audytyszkolenia

Transkrypt

audytyszkolenia
audytyszkolenia
technologie programy wsparcia
przykłady dobrych praktyk
Efektywność
energetyczna
w przemyśle
OPRACOWANIE
Publikacja współfinansowana
z Programu Unii Europejskiej
Inteligentna Energia dla Europy
Efektywność
energetyczna
w przemyśle
Wstęp 2
Wywiad 3
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
Rodzaje audytów energetycznych w zakładach przemysłowych 5
Audyt energetyczny a Norma PN-EN 16247 9
Białe Certyfikaty narzędziem wsparcia finansowego
dla przedsiębiorców 14
Europejskie systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej 15
Audyt energetyczny
a Norma PN-EN 16247
(str. 9)
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
W kierunku gospodarki zero emisyjnej w europejskim
przemyśle spożywczym i napojów 21
EUROPEJSKI PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY – fakty i liczby 24
Efektywność energetyczna w branży spożywczej 26
Narzędzia dla przemysłu spożywczego 29
Analiza dostępnych instrumentów finansowych
i rekomendacje na przyszłość 32
Szkolenia GREENFOODS dla przemysłu spożywczego 35
Narzędzia dla przemysłu
(str. 29)
spożywczego
Nowoczesne technologie
Modernizacja oświetlenia – krótki przewodnik 38
Audyt oświetleniowy i projekt fotometryczny 41
Oszczędność energii cieplnej w zakładach przemysłowych 43
Termowizja w badaniach rurociągów 47
Dobre praktyki w kontekście poprawy efektywności 56
Efektywność energetyczna w zakładach przemysłowych 60
Modernizacja oświetlenia –
krótki przewodnik
(str. 38)
2
Efektywność energetyczna w przemyśle
Wstęp
Sektor przemysłu i szeroko rozumiane procesy produkcyjne wymagają dużych nakładów energii elektrycznej i cieplnej. Ilość zużywanej energii ma bezpośredni wpływ zarówno na koszty
produkcji, jak i na zachodzące na świecie zmiany klimatyczne. Obie kwestie są równie istotne,
dlatego najlepszym obecnie rozwiązaniem obu problemów jest wdrażanie rozwiązań optymalizujących zużycie energii wykorzystywanej w procesach produkcyjnych oraz w budynkach.
Przemysł ma ważną rolę do odegrania w dążeniach Europy do budowania inteligentnej i zrównoważonej gospodarki. Aby osiągnąć cel, jaki postawiła sobie UE, czyli obniżenie o 20% zużycia
energii pierwotnej w granicach UE, w dniu 26 października 2012 roku, powołano do życia
Dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2012/27/UE ws. efektywności energetycznej.
Określa ona szereg działań mających pomóc w osiągnięciu założonych celów. Zapisy te znajdują odzwierciedlenie w aktach prawnych państw członkowskich, a tym samym w działaniach
poszczególnych przedsiębiorstw w ramach redukcji zużycia energii.
Zachęcamy do zapoznania się z mechanizmami ułatwiającymi wdrażanie rozwiązań efektywnych energetycznie, które są stosowane z powodzeniem w Polsce i całej UE. Liczymy na to,
że nasza publikacja zainspiruje Państwa do wdrażania coraz nowocześniejszych rozwiązań
optymalizujących zużycie energii. Jesteśmy przekonani, że takie długofalowe działania korzystnie przełożą się na wyniki produkcyjne i finansowe Państwa działalności.
