EN
Στρατηγικές Ενεργειακής Αποδοτικότητας Βασισμένες σε Δεδομένα
Συστήματα Πραγματικής Χρονικής Επιθεώρησης για Τη Κατανάλωση Ενέργειας
Το συσκευαστικό πραγματικού χρόνου είναι απαραίτητο για την επίτευξη χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας σε χημικά εργοστάσια. Τέτοια συστήματα προσφέρουν πληροφορίες αναβαθμισμένων στιγμιών για τις ποσοστώσεις κατανάλωσης ενέργειας και βοηθούν τους χειριστές να επιβλέπουν τις υπηρεσίες με αποφασιστικό έλεγχο. Οι τεχνολογίες επιβλέψεως σε χημικά εργοστάσια. Οι αισθητήρες που ενεργοποιούνται από το Δίκτυο των Πραγμάτων (IoT) χρησιμοποιούνται για διάφορες εφαρμογές επιβλέψεως του εργοστασίου. Με αυτή τη τεχνολογία, οι διαχειριστές του εργοστασίου μπορούν να επιβλέπουν συνεχώς πόση ενέργεια χρησιμοποιείται και να τροποποιούν τις διαδικασίες άμεσα, προκαλώντας προκλήσεις στις παραδοσιακές διαδικασίες λήψης αποφάσεων. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα όπου η εφαρμογή τεχνολογιών πραγματικού χρόνου βοηθά να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και βελτίωση της λειτουργικής αποτελεσματικότητας. Για παράδειγμα, ένα προσωρινό έργο της Cisco που εφαρμόστηκε στη Flextronics είδαμε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 20% - 30%. Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν στο εργοστάσιο να ανιχνεύει την υποαπόδοση και να την διορθώνει γρήγορα για να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας.
Προγνωστική Ανάλυση για την Βελτίωση των Διεργασιών
Η διαχείριση ενέργειας σε χημικά εργοστάσια μεταμορφώνεται από προϊδικτική ανάλυση και καλύτερη βελτιωμένη διαδικασία. Μέσω προηγμένων αλγορίθμων και μοντέλων μηχανικής μάθησης, η προϊδικτική ανάλυση μπορεί να προβλέψει τις πιθανές ανάγκες ενέργειας και τις αλλαγές – λειτουργώντας ως αξιόλογος διανομέας πόρων. Οι επιτυχίες από διάφορες βιομηχανίες απεικονίζουν το δυναμικό της να υποδηλώσει αποδοτικότητα, όπως σε ενεργειακά προγράμματα που, όπως αυτό της Sharon Nolen στο Eastman Chemical, παράγουν κέρδη ενεργειακής αποδοτικότητας πάνω από διπλάσιους ψηφίους. Τα ρυθμοί κατανάλωσης ενέργειας, οι ακριβείς προβλέψεις και τα χρονοδιαγράμματα συντήρησης είναι μερικοί KPI που χρησιμοποιούνται για να μετρηθεί η αποτελεσματικότητά της. Με τη χρήση προϊδικτικής ανάλυσης, τα χημικά εργοστάσια μπορούν να προβλέψουν μόνο τις ανάγκες ενέργειας τους, αλλά και να προβλέψουν όταν ένα κομμάτι εξοπλισμού θα αποτύχει ώστε να αποφύγουν την διακοπή και την έλλειψη παραγωγικότητας. Τέτοιες προειδοποιητικές δραστηριότητες συνεισφέρουν σε δραματική πρόοδο στη χρήση ενέργειας και στη συνολική παραγωγικότητα.
