Jak skutecznie zarządzać energią przemyśle?

Obiekty przemysłowe zużywają 33% globalnej energii, wyprzedzając pod tym względem pozostałe segmenty odbiorców, takie jak transport, budynki użytkowe czy mieszkalne. Właściciele przedsiębiorstw są zazwyczaj świadomi wpływu zużycia energii na koszty funkcjonowania firmy, jednak wiele możliwości dotyczących poprawy efektywności energetycznej nie jest przez nich wykorzystywanych.

Do efektywnego zarządzania energią zobowiązują przedsiębiorców także przepisy unijne. Jednak spełnienie wymagań Unii Europejskiej może być trudne ze względu na to, że szacuje się, iż do 2050 r. ma nastąpić dwukrotny wzrost popytu na energię. Z tego względu należy wcześniej zastanowić się nad możliwościami jej oszczędzania.

Redukcje uzyskiwane poprzez wprowadzenie rozwiązań poprawiających efektywność energetyczną mogą być bardzo znaczące. W przeciętnym obiekcie przemysłowym można zmniejszyć zużycie energii o 10-20%. Renowacja budynku w trzech kluczowych obszarach (HVAC, oświetlenie i zintegrowane rozwiązania dla budynków) może dać do 30% oszczędności, natomiast w prywatnych mieszkaniach mogą one sięgnąć nawet 40%.

Mimo że polscy przedsiębiorcy zdają sobie sprawę z nadmiernego zużycia energii, to często nie przywiązują zbyt dużej wagi do tego problemu. W Polsce zainteresowanie poprawą efektywności energetycznej jest dużo mniejsze niż w innych krajach Europy. Przodujące w tym zakresie są Niemcy i Francja. W państwach, w których wiele inwestycji już zrealizowano i zauważono ich pozytywne efekty, dlatego łatwiej jest podejmować decyzje o kolejnych tego typu inicjatywach.

Przedsiębiorcy zazwyczaj nie wiedzą, od czego zacząć, by poprawić efektywność energetyczną swojej firmy. Na rynku jest wiele urządzeń zmniejszających zużycie prądu, dlatego wcześniej należy dokładnie przeanalizować, które z nich sprawdzi się w danym przedsiębiorstwie, a które będzie tylko zbędnym wydatkiem.

W wielu przypadkach pierwszym krokiem w kierunku poprawy efektywności energetycznej powinien być audyt energetyczny. Z uwagi na zalecenia dotyczące poprawy wydajności zużycia energii jest on bardzo wartościowy, jednak zwykle nie zawiera szczegółowego opisu mechanizmów i rozwiązań zapewniających pełne wykorzystanie każdej możliwości. By uzyskać długofalowe, stabilne w czasie oszczędności energii należy przygotować strategiczny plan działań. Składa się on z czterech elementów: pomiaru zużycia energii, ustalenia podstawowych miejsc wymagających działania, wprowadzenia automatyki tam, gdzie jest to zasadne, a także monitorowania i kontroli.

Pomiar zużycia energii

W celu lepszego zarządzania energią należy zacząć od uzyskania informacji, na temat bieżącego jej zużycia. Oznacza to konieczność zgromadzenia danych o głównych odbiorcach energii w zakładzie i dokonania analizy ich wpływu na całkowite zużycie energii. Na tym etapie ważna jest instalacja urządzeń pomiarowych i systemu monitoringu, ponieważ stanowi punkt odniesienia do oceny zużycia mediów energetycznych w zakładzie oraz zwiększa świadomość pracowników w tym zakresie.

Mimo że audyt energetyczny daje właścicielowi przedsiębiorstwa obraz bieżącej gospodarki energetycznej w poszczególnych sektorach firmy, to w praktyce wartość tej informacji nie będzie kluczowa. Najistotniejsze jest w tym przypadku podjęcie działań, dotyczących zaleceń zawartych w audycie. Plan powinien obejmować zarówno niecierpiące zwłoki usprawnienia, jak i długoterminową strategię na rzecz optymalizacji zużycia energii. Udoskonalenia wprowadzone tylko doraźnie nie spełnią swojego zadania, i tylko na chwilę poprawią sytuację. Jedynie długoterminowa strategia przyniesie oczekiwane rezultaty. Dobrze przemyślany plan powinien przede wszystkim odzwierciedlać długofalową politykę energetyczną przedsiębiorstwa.

Implementacja podstawowych usprawnień i zmian często jest głównym działaniem kierownictwa firmy, wynikającym z audytu. Może ona obejmować instalację energooszczędnych urządzeń (np. modernizację oświetlenia) lub poprawę współczynnika mocy. Takie zmiany mogą przełożyć się nawet na 15-procentowy wzrost wydajności energetycznej, jednak są to działania zazwyczaj jednorazowe.

Wprowadzenie automatyki

Bieżącą poprawę efektywności energetycznej można osiągnąć poprzez zautomatyzowanie oraz regulację procesów i systemów zainstalowanych w obiekcie. Rozwiązania, takie jak sterowanie oświetleniem na podstawie zaplanowanego harmonogramu czasowego oraz czujniki ruchu i obecności, automatycznie włączają oświetlenie wtedy, gdy jest ono potrzebne. Sterowanie HVAC zapewnia optymalną pracę układów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, odpowiednio do pory dnia i potrzeb użytkowników. Układy napędowe z przetwornicami częstotliwości sterują wentylatorami i pompami w systemach ogrzewania, a także wentylacji oraz procesach produkcyjnych. W związku z tym, że ich wydajność jest płynnie dostosowywana do chwilowego zapotrzebowania, nie pracują one stale przy pełnym obciążeniu. Łącznie zastosowanie tych środków może przynieść poprawę efektywności wykorzystania energii do 15%.

