11.5 Общие подходы к минимизации использования энергии

Сбережение энергии во всех своих аспектах — это хороший менеджмент, ответственные действия и прогресс на пути к выросшей прибыльности компании, и здесь помогает каждая малость. В предыдущих параграфах мы упомянули аспекты сбережения энергии, относящиеся к определенным отраслям. В этом разделе мы обсуждаем несколько более общие подходы к промышленному использованию энергии, которые могут быть применены во всех секторах промышленности.

11.5.1. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

Чем «легче» отрасль, тем больше доля энергии, которая будет использована на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC)*. Это не только из-за того, что легкая промышленность по сути требует меньше энергии, чем тяжелая, но также потому, что ее производственные операции часто включают точный контроль внутренней среды предприятия. Значительная экономия энергии может быть достигнута за счет улучшения «эффективности оболочки» зданий, т.е. герметизации, отделки окон, надлежащей посадки деревьев и кустарников и т.п. Контроль за состоянием оборудования HVAC часто вообще не осуществляется, а ведь он способен быть очень выгодным. Основные выгоды может принести замена устаревшего оборудования HVAC современным, управляемым компьютером, который потребляет на 30—90% меньше энергии в зависимости от специфики использования.

11.5.2. Освещение

Обеспечение надлежащего освещения часто составляет более 20% промышленного использования энергии. Как показывает рис. 11.8, существует много возможных подходов к обеспечению надлежащего освещения. Традиционное использование ламп накаливания или флуоресцентных ламп без хороших отражателей, электронных балластов и высокоэффективных колб может быть без труда улучшено, часто с периодом окупаемости менее двух лет. Обычно та же освещенность может быть обеспечена за счет 1/10 или 1/15 потребления энергии ламп накаливания.

HVAC — heating, ventilating, air conditioning.

Лампа накаливания -

Ртутная лампа -

Флуоресцентная лампа

Металл-галидная

Натриевая с высоким

давлением

Натриевая с низким давлением

80 100 120 140 160

Световой поток, люмен/Вт

Рис. 11.8

Диапазон энергоэффективности (U.S. Department of Energy, Energy-Efficient Lighting, DOE/CE-0162, Washington, DC, 1986.)

11.5.3 Производство энергии на местах

Помимо сокращения использования энергии выгодна энергия, которая имеется на производственном предприятии, но не используется. Обычно это тепло процессов. Если оно не участвует в теплообмене, оно часто оказывается доступным для генерирования электроэнергии на месте. Один из способов сделать это - использование тепла и энергии одного термодинамического цикла, т.е. когенерации. Существует множество ее разновидностей, одна из которых показана на рис. 11.9. В этих интегрированных энергетических системах (integrated energy systems, IES) поток энергии — это желательный выпуск, как и поток продуктов. Любая дополнительная энергия, которая образуется, может быть продана обратно поставщику электроэнергии, став маленьким вкладом в интегрированную энергетическую сеть, или, возможно, быть сохранена в химических соединениях для последующего освобождения и использования.

В ряде промышленных предприятий, включая сталелитейные заводы, нефтехимические комплексы и нефтеперерабатывающие заводы, можно использовать поток отходов процесса, например горючих углеводородов, как топливо для получения энергии. В зависимости от типа процесса, доступности и стоимости коммерческой энергии конструирование и создание мощности IES может быть хорошим способом использовать доступные ресурсы для разных целей.

Воздействия на окружающую среду в мощностях IES иногда могут быть минимизированы путем тщательного отбора источников энергии. Например, биотопливо может быть вариантом в одних местах, энергия воды — в других. Необычный, но достойный похвалы пример перехода на другой источник энергии - пример фабрики Monsanto's Sauget, Иллинойс, которая производит энергию путем сжигания смеси дробленого лома шин и угля. Смесь сжигать дешевле и чище, чем чистый уголь, и фабрика использует около 1 млн шин в год.

Иногда переход на другой источник энергии среди более обычных источников гарантирован, если может быть уменьшено общее воздействие на окружающую среду. Выбор может делаться, таким образом, между вариантами ископаемого топлива или другими потенциальными источниками. Успешным примером этого принципа может послужить производственное предприятие Lucent Technologies в Колумбии, Огайо, которое покупает на сжигание метан на находящемся по соседству полигоне отходов. Этот газ, продукт анаэробного биологического разложения веществ, хранящихся на полигоне, который в противном случае попал бы в атмосферу и способствовал бы глобальному потеплению, используется вместо ископаемого природного газа.