OPRACOWANIE
Publikacja współfinansowana
z Programu Unii Europejskiej
Inteligentna Energia dla Europy
Opracowanie graficzne: Maciej Zalewski / alkione.net
Druk: APLA Miki Michał Kociszewski
Zdjęcia:
06photo / Dollar Photo Club: 10; alphaspirit / Shutterstock.com: 21; aneta_gu / Dollar Photo Club: 26 (górne); ARIA-C: 57, 58;
arti om / Dollar Photo Club: 18; auremar / Dollar Photo Club: 6; Chrispo / Dollar Photo Club: 43;
Creativa Images / Shutterstock.com: okładka; everything possible / Shutterstock.com: 32;
Gianluca D.Muscelli / Shutterstock.com: 22; GreenFoods: 20; HandmadePictures / Dollar Photo Club: 26 (dolne);
industrieblick / Dollar Photo Club: 5, 12, 56; KAPE: 3, 9; Kaspars Grinvalds / Shutterstock.com: 61;
kasto / Dollar Photo Club: 35; leowolfert / Dollar Photo Club: 15; Lightboxx / Dollar Photo Club: 19;
Marek / Dollar Photo Club: 26 (prawe); Peter de Kievith / Dollar Photo Club: 41; Pressmaster / Shutterstock.com: 37;
Robert Kneschke / Dollar Photo Club: 13; Rawpixel.com / Shutterstock.com: 7, 8; Rockwool Technical Insulation: 45;
Schreder: 63, 64; stockphoto mania / Shutterstock.com: 4; Termocert: 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54;
travelbook / Dollar Photo Club: 24, 29, 31; trubavink / Dollar Photo Club: 27; Vladimir Melnik / Dollar Photo Club: 38;
volf f / Dollar Photo Club: 25 (wszystkie),26 (lewe, środkowe), 28.
Broszura powstała w ramach projektu GREENFOODS
„Towards Zero Fossil CO2 Emission in the European
Food and Beverage industry / W kierunku gospodarki
niskoemisyjnej w europejskim przemyśle żywności
i napojów współfinansowanego w ramach programu
Inteligentna Energia Europa na mocy umowy IEE/12/723.
SI2.645697.
Autorzy ponoszą wyłączną odpowiedzialność za treść
niniejszej publikacji. Niekoniecznie odzwierciedla ona
opinię Unii Europejskiej. Ani Agencja Wykonawcza ds.
Małych i Średnich Przedsiębiorstw (EASME), ani Komisja
Europejska nie ponoszą odpowiedzialności za jakiekolwiek
użycie zawartych w niej informacji.
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
Wywiad
z dr inż. Arkadiuszem Węglarzem
Doradcą zarządu ds. gospodarki
niskoemisyjnej Krajowej Agencji
Poszanowania Energii
Jaka jest perspektywa dla działań zmierzających do optymalizacji zużycia energii w polskich zakładach przemysłowych?
Arkadiusz Węglarz: Według projektu Narodowego
Programu Rozwoju Gospodarki Niskoemisyjnej (NPRGN),
możliwe w perspektywie do 2050 roku działania, pozwalające na osiągnięcie redukcji emisji dwutlenku węgla
w procesach przemysłowych dotyczą m.in. wykorzystania
ciepła odpadowego w procesach technologicznych oraz do
produkcji energii elektrycznej, wykorzystania gazów procesowych, zwiększenia udziału złomu w produkcji, wzrostu
udziału paliw niskoemisyjnych w miksie energetycznym,
intensyfikacji procesów, poprawy efektywności instalacji.
Celem NPRGN jest stworzenie warunków, dzięki którym podejmowane będą decyzje w zakresie optymalizacji procesów
produkcyjnych w przemyśle polegające, miedzy innymi na
optymalizacji wykorzystywania energii oraz zasobów w procesach produkcyjnych, poprzez wprowadzenie nowoczesnych
systemów zarządzania, podnoszenie kwalifikacji kadry roboczej
oraz poprawie stanu niezbędnej infrastruktury technicznej.
31 grudnia 2015 roku ogłoszono, że Ustawa o efektywności
energetycznej w obecnym brzemieniu będzie obowiązywać do
końca 2016 roku. Jakich zmian możemy oczekiwać w znowelizowanej ustawie, która ma wejść w życie w styczniu 2017 roku?
