Қалып - сақтау химиялық жобалары қарбон шығындарын азайтуға неше тәсілді

Химиялық зауыттарда энергия тиімділігін арттырудың негізгі стратегиялары

Энергия тұтынуын азайту үшін процесстерді оптимизациялау

Химиялық зауыттарда энергия тиімділігін арттырудың негізгі жолы - процесстердің жұмыс істеу әдістеріне қарап, энергия пайдалануды қысқарту жолдарын іздеу. Бұл үшін әдетте зауыттың қазіргі жағдайына жан-жақты талдау жасап, жұмыстың қалайында жатқан орындарын немесе жақсартуға болатын жерлерді анықтау керек. Көптеген кәсіпорындар қазіргі таңда өндірістің ықтимал әдістерін қабылдайды, бұл дегеніміз - артық қадамдардан құтылып, барлық жерде қалдықтарды азайту. Бұл кезде энергиямен басқару тиімділігі жақсарып отырады. Моделдеу бағдарламалары да кең таралып келеді, олар инженерлердің өзгерістер енгізбес бұрын энергия талаптарын болжап, әртүрлі параметрлерді реттеуіне мүмкіндік береді. Кейбір нақты нәтижелер де оң нәтижелер көрсетіп отыр. Мысалы, Plant X өзінің өндіріс жолын осындай тиімді әдістерге сәйкес қайта құрылғаннан кейін айлық электр энергиясының шығынын 15% дейін азайтты. Осындай жетілдірулер химиялық өндіріс саласында ақша үнемдеу мен қоршаған ортаға әсерін азайту мақсатында процесстердің тиімділігіне назар аударудың қаншалықты құнды екенін дәлелдейді.

Қалдық жылуын қайта өңдеу жүйелерін интеграциялау

Жылу қалдықтарын қайта өңдеу жүйелері өнеркәсіптік операциялар кезінде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру үшін нақты тәсіл болып табылады. Қазіргі нарықта жылу алмастырғыштардан бастап күрделі жылу мен қуат өндіру жүйелеріне дейінгі кең ауқымдағы опциялар бар. Мысалы, ӨҚҚ (органикалық қалдықтарды қайта өңдеу) жүйелерін қарастырсақ, олар өндірістік процесстер кезінде пайда болатын артық жылуды жинап алып, оны қосымша электр энергиясын шығару үшін қайтадан жүйеге қайтарады. Осындай жүйелерді орнатқан зауыттар нақты ақшаны үнемдеуді байқаса, қоршаған ортаға әсерін де азайтады. Соңғы салалық деректерге сүйенсек, дұрыс жылу қалдықтарын қайта өңдеу шешімдерімен жабдықталған кәсіпорындар өз энергия тұтыну көрсеткіштерін жалпы алғанда шамамен 20 пайызға дейін үнемдейді. Мұндай үнемдеу жылдық жұмыс шығындарын есептегенде тез көбейіп кетеді.

Өндіріс сызықтарындағы ақылды бақылау және автоматтандыру

Бақылау және автоматтандыру технологиялары химиялық зауыттардың энергия тұтынуын басқару тәсілдерін өзгертуде. Интернет заттары құрылғыларының көмегі арқылы зауыт басшылары өндіріс жүйелерін нақты уақытында бақылай алады, яғни электр энергиясына кететін шығындарды бақылау жақсаяды. Автоматтандырылған жүйелер өндірістің әртүрлі бөліктерінде энергия тұтынуды тұрақты ұстайды, ресурстарды үнемдеуге кедергі келтіретін кіші тербелістерді азайтады. Компаниялар осы бақылау жүйелеріне деректерді талдау құралдарын қолданған кезде электр сыйымында қаншалықты үнемдеу мүмкіндігі бар екенін байқайды. Саладағы мамандар соңғы кезде қызықты бір жағдайға назар аударды: автоматтандырылған басқарулар мен ақылды датчиктерді пайдаланатын зауыттар энергия үнемдеу мақсаттарына дәстүрлі жүйелерге қарағанда әлдеқайда тез жетеді. Бұл үйлесім тек қана компания пайдаcы үшін ғана емес, сонымен қатар өндірістік процесстердің уақыт өте келе таза және қоршаған ортаға дос болып жұмыс істеуіне ықпал етеді.