Προηγμένα λύσεις IoT και αυτοματοποίησης
Έξυπνα αισθητήρια και επικοινωνία μηχανής-με-μηχανή
Νευρικοί αισθητήρες και επικοινωνία M2M παίζουν ολέθριο ρόλο στη μεταμόρφωση της διαχείρισης ενέργειας. Νεοειδείς αισθητήρες, που μπορούν να ανιχνεύουν και να επικοινωνούν για την κατάσταση του εξαρτήματος και των συνθηκών της διαδικασίας, επιτρέπουν ακριβή παρακολούθηση και ελιγμό των διαδικασιών που χρησιμοποιούν ενέργεια. Αυτό γίνεται όχι μόνο για καλύτερη χρήση των πόρων, αλλά και για λόγους προληπτικής διαφυλάξεως, προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι διακοπές και να εξοικονομηθεί μεγάλος όγκος ενέργειας. Επιπλέον, οι επικοινωνίες M2M επιτρέπουν στα αντικείμενα να επικοινωνούν μεταξύ τους, αυτοματοποιώντας πολλές ελεγχόμενες λειτουργίες. Αυτό μειώνει την ενεργειακή εμπλοκή του ανθρώπου στη διαδικασία, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητά της και ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα σφαλμάτων.
Ενας από τους κύριους προβληματισμούς της εφαρμογής τεχνολογιών με βάση το IoT (π.χ., έξυπνα αισθητήρια, επικοινωνία M2M κλπ.) είναι η δυνατότητα να χρησιμοποιείται λιγότερη ενέργεια. Μέσω της αυτομάτωσης των διεργασιών και της βελτιστοποίησης της ενέργειας για να εξασφαλίζεται ότι οι δεδομένοι σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιούνται για να μειωθεί δυναμικά η κατανάλωση ισχύος, οι οργανώσεις μπορούν να επιτύχουν μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μέχρι και 30%. Και σύμφωνα με μελετές που έχουν γίνει, τα επιχειρήματα που χρησιμοποιούν λύσεις Internet of Things (IoT) κερδίζουν κέρδος ως αποτέλεσμα της αύξησης της παραγωγικότητας, η οποία προέρχεται από πιο αποτελεσματικές επιχειρηματικές διεργασίες και υψηλότερη ακρίβεια, καθώς και μειωμένο αποβλήτο.
Παρακολούθηση με βάση δρόνα για ενεργειακές επιθεωρήσεις
Οι δρόνες χρησιμοποιούνται καθοδικώς ως ουσιαστικά εργαλεία για την πραγματοποίηση ενεργειακής εξέτασης και αξιολόγησης. Προσφέρουν μια νέα προσέγγιση, καθώς επιτρέπουν την πρόσβαση σε δεδομένα από περιοχές που είναι δύσκολες να φτάσουν, μειώνοντας ή αποκλείοντας την ανάγκη για χειροκίνητες εξετάσεις, που είναι και χρονοβόρες και επικίνδυνες. Οι δρόνες με κάμερες και αισθητήρες μπορούν να παρέχουν δεδομένα υψηλής ανάλυσης για την ενεργειακή υποδομή — σε λίγες ώρες — όπως πόσο καλά κρατούν το θάρρος οι δαχτυλιώνες ή πόσο αποτελεσματικά λειτουργούν τα συστήματα HVAC. Αυτή η προσέγγιση από τον ουρανό μπορεί να προσφέρει μια εξαντλητική ενεργειακή εξέταση, ανιχνεύοντας διαρροές, ανεπαρκείς λειτουργίες και πιθανά προβλήματα συντήρησης, σχεδόν άμεσα.
Τα πλεονεκτά της παρακολούθησης με δρόνα είναι ιδιαίτερα σημαντικά στον τομέα του κόστους και του χρόνου. Περιπτώσεις χρήσης έχουν δείξει ότι η χρήση τεχνολογίας δρόνων για ενεργειακές αξιολογήσεις μειώνει το κόστος κατά 50% και μειώνει τον χρόνο έλεγχου κατά πάνω από 70%. Με την πρόοδο στην τεχνολογία των δρόνων, η συνεισφορά τους στην διαχείριση ενέργειας θα ενισχυθεί αποτελεσματικά και θα βελτιωθεί για να ενταχθεί πιο στενά με άλλα ψηφιακά όργανα και να προσφέρει καλύτερες λειτουργίες ανάλυσης δεδομένων. Οι προόδοι στο λογισμικό δρόνων και η χρήση πραγματικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο μπορεί επίσης να βοηθήσουν να βελτιωθούν οι ικανότητες των δρόνων στις ενεργειακές επιθεωρήσεις, και μπορεί ακόμη και να γίνει μια αναλογισμένη μέρα των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για να κάνουν την παραγωγή και τη χρήση ενέργειας πιο αποτελεσματική.