AW: Najważniejsze zmiany dotyczą:
• Zmian w zakresie zasad organizowania przetargów na białe certyfikaty. Obecnie organizowane są one co najmniej
raz do roku przez URE i oferty przetargowe składane są
przez wnioskodawców w wersji papierowej. Po nowelizacji
ustawy, nabór wniosków o białe certyfikaty odbywać się
będzie w trybie ciągłym. Oferty będzie można składać
drogą tradycyjną oraz przez internet, co znacznie powinno przyspieszyć proces oceny wniosków i przyznawania
świadectw efektywności energetycznej.
• Sposobu rozliczania obowiązku i oszczędności energii w energii finalnej, a nie jak dotychczas pierwotnej,
co zmniejsza dotychczasowe preferencje dla przedsięwzięć
3
z grupy szybko-zwrotnych inwestycji, powodujących
oszczędność energii elektrycznej. Zaczną się opłacać
również inwestycje o dłuższym okresie zwrotu nakładów,
przynoszące oszczędności energii cieplnej.
• Ponadto, w znowelizowanym systemie będą dofinansowywane tylko planowane inwestycje, a nie jak dotychczas,
kiedy możliwe to było uzyskanie świadectw efektywności
energetycznej za zakończone przedsięwzięcia.
• Nastąpi również stopniowe odejście od opłaty zastępczej,
co powinno zwiększyć zainteresowanie przedsiębiorstw
energetycznych rozwojem firm typu ESCO.
Na chwilę obecną, projekt Ustawy o efektywności energetycznej zyskał akceptację Komitetu stałego Rady Ministrów
i trafi pod obrady Rządu, a następnie pod obrady Parlamentu
i na każdym etapie mogą nastąpić duże zmiany.
Nowa ustawa, która ma zacząć obowiązywać od 2017 roku
ma wdrażać zapisy dyrektywy UE. Jakie są to zapisy?
AW: Przede wszystkim jest to Artykuł 7. Dyrektywy Parlamentu
Europejskiego i Rady 2012/27/UE w sprawie efektywności
energetycznej, mówiący o systemach zobowiązań do efektywności energetycznej. (szczegóły na ten temat znajdą Państwo
w artykule niniejszej publikacji pt.: Europejskiej systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej na str. 15)
Czy oprócz systemów białych certyfikatów, wynikających
z Ustawy o efektywności energetycznej, istnieją inne programy dofinansowujące działania efektywne energetyczne
w branży przemysłowej?
AW: Bardzo ciekawym programem, w ramach którego dofinansowywane są przede wszystkim innowacyjne działania
przemysłu, realizowane we współpracy z nauką jest program
finansowany z funduszy europejskich w perspektywie finansowej 2014-2020 o nazwie Inteligentny Rozwój.
Również w ramach programu Infrastruktura i Środowisko, w perspektywie finansowej na lata 2014-2020, planuje się przeznaczyć
środki finansowe na działania zmierzające do optymalizacji
zużycia energii przez duże zakłady przemysłowe. Wsparcie
otrzymaną inwestycje w technologie OZE, działania z zakresu
głębokiej termomodernizacji budynków, modernizacje technologii produkcji pod kątem efektywności energetycznej. Duży
nacisk położony zostanie także na wdrażanie systemów zarządzania energią . Budżet przeznaczony na Program Operacyjny
Infrastruktura i Środowisko to około 115 mld złotych.
Również Regionalne Programy Operacyjne (RPO) będą dysponować środkami finansowymi dla przedsiębiorców. Finansowane
z nich będą analogiczne działania jak w POIŚ, z tym, że RPO
objęte zostaną mikro, małe i średnie przedsiębiorstwa.
Pierwsze konkursy naboru wniosków zarówno z RPO jak i POIŚ
ogłoszone mają zostać już w 2016 roku.
Audyty
i programy
wsparcia
dla przemysłu
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
5
Michał Bar, KAPE S.A.
Rodzaje audytów energetycznych
w zakładach przemysłowych
Po co audyt?