Шығарындыларды азайтуға бағытталған алғашқы технологиялар

БИ-шығармашылық таңдаулы сақтау шешімдері

Жасанды интеллект өндірістердің жабдықтарды ұстап тұру тәсілдерін өзгертіп жатыр, олардың қателіктер пайда болар алдында оларды анықтауына мүмкіндік беріп отыр. Шын мәнінде, күтпеген тоқтауларды азайтып, компаниялардың көп ақша үнемдеуіне және жұмыстың үздіксіз орындалуын қамтамасыз етеді. Қазіргі машиналық оқыту жүйелері дәстүрлі техникалық қызмет кестелерімен қатар жұмыс істей отырып, үлкен мөлшердегі сенсорлық деректерді талдап, бөлшектердің қашан шыр кетуі мүмкін екенін және қандай жөндеу қажеттілігін болжауға болады. General Electric және Siemens сияқты ірі өндірушілер өз кәсіпорындарында осындай ақылды техникалық қызмет көрсету жүйелерін енгізді. Олар нақты нәтижелерге қол жеткізді – техникалық қызмет көрсетуге арналған бюджеттер азайды, ал машиналар бұрынғыдан да ұзақ уақыт бойы желіде қалды. Deloitte-тің зерттеулеріне сәйкес, техникалық қызмет көрсетуге жасанды интеллект пайдаланатын зауыттар жалпы тиімділікті 30% арттырды. Бұл сандар көптеген зауыт басшыларының тәжірибеден білетінін растайды: ақылды техникалық қызмет көрсетуге инвестициялар – бұл тек модаға сай сөз емес.

Таза реакциялар үшін келесі ұрпақ катализаторлар

Қазіргі кезде химиялық реакциялар кезінде шығатын қалдықтарды азайту үшін катализаторлық трансформация технологияларындағы жаңалықтар өте маңызды болып табылады. Бұл құрылғылар химиялық өндірістердің экологиялық ортаға тигізетін зиянды әсерін азайтудың негізгі құралы болып табылады. Қазіргі заманғы катализаторлардың тиімділігі гидрокөміртектер мен тотықтар сияқты заттарды қауіпсіз болатын қосылыстарға айналдыру қабілетінде. Көптеген жетістіктер технологиялық компаниялар мен химиялық өнімдер шығаратын өндірістердің өзара ынтымақтастығы арқасында қол жеткізілді. Әртүрлі салалар бойынша зерттеу нәтижелерін талдай отырып, кейбір жағдайларда шығарындылар 25 пайызға дейін азайғанын көруге болады. Дәл осындай жетілдірілген катализаторлық жүйелер өндіріс пен планетаның денсаулығы үшін үлкен айырмашылық жасай алатынын көрсетеді.

Модульді реакторлардың жобасы термиялық тиімділікті арттыру

Модульді реакторлардың келешегі компаниялар өз операцияларын кеңейтуде ескі жүйелермен салыстырғанда қалай өзгеріп жатқанын көрсетеді. Бұл конструкциялар неге ерекшеленеді? Әсіресе, қажет болған жағдайда кеңейтіп немесе кішірейтіп отыру оңай, сонымен қатар олар жақсы қауіпсіздік функцияларымен және қазіргі химиялық өндіріс қажеттіліктеріне сәйкес жақсы жылу өткізгіштік қасиеттеріне ие. Энергия тұтыну тұрғысынан алғанда модульді блоктар өз кішігірім өлшемдері арқасында дәстүрлі реакторлардан анағұрлым тиімді. Бұл компактілік жылудың тиімді таралуына және өндіріс кезінде шығындалатын материалдардың азаюына әкеледі. Біз дәрілер шығаратын зауыттарда осындай реакторларды енгізудің нақты сәтті тәжірибелерін куәлендік. Сонымен қатар қоршаған ортаны қорғау агенттіктері сияқты мемлекеттік органдар модульді орнату арқылы табысты талаптарға сай келетінін мойындайды, сондықтан көптеген компаниялар оны қолдануға бастап жатыр. Қазіргі көзбен қарағанда, осындай жылу өткізгіштікті жақсарту арқылы энергия үнемдеу мүмкіндігі болашақта шығындарды азайтып, көміртегі ізін кемітуге мүмкіндік беретін сияқты.

