Inovativni pristupi upravljanju energijom u hemijskim fabrikama

Strategije energetske efikasnosti bazirane na podacima

Sistemi stvarno-vremenskog praćenja potrošnje energije

Uređaj za stvarno-vremenski nadzor je ključan za postizanje niske potrošnje energije u hemijskim zavodima. Takvi sistemi pružaju informacije u stvarnom vremenu o stopama potrošnje energije i pomažu operatorima da nadgledaju resurse sa čvrstim kontrolom. Tehnologije nadzora u hemijskim zavodima Senzori omogućeni Internutom stvari (IoT) koriste se za više primena u nadzoru rada zavoda. Sa ovom tehnologijom, menadžeri zavoda mogu stalno pratiti koliko se energije troši i prilagoditi procese u stvarnom vremenu, što izaziva tradične procese donošenja odluka. Postoji mnogo primera gde su implementacije stvarno-vremenskih tehnologija za nadzor pomogle u značajnom smanjenju potrošnje energije i poboljšanju operativne efikasnosti. Na primer, pilot projekat Cisco-a koji je implementiran kod Flextronics-a je video smanjenje potrošnje energije za 20-30 posto. Ovi sistemi zavodu omogućuju da otkrije i ispravi suboptimalnosti brzo kako bi se minimizirala potrošnja energije.

Prediktivna Analitika za Optimizaciju Procesa

Upravljanje energijom u hemijskim fabrikama se transformiše prediktivnom analitikom i boljim optimizacijama procesa. Putem naprednih algoritama i modela mašinskog učenja, prediktivna analitika može da predviđa moguće energetske potrebe i promene – služi kao vredan raspoređivač resursa. Uspešne priče iz nekoliko industrija ilustriraju njegov potencijal da podstiče efikasnost, kao što su programi za štednju energije koji, poput onoga Sharon Nolen u Eastman Chemical-u, donose dvocifrene poboljšanja u energetskoj efikasnosti. Stopa potrošnje energije, tačnost prognoza i grafikon održavanja su neki KPI-ji koji se koriste za procenu njezine učinkovitosti. Sa prediktivnom analitikom, hemijske fabrike ne samo što mogu da predvide svoje energetske potrebe, već i kada će deo opreme poništiti, tako da mogu izbegnuti nedostatak radnog vremena i gubitak produktivnosti. Takve proaktivne aktivnosti doprinose dramatičnom napretku u upotrebi energije i ukupnoj produktivnosti.

Napredna rešenja za IoT i automatizaciju

Pametni senzori i komunikacija mašina sa mašinom

Inteligentni senzori i M2M komunikacije igraju vodeću ulogu u transformaciji upravljanja energijom. Pametni senzori, koji su sposobni da osete i prijavljuju stanje opreme i uslove procesa, omogućavaju tačno praćenje i kontrolu procesa koji koriste energiju. To je ne samo radi boljeg korišćenja resursa, već i radi prevensivnog održavanja kako bi se izbegle zaustave i sačuvao veliki iznos energije. Nadalje, M2M komunikacije omogućavaju stvarima da komuniciraju međusobno, automatskišići mnoge operacije kontrole. To smanjuje ljudsku uključenost u proces, povećava njegovu efikasnost i minimizuje mogućnost grešaka.

Jedna od glavnih prednosti primene IoT-temeljnih tehnologija (npr. pametni senzori, M2M komunikacija itd.) je mogućnost da se potroši manje energije. Putem automatskog upravljanja procesima i optimizacije energije kako bi se osigurala korišćenja stvarnih podataka za dinamičko smanjenje potrošnje električne energije, organizacije mogu postići smanjenje potrošnje energije do 30%. I prema istraživanjima izvedenim u različitim studijama, poslovnice koje koriste rešenja Internet of Things (IoT) ostvaruju profit zbog veće produktivnosti koja nastaje kao rezultat efikasnijih poslovnih procesa i veće tačnosti, kao i smanjenog otpada.

Nadzor baziran na dronama za energetske audite

Droni se sve više koriste kao osnovni alati u izvođenju energetske audita i procene. Oni pružaju novatorski pristup u tome što omogućavaju pristup podacima sa teško dostupačnih oblasti, umanjujući ili potpuno eliminujući potrebu za ručnim inspekcijama koje su i vremenski troškaste i opasne. Droni sa kamerama i senzorima mogu pružiti podatke visokog razlučivog sposobnosti o energetskoj infrastrukturi — u par sati — poput toga koliko dobro stropovi zadržavaju toplinu ili koliko efikasno rade sistemi HVAC. Ovaj pristup s vazduha može pružiti detaljan energetski audit, otkrivši protokove, neefikasnosti i moguće probleme u održavanju, skoro odmah.

Prednosti praćenja pomoću drona su posebno značajne u oblasti troškova i vremena. Primeri upotrebe su pokazali da korišćenje tehnologije drona za energetske procene smanjuje troškove za 50% i smanjuje vrijeme inspekcije za više od 70%. Sa napredkom u tehnologiji drona, njegovo doprinosenje upravljanju energijom će biti učinkovito poboljšano i poboljšano kako bi se bliže integrisalo sa drugim digitalnim instrumentima i pružilo bolje mogućnosti analize podataka. Napretci u softveru drona i korišćenje stvarnih podataka u realnom vremenu takođe mogu da poboljšaju sposobnosti drona u energetskim auditatima, a možda će čak postati neizostavni deo skupa alata koji se koriste za efikasniju proizvodnju i upotrebu energije.