Audyt energetyczny przeprowadzany w przedsiębiorstwie,
ma wskazać, jakie jest zużycie energii w zakładzie przemysłowym, gdzie występują jej straty i jak można temu
zaradzić. Następnym etapem w dążeniu do zoptymalizowania zużycia energii w badanym obiekcie jest wdrożenie
zaleceń, które w audycie energetycznym powinny zostać
przedstawione. Reasumując, dopiero przeprowadzenie
pełnej procedury, czyli audytu i wdrożenia rozwiązań przez
audyt rekomendowanych, wygeneruje dla przedsiębiorstwa
realne korzyści finansowe.
Zasady przeprowadzania audytów
Ze względu na brak wymagań, wynikających z przepisów
prawnych, dotyczących sposobu przeprowadzania audytów,
na rynku można spotkać kilka ich rodzajów.
Narzędziem wsparcia, mającym pomóc w usystematyzowaniu prac audytorów jest Norma PN-EN 16247. Daje ona
dużo swobody przedsiębiorcom i audytorom pod względem
tego jak ma wyglądać docelowy audyt energetyczny. Określa
jedynie cele, potrzeby i oczekiwania odnośnie audytu energetycznego oraz jego zakres i granice. Należy pamiętać także,
że nie jest ona obowiązkowa do stosowania i nie każdy audyt
musi być wykonany zgodnie z nią. Wśród najczęściej spotykanych na rynku audytów występują:
• audyt typu walkthrough,
• audyt bilansowy,
• kompleksowy audyt zakładu z pomiarami,
• audyt ze szkoleniem audytorów zakładowych.
Audyt walkthrough polega na obejściu i ocenie zakładu
(w ciągu jednego dnia roboczego) i krótkim opisie sytuacji
w zakresie energetycznym, jaka ma w nim miejsce. Jest to
tak naprawdę pobieżna analiza, która może pełnić jedynie rolę wstępną, przed audytem właściwym, jeśli celem
6
Efektywność energetyczna w przemyśle
przedsiębiorstwa jest zoptymalizowanie zużycia energii.
W trakcie audytu typu walkthrough nie przeprowadza się
więc głębszej analizy zużycia i strat energii. Wstępuje także
ryzyko, że taki audyt będzie często wykonywany w celu realizacji obowiązków wynikających z przepisów państwowych,
ale nie przyniesie efektów w postaci oszczędności energii.
Audyt bilansowy polega na opisie zakładu i jego bieżących
zużyciach energii. Jest dobrym początkiem dla wdrożenia
normy ISO 50 001. Pomaga on opracować wskaźniki produkcji, na których opiera się zakład, określające jaka jednostka
energii jest potrzebna do wyprodukowania jednostki produktu. Zdefiniowanie wskaźników pozwala określić czy tryb
pracy zakładu odbiega od standardowych wskaźników, czy
nie. Audyt rekomenduje także, jak te wskaźniki poprawić.
Kompleksowy audyt jest najdokładniejszym i najbardziej
miarodajnym narzędziem wśród audytów. Poprawnie wykonany pozwala wdrożyć inwestycje ukierunkowane na
oszczędności energii. Jest bardzo szczegółowy i opiera się
na dokładnych wyliczeniach zużycia i strat energii w zakładzie. Może być kosztowny, ale daje realny obraz sytuacji
energetycznej ­przedsiębiorstwa – wskazuje na problemy
i zagrożenia. Zawarte są w nim także rekomendacje po-audytowe, które po wdrożeniu przynoszą przedsiębiorstwu realne
korzyści finansowe.
Na przeprowadzenie kompleksowego audytu należy przeznaczyć dość dużo czasu, ponieważ składa się on z kilku etapów:
• wstępnej wizji lokalnej,
• zbierania danych,
• pomiarów u klienta,
• przygotowaniu wniosku.