Көміртегін ұстау мен сақтау жүйесін енгізу

Химиялық процесстердегі жану соңындағы ұстау технологиялары

Посткомбустиялық ұстау әдістері химиялық реакциялар көп мөлшерде CO2 бөлетін салаларда көміртегі шығарындыларын басқаруда маңызды рөл атқарады. Негізгі бағыттарға ерітінділерді сіңіргіш, қатты адсорбенттер мен отын жанғаннан кейін қалдық газдардан көмірқышқыл газын алып тастайтын арнайы мембраналар жатады. Әртүрлі жүйелер әртүрлі тәсілдермен жұмыс істейді: кейбірі CO2-ді ұстап алу үшін химиялық реакцияларға сүйенеді, басқалары молекулаларды беттерге жабыстыру үшін физикалық қасиеттерді пайдаланады, ал басқалары тек белгілі газдар өтіп кетуге, бірақ басқаларын тоқтатады. Нақты әлемдегі сынақтар жүйенің қандай екеніне және қондырғы қаншалықты үлкен болуы керектігіне байланысты әртүрлі нәтижелер көрсетті. Бұл технологиялардың кез келгенін орнату әрі бастапқы жұмысты іске қосуға, әрі күнделікті операцияларды жалғастыруға құндылық тұрғысында тұрады. Бірақ кеңінен қарағанда, зерттеулер шығарындыларды қысқарту туралы айтып, осындай инвестициялар уақыт өте көтерілуі мүмкін екенін көрсетеді. Бір зерттеу компаниялар дұрыс ұстау жүйелерін енгізген кезде шығарындыларды 90%-ға дейін қысқартуға болатынын көрсетті, ол экологиялық ізін азайтуға құлшынған кәсіпорындар үшін оларды қарастыру қажеттілігін білдіреді.

Геологиялық сақтау бойынша серіктестіктер мен инфрақұрылым

Көміртегі диоксидін дұрыс сақтау үшін дұрыс тау жыныстарын таңдау – бұл ұзақ уақыт бойы көп мөлшерде сақтау кезінде қауіпсіздікті сақтау үшін өте маңызды. Үкіметтермен бірлескен сектор ойыншылары бұл жұмысты іске асыру үшін қажетті негізгі инфрақұрылымдарды жасауға қатты ықпал етті, соның арқасында осы CO2-ті жер астына орналастыру бойынша бірнеше табысты шешімдер табылды. Компаниялар мен реттеуші органдар ынтымақтасқан сайын жобалар жылдам іске асып, әрқайсысы өз дағдылары мен қаржыларын ұсынып, сақтау мүмкіндіктерін күшейтеді. Геологиялық әдістер басқа тәсілдерге қарағанда жарылымдарға қарсы жақсырақ қорғаса да, жер астындағы жағдай бұзылса, әлі де біраз қауіп болып табылады. Батыл ұйымдар жариялаған жаңартылған зерттеулерге сәйкес, әлем бойынша көптеген аймақтарда табысты тәжірибелермен аралас қор жинау үшін үлкен мүмкіндіктер бар. Зерттеушілер жер астындағы кеңістіктердің жылына миллиондаған тонна CO2-ті сіңіріп алатынын анықтаған жеке аймақты қарастырыңыз, бұл елдердің климаттық мақсаттарына күтілгенге қарағанда тезірек жетуге көмектеседі.

