnja prigušnice za
filtriranje viših harmonika struje.
Energetski menadžment
ü Zapisi o utrošenoj energiji se dobijaju mesečno od strane distributera električne energije / prirodnog gasa
ü Predlog: Ugradnja sistema za merenje i praćenje uz akviziciju podataka o utrošenoj energiji / obračun specifičnog utroška energije
Rezime
ü Značajne mogućnosti za energetske uštede ü Identifikovane su mere koje se odnose na
mala ili srednja ulaganja ü Procena za ukupne uštede energije iznose
više od 25%
Rezime predloženih mera EE R.br. Predložena mera poboljšanja
EE Vrednost investicije Uštede Prost period
otplate
EUR EUR god 1. Rekonstrukcija parnog i
toplovodnog energetskog sistema sa korišćenjem otpadne toplote
1.301.070 318.040* 332.330**
4,09* 3,91**
2. Fasade objekata (postavljanje izolacije i zamena prozora i vrata)
135.210 28.580 4,73
3. Osvetljenje (ugradnja štedljivih svetiljki sa senzorima)
235.880 86.900* 114.130**
2,71* 2,07**
4. Električna energija (kompenzacija reaktivne snage, uvođenje sistema za energetski menadžment)
121.400 129.940 0,93
5. Troškovi za projektovanje (izrada glavnih mašinskih, elektro i građevinskih projekta 3,5% od vrednosti investicije)
62.775 - -
Ukupno za sve mere od 1. do 5. 1.856.335 563.460* 604.980**
3,29* 3,07**
6. Izgradnja sistema za prečišćavanje bunarske vode do kvaliteta pijaće vode kapaciteta 10 l/s
240.000 141.270 1,70
Ukupno za sve predložene mere od 1. Do 6. 2.096.335 704.730*
746.250** 2,97*
2,81**
ENERGETSKA EFIKASNOST
SUOČITI SE SA PROBLEMOM I NIKADA NE ODUSTAJATI!
HVALA NA PAŽNJI J PITANJA?
dr Mirjana Stamenić, vanr.prof. [email protected]
web: http://pt.mas.bg.ac.rs