Integracija obnovljive energije u hemijsku proizvodnju

Izazovi i rešenja pri uvođenju solarno/vetarske energije

Postoji mnogo prepreka u korišćenju solarnih i vjetrenih snaga za proizvodnju hemijskih materijala. Za mnoge hemijske fabrike, početni ulog je visok, prostor za solarne ploče je ograničen, a vjetarna energija je neposredna. Da bi se smanjile ove prepreke, primenjene su rešenja kao što su PPA-ovi i lokalno čuvanje energije. Ona su korisna za raspodelu finansijskog tereta i regulaciju ponude energije, što je povezano sa nivoima zavisnosti od energije.

Nekoliko studija slučajeva ističe uspješne integracije. Na primer, jedna hemijska tvrtka u Njemačkoj postigla je značajan 30% smanjenje svojih troškova energije instaliranjem sunčevih ploča i korištenjem PPA-a za vjetarsku energiju. Taj vrsta proaktivne integracije energije ne samo optimizira operativne troškove već poboljšava i održivost.

Tehnologija nastavlja da napreduje, što treba da pruži još jasnije puteve za integraciju obnovljivih izvora u hemijskom sektoru. Postoji i potencijal za dalja razvoja, kao što su naprednije tehnologije čuvanja energije baterijama, kao i hibrid sistemi koji koriste više obnovljivih izvora energije za obezbeđivanje stabilnih osnovnih opterećenja. Industrija očekuje da ispitava nove projekte poput plutajućih solarnih farmi i obalnih vjetrenika kako bi se dobilo više prostora i generisanja snage.

Tehnologije pretvorbe otpada u energiju

Tretiranje otpada u energiju postaje sve popularnije kao održiva alternativa tradiicionalnim metodama utroska otpada. Ova praksa uključuje prevod otpada iz industrije u energiju koja se može koristiti, time smanjujući potrebu za smetnjama i smanjujući emisije stakleničkih plinova. U ovom pogledu, obično se koriste tehnike poput unutrašnjeg sagorevanja, gasifikacije i aneorobne degradacije. One su različite po performansama i odgovornosti prema karakteristikama otpada i energiji koja treba da se dobije.

Istaknuti primeri uspešnih primena prevođenja otpada u energiju mogu se pronaći u hemijskim zavodima koji su uspeli da proizvedu značajne delove svojih energetskih potreba iz lokalnog otpada. Jedan takav objekat u Nizozemiji je izveo smanjenje troškova energije za 15% tokom pet godina implementirajući anaerobno razlaganje za obradu organskog otpada.

Ekonomske prednosti koje kreiraju rešenja prevođenja otpada u energiju su takođe dugoročne; one omogućavaju fabrikama da štede na upravljanju otpadom i da generišu prihod od proizvodnje energije! Pored toga, ovakve inicijative podstiču cirkularnu ekonomiju u kojoj je otpad ne kraju puta, već materijal koji se može i treba ponovo iskoristiti. Sa daljim napredcima u tehnologiji, očekujemo da ćemo videti povećane efikasnosti i prolome u kapacitetu prevođenja otpada u energiju u hemijskom sektoru.

Digitalni dvojci za održive operacije

Simulisanje poboljšanja energetske efikasnosti

Korišćenje digitalnih brašna igra preokretujuću ulogu u poboljšanju energetske efikasnosti hemijskih fabrika. Ova digitalna brašna simuliraju stvarne procese i služe kao mesto za optimizaciju rada bez prerivanja fizičkog proizvodnja. Simulaciona tehnologija može da predviđa različite promene u opremi i procesima i pronađe potencijal za štednju energije. Ove simulacije su pokazale da postoji veliki potencijal u smislu operativne i energetske štednje. Dakle, na primer, firme koje primenjuju tehnologiju digitalnih brašna obično smanjuju potrošnju energije za više od 10%. Kako se industrija pomeraje prema pametnoj proizvodnji, digitalna brašna će biti ključan sastojak koji podržava efikasnu i održivu proizvodnju.

Sistemi zatvorenog petlje povratne informacije za neprestano unapređivanje

Zatvoreni petlji sistemovi upravljanja i praćenja su ključni za neprestano unapređivanje u menadžmentu energije (što je već prepoznato u hemijskim fabrikama). Ovi sistemi koriste analitiku stvarnih podataka u realnom vremenu kako bi pružili trenutnu povratnu informaciju o performansama, tako da se performanse mogu neprestano procenjivati i unapređivati. Primeri ilustruju značajan potencijal u hemijskim fabrikama, u kojima pristup zasnovan na povratnoj informaciji je rezultirao velikim štednjom energije i poboljšanjem kvaliteta proizvoda. Iako postoje neke teškoće povezane sa visokim fiksiranim troškovima, prednosti korišćenja zatvorenih sistema, npr. minimizacija gubitka energije i efikasnija upotreba resursa, su jasne. To su glavna primera uloge koju tehnologija može igrati u činjenju industrije efikasnijom i održivom.