Өндірістік қолданыстар үшін ауыстырылған CO2-ті қайта өңдеу

Ауыстырылған CO2-ті пайдалы нәрсеге айналдыру экологиялық мәселелерді шешудің жаңа жолын ұсынады және оңтайлы бизнес құндылығын құруға мүмкіндік береді. Компаниялар көміртегіні нақты өнімдерге айналдырудың жолын тапқан сайын, олар материалдар алу мен энергия өндірудің түбегейлі жаңа мүмкіндіктерін ашады. Біз бұны әртүрлі салаларда қазірдің өзінде көріп отырмыз. Кейбір компаниялар қайта өңделген CO2-ті синтетикалық отындар, арнайы пластмассалар және карбонаттар сияқты құрылыс материалдарын жасау үшін пайдаланады. Енді осы қолданулар тек қана теориялық емес. Қаржылық тұрғыдан да, бұл тәсіл өзін-ақ дәлелдейді. Бұл дәстүрлі ресурстарға тәуелділікті азайтады және экологиялық пайдалар әкеледі. Барлау компаниялары бұл технологияларды қолдана бастады. Нарықтық зерттеу саласындағы мамандар осы салада ынталы. Олардың есептері келесі онжылдықта зауыттар жасыл альтернативалар іздестірген сайын өсу меншігінің үлкен потенциалын болжайды. Кейбір бағаламалар ондағы нарықтық құндылықты ондаған миллиард долларға дейінгі сома деп болжап отыр, бұл технологияларға инвестцияларды жалғастыруға жеткілікті себеп болып отыр.

Энергияны үнемдеу жабдықтарын модернизациялау

Жоғары тиімділікті ректификациялық колонналарды жақсарту

Айдау колонналарын жаңарту көптеген өндірістік операцияларда энергияны пайдалану тиімділігін арттыру үшін маңызды қадам болып табылады. Жаңа жоғары тиімділікті модельдерді орнатқан кезде компаниялар әдетте нақты үнемдеулерге қол жеткізеді, себебі жаңа жүйелер материалдарды жақсырақ бөліп, жалпы алғанда аз қуат пайдаланады. Мысалы, химиялық өңдеу кәсіпорындарын алыңыз - жаңартылған айдау технологиясына көшкен осындай кәсіпорындар энергияға шығындарын тәжірибеде шамамен 30 пайызға дейін қысқартты. Қаржылық пайдалар айқын, себебі энергияны аз пайдалану ай сайынғы шығындардың азаюына әкеледі. Сонымен қатар, өндіріс циклдары кезінде шығарылатын көміртегі таяқшаларын азайту арқылы осындай жаңартулар қоршаған ортаны қорғауға көмектеседі. Көпшілік өндірушілер колонналарды жаңартуға салған инвестициялардың қайтып келуі өте тез екенін байқайды, әдетте 2-ден 4 жылға дейін, зауыттың өлшемі мен басқа да факторларға байланысты.

Сорғыларды оптимизациялау үшін айнымалы жиілікті жетектер

Жиілікті басқару құрылғылары (ВФД) насос жұмысын жақсартуда маңызды рөл атқарады, себебі операторлардың электр қозғалтқышының айналу жылдамдығы мен бұрау күшін дәл басқару мүмкіндігін береді. Насостар зауыттар мен цехтарда көп энергия тұтынады, сондықтан компаниялар осындай құрылғыларды орнатқан кезде электр энергиясына жұмсалатын ақшаны үнемдейді. Әртүрлі салалар бойынша жүргізілген нақты өлшеулер энергия тұтынудың 20%-дан 40%-ға дейін азайғанын көрсетті. Мысалы, өндірістік зауыттарда жиілігі өзгеретін жүйеге ауысқаннан кейін жұмыстың құны қатты төмендеді. Тағы бір артықшылық – насос компоненттері тұрақты толық жылдамдықпен жұмыс істеу кезінде пайда болатын кернеудің азайғаны салдарынан ұзақ қызмет етеді. Бұл жағдай жөндеу бригадаларына да байқалады, себебі уақыт өте келе хабарланған ақаулар саны азаяды. Көпшілік объектілерді басқару инженерлері энергия шығынының төмендегенін ғана емес, сонымен қатар өндірістік кестені бұзып қоймайтын күтпеген ақауларсыз тұрақты жұмыс істеуін де байқады.