Systemy automatyki ułatwiają zarządzanie energią w sposób aktywny, ponieważ poprzez zmianę ustawień parametrów można je szybko dostosować do nowych możliwości związanych z polepszeniem wydajności energetycznej, które mogą pojawiać się w przyszłości.

Monitorowanie i kontrola

Strategiczny plan działań daje gwarancję, że uzyskane oszczędności energii i kosztów nie znikną wraz z upływem czasu. Instalacje do pomiaru energii, monitoring, analiza zużycia oraz weryfikacja rachunków mogą pomóc w osiągnięciu zamierzonego celu, jednak jednym z najbardziej efektywnych sposobów jest kompleksowy system zarządzania energią EEM (ang. Enterprise Energy Management). Jest to narzędzie, które zapewnia analizę biznesową w odniesieniu do energii elektrycznej w przedsiębiorstwie. System ten zbiera wszystkie istotne informacje o gospodarce takimi mediami jak: woda, sprężone powietrze, elektryczność, gaz ziemny i para. Dane są gromadzone i analizowane, a następnie prezentowane w postaci różnorodnych raportów biznesowych, konfigurowanych zgodnie z potrzebami klienta. Są one podstawą do poszukiwania kolejnych rozwiązań i usprawnień w celu lepszego zarządzania energią w firmie lub rozwiązywania bieżących problemów, związanych z gospodarką energetyczną. Przykładowo system EEM może zostać wykorzystany do analiz służących do optymalizacji taryf energetycznych w zakładzie lub wykrywania ponadnormatywnych zużyć energii w poszczególnych działach firmy w celu podjęcia działań naprawczych.

Plan działań związany z energią może pomóc w podejmowaniu prewencyjnych kroków dotyczących jej zużycia. Jedynie podjęcie długofalowych inicjatyw związanych z polityką firmy przynosi widoczne efekty. Zmiany ważne są nie tylko jeśli chodzi o mechanizmy, ale także o postawy pracowników. Mogą one pomóc w zbudowaniu poczucia odpowiedzialności za energię w poszczególnych działach zakładu. Ułatwi to zmianę nastawienia w przedsiębiorstwie i uczyni zarządzanie energią jednym z kluczowych elementów kultury firmy.

Zielone centrum danych

Bardzo duży potencjał ograniczenia kosztów, o czym przekonało się już wiele firm, tkwi w systemach zasilania i chłodzenia centrów danych. W źle zaprojektowanej serwerowni tylko 40% energii zużywana jest przez sprzęt IT. Resztę pochłania system chłodzenia, zasilania wentylacji i klimatyzacji. Optymalne rozwiązania pozwalają na efektywne zużycie energii przez IT na poziomie nawet 70-80%, co pozwala na zredukowanie całościowego zużycia energii na zasilanie i chłodzenie o 20-30%.

Podstawowym sposobem oszczędzania energii jest inteligentne inwestowanie w sprzęt, który można dopasować do potrzeb danej firmy. Może się przecież zdarzyć, że po kilku latach rachunki za pobieraną energię przekroczą wartość kupionego sprzętu. By przekonać się, czy wybrane przez nas rozwiązanie jest odpowiednie, należy dokładnie zaprojektować serwerownię. Możliwość sprawdzenia kilku wariantów pozwala na wybór najlepszego i najefektywniejszego energetycznie rozwiązania.

Nie wystarczy tylko oszacowanie zapotrzebowania na energię, ale trzeba też stale monitorować jej zużycie. Regularna kontrola pozwala szybko reagować na zmieniające się warunki i dostosować działanie sprzętu do nowych okoliczności. Dobrym przykładem na nieefektywne zarządzanie są serwerownie, w których kilka zasilaczy wykonuje zadania, z którymi z powodzeniem poradziłoby sobie jedno urządzenie. I choć nadmiarowość jest koniecznością ze względu na zabezpieczanie się przed awariami, to jednak bardzo często instalacja jest przewymiarowana, wskutek czego występuje nadmierne zużycie energii. W szczególności centra danych starszej generacji winny gruntownie przeanalizować swoje zużycie energii. Bardzo dobrym sposobem na rozwiązanie tego problemu jest stosowanie np. macierzy zasilających, których skalowalność umożliwia dostosowywanie się do bieżących potrzeb firmy poprzez dodawanie kolejnych modułów. Takie podejście zapewnia znaczne oszczędności, ponieważ można na bieżąco rozbudowywać systemy, unikając konieczności ponoszenia nadmiernych nakładów finansowych na początku inwestycji.

Kolejnym problemem mogącym pojawić się w serwerowni jest wzrost zapotrzebowania na chłodzenie, wynikający ze zwiększającego się zużycia energii. Doprowadzona energia wydziela się w postaci ciepła. Mówiąc o zużywających duże ilości energii centrach danych, trzeba określić zapotrzebowanie na prąd konieczny do zasilania elektroniki, ale równocześnie pamiętać o energii niezbędnej do zapewnienia chłodzenia. Z tego względu istotną rolę odgrywa wybór odpowiedniego systemu chłodzenia. Jego efektywność można zwiększyć poprzez odpowiednie zarządzanie strumieniami zimnego i gorącego powietrza. Z reguły w centrach danych stosuje się jeszcze tradycyjne systemy oparte na cyrkulacji powietrza pod podniesioną podłogą, jednak o wiele bardziej efektywne chłodzenie uzyskujemy, stosując klimatyzatory rzędowe, wstawiane między szafy serwerowe.

Michał Ajchel, dyrektor Działu Efektywności Energetycznej i Serwisów, Schneider Electric

zarzadzanie_jak_skutecznie_m_ajchel_fot_autora2

Maciej Mączyński, vice president IT business, APC by Schneider Electric

Opublikowano: Ecomanager Numer 7/2011 (16-17)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *