Inovativni pristupi upravljanju energijom u kemijskim zavodima

Strategije energetske učinkovitosti temeljene na podacima

Sustavi stvarno-vremenskog praćenja potrošnje energije

Uređaj za stvarno-vremenski nadzor je ključan za postizanje niske potrošnje energije u kemijskim zavodima. Takvi sustavi nude informacije u stvarnom vremenu o stopama potrošnje energije i pomažu operaterima da nadgledaju uticaje s čvrstom kontrolom. Tehnologije nadzora u kemijskim zavodima Senzori omogućeni Internutom stvari (IoT) koriste se za više primjena za nadzor zavoda. S ovom tehnologijom, menadžeri zavoda mogu stalno pratiti koliko se energije troši i mijenjati procese u stvarnom vremenu, što izaziva tradične procese donošenja odluka. Postoji mnogo primjera gdje su implementacije stvarno-vremenskih tehnologija za nadzor pomogle u postizanju značajnih ušteda energije i poboljšanju operativne učinkovitosti. Na primjer, pilotni projekt Cisco proveden u Flextronicsu video redukciju u potrošnji energije od 20 do 30 posto. Ovi sustavi zavodu omogućuju otkrivanje suboptimalnosti i brzo ju ispravljaju kako bi se minimizirala potrošnja energije.

Prediktivna analitika za optimizaciju procesa

Upravljanje energijom u kemijskim zavodima se transformira predviđajućim analizama i boljim optimizacijama procesa. Putem naprednih algoritama i modela strojnog učenja, predviđajuće analize mogu predvidjeti moguće potrebe za energijom i promjene – služeći kao cijenjeni raspoređivač resursa. Uspjeh iz nekoliko industrija ilustrira njegov potencijal za podsticanje učinkovitosti, poput u programima za energiju koji, poput onoga Sharon Nolenove u Eastman Chemical-u, daju postignuće u obliku dvocifrenih poboljšanja energetske učinkovitosti. Stope potrošnje energije, točnost prognoza i grafikoni održavanja su neki KPI-ji koji se koriste za mjerenje njegove učinkovitosti. S predviđajućim analizama, kemijski zavodi ne samo mogu predvidjeti svoje potrebe za energijom, već i kada će dio opreme doći do poništavanja tako da se izbjegne nedostatak radnog vremena i gubitak produktivnosti. Takve proaktivne aktivnosti doprinose dramatičnom napretku u upotrebi energije i ukupnoj produktivnosti.

Napredna rješenja IoT i automatizacije

Pametni senzori i komunikacija stroj-stroj

Inteligentni senzori i komunikacije M2M imaju vodeću ulogu u transformaciji upravljanja energijom. Pamtne senzore, sposobne da otkriju i prijave stanje opreme i uvjete procesa, omogućavaju precizno praćenje i kontrolu procesa koji koriste energiju. To je namijenjeno ne samo boljem korištenju resursa, već i razlogima preventivnog održavanja kako bi se izbjegle promjene i smanjilo se veliki iznos energije. Nadalje, komunikacije M2M omogućuju stvarima da međusobno komuniciraju, automatički izvršavajući mnoge kontrolne operacije. To smanjuje ljudsku uključenost u proces, povećava njegovu učinkovitost i minimizira mogućnost grešaka.

Jedna od glavnih prednosti uvođenja IoT-temeljnih tehnologija (npr. pametni senzori, M2M komunikacija itd.) jest mogućnost manje potrošnje energije. Putem automatskog izvođenja procesa i optimizacije energije kako bi se osiguralo korištenje stvarno-vremenskih podataka za dinamičko smanjenje potrošnje električne energije, tvrtke mogu postići smanjenje potrošnje energije do 30%. I prema istraživanjima provedenim u različitim studijama, tvrtke koje koriste rješenja Internet of Things (IoT) ostvaruju profit kao rezultat veće produktivnosti koja nastaje zbog učinkovitijih poslovnih procesa i veće točnosti, te smanjenog otpada.

Nadzor na temelju drona za energetske revizije

Becaju se sve više koristiti kao suštinski alati u izvođenju energetske revizije i procjene. Ponude novi pristup time što omogućuju pristup podacima iz teško dostupnih područja, smanjujući ili čak eliminirajući potrebu za ručnim inspekcijama koje su i vremenski troškaste i opasne. Beca s kamerama i senzorima mogu pružiti podatke visoke rezolucije o energetskoj infrastrukturi — u par sati — poput toga koliko dobro stropovi zadržavaju toplinu ili koliko učinkovito rade sustavi HVAC. Ovaj pristup s zraka može pružiti detaljan energetski pregled, otkrivajući promjere, neefikasnosti i moguće probleme u održavanju skoro odmah.

Prednosti nadzora pomoću drona su posebno značajne u području troškova i vremena. Primjene su pokazale da korištenje tehnologije drona za energetske procjene smanjuje troškove za 50% i smanjuje vrijeme inspekcije više od 70%. S napredkom u tehnologiji drona, njegov doprinos upravljanju energijom bit će učinkovito poboljšan i poboljšan kako bi se bliže integrirao s drugim digitalnim alatima i pružao bolje značajke analize podataka. Napretci u softveru drona i korištenje stvarno-vremenskih podataka također mogu pomoći u poboljšanju sposobnosti drona za energetske revizije, a možda će čak postati neizostavan dio skupa alata koji se koriste za činjenje proizvodnje i potrošnje energije učinkovitijim.