Жылыту жүйелері үшін NOx деңгейі төмен жанғыш құрылғыларды қайта жобалау

Төменгі NOx жанғыш заттары бар жылыту жүйелерін жақсарту қоршаған орта үшін үлкен пайда әкеледі, өйткені олар зиянды азот тотығы шығарындыларын орасан көп азайтады. Осындай жүйелердің жұмыс істеу әдістеріне сатылы жану процесстері мен түтін газдарын қайта пайдалану сияқты жағдайлар кіреді, бұлардың бәрі шығарындыларды реттеу талаптарынан әлдеқайда төменгі деңгейге дейін азайтуға көмектеседі. Бұл жабдықтардың ескі екеніне байланысты кейбір жағдайларда шығарындыларды 70%-ға дейін немесе одан да көп азайтқан кәсіпорындар осындай модернизация жасаған кезде олардың заңды шектерді орындауына ғана емес, сонымен қатар қазіргі кезде көптеген компаниялардың тұрақты даму жоспарларының бір бөлігіне айналып отыр. Бұл ауыстыру жасалған өнеркәсіптік кәсіпорындардың соңғы кездегі сәйкестік есептерін қарайтын болсаңыз, әдетте олар өз шығарынды мақсаттарына жеткені туралы айтып қана қоймай, сонымен қатар айналасындағы аумақтардағы ауаның сапасы жақсарғанын байқауға болады деп көрсетеді.

Жасыл химиялық инженерия бойынша үкіметтік дотациялар

Үкімет химиялық процесстердің энергияны үнемдеуін ынталандыру үшін қаржылық жеңілдіктерді салааралық деңгейде негізгі құрал ретінде пайдалануда. Қазіргі уақытта кәсіпкерлерді жасыл әдістерге бағыттайтын және оларға ақшаны үнемдеу мен реттеу талаптарын жеңілдету арқылы нақты пайдалы әсер ететін бірнеше бағдарламалар жүріп жатыр. Салықты жеңілдету, тікелей қаржыландыру және грант алу мүмкіндіктері жаңа әрі тиімді өндіріс технологияларына ауысу кезіндегі бастапқы шығындарды азайтуда көмектеседі. Бұл кәсіпорындардың барлық қаржылық жүктемені өздері толық тартып тұрмайтындығын білдіреді. Нақты нәтиже – жалпы энергия тұтыну азаяды және зиянды шығарындылар да маңызды дәрежеде төмендейді. Ұзақ мерзімді тұрақты даму мақсаттарын қойған өндіріс саласындағы кәсіпорындар үшін осындай қолдау жүйелерінің маңызы өте зор.

Қатысу сандарына назар аударсақ, бұл бағдарламалар туралы қызықты ақпарат білуге болады. Соңғы деректерге қарағанда, химиялық өндіріс саласындағы кәсіпорындардың 60%-дан астамы осындай дамыту шараларын жалпы бизнес жоспарларына енгізе бастағанын көрсетеді, бұл сектор бойынша қабылдау деңгейінің жоғары екенін білдіреді. Көптеген салалық сарапшылар бұл инициативалардың шын мәнінде жақсы нәтиже беріп жатқанын айтады. Негізгі себеп? Әр жыл сайын қатаңдап келе жатқан нормаларға сай өз қызметін жүргізе отырып, компаниялар өз қызмет көрсету шығындарын азайтса, нарықта жақсы орын алады. Барлық бұл нәрселерге не мүмкіндік беріп тұр? Бұл жерде пайда маржасы өте аз болып келетін салаларда тұрақты даму шараларын жүзеге асыруда үкіметтің қолдауы едәуір рөл атқаратыны анық болып отыр.