Ενσωμάτωση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Χημική Παραγωγή
Προκλήσεις και Λύσεις για την Εφαρμογή Ηλιακής/Ανέμιας Ενέργειας
Υπάρχουν πολλά εμπόδια για τη χρήση ηλιακής και ανεμικής ενέργειας στην παραγωγή χημικών. Για πολλές χημικές εγκαταστάσεις, η αρχική επένδυση είναι υψηλή, ο χώρος για ηλιακά πάνελα είναι συμπιεστεύς και η ανεμική ενέργεια είναι μη σταθερή. Για να μειωθούν αυτά, έχουν εφαρμοστεί λύσεις όπως ΠΠΑ (PPAs) και τοπική αποθήκευση ενέργειας. Είναι χρήσιμες για να διανεμηθεί ο οικονομικός φορτώνας και για να κανονιστεί η παροχή ενέργειας, η οποία συσχετίζεται με το επίπεδο εξαρτησιμότητας από την ενέργεια.
Αρκετές μελέτες περιπτώσεων υπογραμμίζουν επιτυχείς ολοκληρώσεις. Για παράδειγμα, μια χημική εταιρεία στη Γερμανία επέτεινε σημαντική μείωση των κόστων ενέργειας της κατά 30% με την εγκατάσταση ηλιακών πανελίων και τη χρήση PPA για ανεμική ενέργεια. Αυτό είδος πρωτοβουλιών ενεργειακής ολοκλήρωσης δεν μόνο αποτελεί τις λειτουργικές δαπάνες αλλά επίσης ενισχύει την βιωσιμότητα.
Η τεχνολογία συνεχίζει να εξελίσσεται, που θα πρέπει να διευκολύνει ακόμα περισσότερο τις διαδρομές για την ολοκλήρωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη βιομηχανία χημικών. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα για περαιτέρω εξελίξεις όπως πιο προηγμένες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας με βάση μπαταρίες, καθώς και υβριδικά συστήματα που χρησιμοποιούν πολλαπλές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για να παρέχουν σταθερές βασικές φορτίες. Η βιομηχανία αναμένει να δοκιμάσει νέα προ젝τα όπως κολοϊές ηλιακών σταθμών και ανεμικές παραγωγικές εγκαταστάσεις στον οπέα για να αποκτήσει περισσότερη χρήση του χώρου και της παραγωγής ενέργειας.
Τεχνολογίες Μετατροπής Αποβλήτων σε Ενέργεια
Η μετατροπή αποβλήτων σε ενέργεια αυξάνει σε δημοτικότητα ως βιώσιμη εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μεθόδους διαχείρισης αποβλήτων. Αυτή η πρακτική περιλαμβάνει την παραγωγή ενέργειας από βιομηχανικά απόβλητα, μείωνοντας έτσι την ανάγκη για αποθέτες και μειώνοντας τις εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων. Σε αυτό το πλαίσιο, χρησιμοποιούνται συνήθως τεχνικές όπως η εγκαύση, η γασιφορία και η αναερόβια καταπίση. Είναι πιο ή λιγότερο αποδοτικές και κατάλληλες σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των αποβλήτων και την ενέργεια που θέλουμε να παραχθεί.
Διαστημικά παραδείγματα επιτυχών εφαρμογών μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια μπορούν να βρεθούν σε χημικά εγκαταστήματα που έχουν καταφέρει να παράγουν σημαντικές ποσότητες των αναγκών ενέργειας τους από τα τοπικά απόβλητα.Ένα τέτοιο εγκατάστημα στις Κάτω Χώρες ανέφερε ότι μείωσε τις δαπάνες ενέργειας του κατά 15% τα τελευταία πέντε χρόνια, εφαρμόζοντας αναερόβια διαβοσκή για την επεξεργασία των οργανικών αποβλήτων.