Integracija obnovljivih izvora energije u proizvodnju kemičkih tvari

Izazovi i rješenja pri uvođenju solarno/vjetreničke energije

Postoji mnogo prepreka u korištenju sunčeve i vjetrove energije za proizvodnju kemičkih tvari. Za mnoge kemijske tvornice, početni ulog je visok, prostor za solarni panel je ograničen, a vjetrova energija je nestaljna. Da bi se smanjile ove prepreke, implementirane su rješenja poput PPA-ova i lokalnog skladištenja energije. Korisna su za rasprostranjenje finansijskog opterećenja i reguliranje ponude energije, što se odnosi na razinu ovisnosti o energiji.

Nekoliko slučajeva ističe uspješnu integraciju. Na primjer, jedna kemijska tvrtka u Njemačkoj postigla je značajan 30% smanjenje svojih troškova energije instaliranjem sunčanih ploča i korištenjem PPA-a za vjetrovu energiju. Taj vrsta proaktivne integracije energije ne samo optimizira operacijske troškove, već također poboljšava održivost.

Tehnologija nastavlja napredovati, što bi trebalo omogućiti još jasnije putove za integraciju obnovljivih izvora u kemijsku industriju. Postoji i mogućnost daljnjih razvoja, kao što su naprednije tehnologije skladištenja energije baterijama, te hibridi koji koriste više obnovljivih izvora energije za pružanje stabilnih baznih opterećenja. Industrija očekuje da će isprobati nove projekte poput plutajućih solarnih farmi i obalnih vjetrovaca kako bi se dobilo više prostora i generiranja energije.

Tehnologije pretvorbe otpada u energiju

Tretman otpada u energiju postaje sve popularniji kao održiva alternativa tradiicionalnim metodama utovaranja otpada. Ova praksa uključuje uzimanje otpada iz industrije i pretvaranje ga u energiju koja se može koristiti, time smanjujući potrebu za smetnjacima i smanjujući emisije stakleničkih plinova. U ovom smislu obično se koriste tehnike poput spaljivanja, gasifikacije i aneorobne digestije. One su različite po performansama i odgovornosti prema karakteristikama otpada i energiji koja se želi dobiti.

Izdnevni primjeri uspješnih primjena pretvorbe otpada u energiju mogu se pronaći unutar kemijskih zavoda koji su uspjeli generirati značajne dijelove svojih energetskih potreba iz otpada na samom objektu. Jedan takav ob RT u Nizozemskoj izviještio je da je smanjio troškove energije za 15% tijekom pet godina implementacijom anaerobne digestije za obradu organskog otpada.

Gospodarski prednosti koje rješenja pretvorbe otpada u energiju stvaraju su također dugoročne; omogućuju zavodima štednju na upravljanju otpadom i generiranje prihoda od proizvodnje energije! Također, takve inicijative podstiču cirkularnu ekonomiju u kojoj je otpad ne krajem puta, već materijalom koji se može i treba ponovno iskoristiti. S daljnjim napredcima u tehnologiji, očekivati trebamo da će se pojaviti povećana učinkovitost i prelomni pokušaji u kapacitetu pretvorbe otpada u energiju u kemijskom sektoru.

Digitalni dvojci za održive operacije

Simuliranje poboljšanja energetske učinkovitosti

Korištenje digitalnih dvojčića igra preokupirajuću ulogu u poboljšanju energetske učinkovitosti kemijskih tvornica. Ovi digitalni dvojčići simuliraju stvarne procese i služe kao mjesto za optimizaciju rada bez prerivanja fizičke proizvodnje. Simulacijska tehnologija može predvidjeti različite promjene u opremi i procesima te pronaći potencijal za uštedu energije. Te simulacije su pokazale da postoji veliki potencijal u smislu operativne i energetske uštede. Dakle, na primjer, poduzeća koja uvode tehnologiju digitalnih dvojčića obično smanjuju potrošnju energije za više od 10%. Slijedeći prijelaz industrije prema pametnoj proizvodnji, digitalni dvojčići će biti ključna sastavčica, podržavajući učinkovitu i održivu proizvodnju.

Zatvoreni sustavi povratne informacije za neprestano unapređivanje

Zatvorena petlja sustava za upravljanje povratnim kanalima i nadzorom ključna je za neprestano unapređivanje u upravljanju energijom (što je već prepoznano u hemijskim zavodima). Ti sustavi koriste analitiku stvarnih podataka u realnom vremenu kako bi pružili trenutačnu povratnu informaciju o performansama, tako da se performanse mogu neprestano procijenjivati i poboljšavati. Primjene ilustriraju značajan potencijal u hemijskim zavodima, gdje pristup temeljen na povratnim informacijama rezultirao je velikim štednjom energije i poboljšanjem kvalitete proizvoda. Iako postoje neke težine povezane s visokim fiksним troškovima, prednosti korištenja zatvorenih-petljastih sustava, npr. smanjenje gubitaka energije i učinkovitije upotrebe resursa, jasne su. To su glavni primjeri uloge koju tehnologija može igrati u činjenju industrije učinkovitijom i održivom.