Иновацияларды Дамытуға Бағытталған Академиялық-Өнеркәсіптік Серіктестіктер

Бүгінгі таңда химиялық инженерия саласындағы жаңалықтар жасауда ғылыми орта мен өнеркәсіптің ынтымақтастығы ерекше орын алады. Әртүрлі колледждер мен зерттеу орталықтары жоғары деңгейде зерттеу жұмыстарын жүргізіп, кейін компаниялармен бірлесіп сол идеяларды өмірге біріктіруге тырысады. Бұл ынтымақтастық тиімді болған жағдайда әдетте бірлескен зерттеу бағдарламаларынан басталады, онда университеттер өз білімдерін компаниялардың құрал-жабдықтары мен қаржысымен үйлестіріп қолданады. Осындай қосынды нәтижелері соңғы кезде әсіресе тұрақты өндіріс процесстері мен қоршаған ортаны қорғайтын материалдарды дамыту салаларында көрнекті жетістіктерге әкеліп соқты.

Бұл серіктестіктер қалай қаржыландырылады, әртүрлі секторларда әлдеқайда ерекшеленеді. Кейбір жобалар үкіметтік гранттарға тәуелді болса, басқалары венчурлық қаржы салымдарын тартады, ал көпшілігі екі көзден де қаржы алу жолын табады. Академия өнеркәсіппен серіктескенде, ғажайып нәтижелерге қол жеткізіледі. Біз өндірістік процесстерді әлдеқайда тиімді ететін катализаторларды дамытуда, сондай-ақ өндіріс кезінде қалдықтарды азайтуға көмектесетін жаңа материалдардың құрамындағы жетістіктерді көрдік. Бұл жобаларда жұмыс істейтін адамдар қызық бақылау жасады: ғалымдар өндірушілермен тығыз жұмыс істесе, нәтижелер жеке әрқайсысы жеткізе алатын нәтижелерден асып түсетінін байқаған. Бұл ынтымақтастыру өнеркәсіпке өзі ойлап таба алмайтын жаңа идеялар әкеледі, яғни уақыт өте серіктестіктің барлық қатысушылары оған нақты құндылық әкелетінін білдіреді.

Өндірісте көміртегі есебі бойынша глобалды стандарттар

Химиялық секторда көміртегі есебі бойынша біркелкі глобалдық стандарттарды енгізу компаниялардың сенімді және ашық көміртегілі есеп беруін қамтамасыз етеді. Бұл стандарттар компаниялардың өз шынайы көміртегі ізін дұрыс есептеуіне және есеп беруіне мүмкіндік береді, бұл әлемдік деңгейде климаттық іс-шаралар бойынша жүргізіліп жатқан жұмыстарға сәйкес келеді. Қазіргі уақытта көпшілік компаниялар Greenhouse Gas Protocol немесе ISO 14064 стандарттары сияқты белгілі нұсқауларға сүйенеді. Бұл аяқталған жобалар компанияларға шығарындыларды есептеу бойынша нақты нәрсе ұсынады. Көптеген өндірушілер үшін осы ережелерді сақтау енді тек жақсы тәжірибе болып қала бермейді, инвесторлар мен реттеушілер химиялық өндірушілерден біртұтас экологиялық нәтижелер көрсеткіштерін талап ете бастаған сайын қажеттілікке айналады.

Әр түрлі саладағы көптеген компаниялар осы стандарттарды пайдалана бастады, бұл олардың көміртегі шығарындыларын бақылау мен қоршаған ортаға деген әсерін жақсартуға көмектесті. Мысалы, ірі химиялық компанияларды алуға болады. Олар соңғы жылдары көміртегі ізін басқаруды ә существенно жақсартты. Олардың есептері қазір әлдеқайда дәлірек, сонымен қатар шығарындыларды да қысқартуда. Осы стандарттарды енгізу компанияларды қазіргі таңда қолданыстағы нормативтік талаптарға сәйкес келуге көмектеседі. Бірақ басқа бір пайдалы жағы да бар — барлық қызығушылық танытқан жақтар нақты нәтижелерді көргенде корпоративтік бедел артады. Сондай-ақ, қалдықтар азайған сайын операциялар да тиімді орындалады. Біз бұл тенденцияның әлем бойынша тарай бастағанын байқап отырмыз, себебі тұрақты даму тек ғаламшар үшін ғана емес, сонымен қатар бизнес үшін де тиімді екенін көбірек шаруашылық иелері түсіне бастады.