Τα οικονομικά όφελη που δημιουργούνται από τις λύσεις μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια είναι επίσης μακροπρόθεσμα. Επιτρέπουν στις εγκαταστάσεις να εξοικονομούν στη διαχείριση αποβλήτων και να παράγουν εσόδα από την παραγωγή ενέργειας! Επιπλέον, τέτοιες πρωτοβουλίες προωθούν μια κυκλική οικονομία όπου τα απόβλητα δεν είναι τέλος δρόμου, αλλά αντιθέτως ένα υλικό που μπορεί και πρέπει να χρησιμοποιηθεί ξανά. Με περαιτέρω προόδους στην τεχνολογία, πρέπει να προσδοκούμε να δούμε αυξημένες αποδοτικότητες και καινοτόμες προσπάθειες στην ικανότητα μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια στον χημικό τομέα.
Ψηφιακά Δίδυμα για Αειφόρες Λειτουργίες
Προσομοίωση Βελτιώσεων Αποδοτικότητας Ενέργειας
Η χρήση ψηφιακών δίδυμων παίζει διαταραχτικό ρόλο στη βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας των χημικών εγκαταστάσεων. Αυτά τα ψηφιακά δίδυμα μιμούν πραγματικές διεργασίες και λειτουργούν ως τοπικό για την βελτιστοποίηση της λειτουργίας χωρίς να διακόπτουν την φυσική παραγωγή. Η τεχνολογία προσομοίωσης μπορεί να προβλέψει και να μοντελοποιήσει διάφορες αλλαγές στο εξοπλισμό και τις διεργασίες και να ανακαλύψει το δυναμικό εξοικονόμησης ενέργειας. Αυτές οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι υπήρχε μεγάλο δυναμικό σε ό, τι αφορά τη λειτουργική και την ενεργειακή εξοικονόμηση. Για παράδειγμα, οι επιχειρήσεις που εφαρμόζουν την τεχνολογία ψηφιακών δίδυμων μειώνουν συνήθως την κατανάλωση ενέργειας κατά πάνω από 10%. Ενώ η βιομηχανία κινείται προς την έξυπνη παραγωγή, τα ψηφιακά δίδυμα είναι προσδοκώμενα να αποτελέσουν κλειδιαίο συστατικό, υποστηρικτικό της αποδοτικής και βιώσιμης παραγωγής.
Συστήματα κλειστού κύκλου ανατροφής για συνεχή βελτίωση
Τα συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης με κλειστό δρόμο αντιδράσεων είναι κλειδιαί για τη συνεχή βελτίωση στη διαχείριση ενέργειας (που ήδη αναγνωρίστηκε σε χημικά εργοστάσια). Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν ανάλυση πραγματικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο για να παρέχουν άμεση ανατροπή επιδόσεως, έτσι ώστε η επιδόση να μπορεί να αξιολογείται συνεχώς και να βελτιώνεται. Εφαρμογές δείχνουν το σημαντικό δυναμικό στα χημικά εργοστάσια, όπου η προσέγγιση με βάση την ανατροπή έχει αποτελέσει σε μεγάλες εξοικονομήσεις ενέργειας και βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος. Αν και υπάρχουν κάποιες δυσκολίες που σχετίζονται με υψηλούς σταθερούς κόστους, τα οφέλη της χρήσης συστημάτων με κλειστό δρόμο, για παράδειγμα, η ελαχιστοποίηση των αποβολών ενέργειας και η πιο αποτελεσματική χρήση των πόρων, είναι σαφή. Αυτά είναι κύρια παραδείγματα του ρόλου που μπορεί να παίξει η τεχνολογία για να κάνει τη βιομηχανία πιο αποτελεσματική και βιώσιμη.