Audyt ze szkoleniem audytorów wewnętrznych. Jest to autorskie rozwiązanie Krajowej Agencji Poszanowania Energii
S.A. (KAPE). Polega on na współpracy ekspertów KAPE z kadrą techniczną zakładu przemysłowego. Docelowo audyt,
po szkoleniu przygotowującym, jest wykonywany przez pracowników przedsiębiorstwa, którzy znają doskonale zakład
i jego instalacje. Natomiast eksperci KAPE są dla nich wsparciem merytorycznym i końcowym weryfikatorem audytu.
Dzięki takiej współpracy, kolejne audyty przedsiębiorstwo
możne wykonywać nakładem niższych kosztów.
Krajowa Agencja Poszanowania Energii (KAPE) zaprasza kadrę techniczną zakładów przemysłowych na autorskie szkolenie pn. Audytor wewnętrzny efektywności energetycznej.
Szkolenie to poprzedza przeprowadzenie kompleksowego audytu energetycznego w zakładzie.
Korzyści dla przedsiębiorcy
Oferowana przez KAPE metodyka współpracy
z zakładami przemysłowymi ukierunkowana jest
na nawiązanie długofalowych relacji biznesowych, opartych na pełnym zaufaniu i partnerstwie
w inicjatywach podejmowanych na rzecz efektywności energetycznej. Dzięki wypracowanym
wspólnie zasadom współpracy, kolejne audyty przedsiębiorstwo będzie mogło wykonywać dużo sprawniej
i nakładem niższych kosztów.
AUDY T ENERGE T YC ZNY Z AKŁ ADU WR A Z Z CERT YFIK AC JĄ AUDY TORÓW
EFEK T Y WNOŚCI ENERGE T YC ZNE J W Z AKŁ ADZIE – ROZWIĄ Z ANIE AUTOR SKIE K APE
Audyt energetyczny poprzedzony
dwudniowym szkoleniem dla
pracowników
AUDY T ENERGE T YC ZNY Z AKŁ ADU WR A Z Z CERT YFIK AC JĄ AUDY TORÓW
EFEK T Y WNOŚCI ENERGE T YC ZNE J W Z AKŁ ADZIE – ROZWIĄ Z ANIE AUTOR SKIE K APE
Zakres szkolenia
Celem szkolenia jest przygotowanie zespołu pracującego w zakładzie przemysłowym do samodzielnego
opracowania wszystkich niezbędnych danych, stanowiących podstawę audytu energetycznego.
Szkolenie odbywa się w zaproponowanej przez
Zamawiającego lokalizacji.
Szkolenie obejmuje wiedzę z zakresu sporządzania audytów efektywności energetycznej i analiz
ekonomicznych.
Efektem szkolenia będzie gotowość przeszkolonych pracowników do opracowania wszystkich
niezbędnych danych stanowiących podstawę
audytu energetycznego.
Uczestnictwo w szkoleniu rozwinie umiejętności
kadry technicznej zakładu w zakresie identyfikowania działań związanych z efektywnością
energetyczną zakładu w przyszłości.
Szkolenie zostanie przeprowadzone z wykorzystaniem autorskiej metodyki auto-audytu
energetycznego w zakładzie przemysłowym,
opracowanej przez KAPE.
Zakres audytu energetycznego
We współpracy z KAPE i po weryfikacji cząstkowych
audytów efektywności energetycznej przygotowanych przez uprzednio przeszkolonych pracowników
Zamawiającego, zostanie sporządzony pełny audyt
energetyczny dla badanego zakładu.
KAPE S.A. pozostaje w pełni odpowiedzialna za
ostateczną jakość kompleksowego audytu energetycznego, jak również za wykonanie analiz
ekonomicznych i sformułowanie zaleceń końcowych
i wniosków.
W ramach niniejszej Oferty, Oferent przy pełnej
współpracy z przeszkolonymi pracownikami, na podstawie danych przez nich opracowanych, zobowiązuje
się do sporządzenia audytu energetycznego w zakresie spełniającym wymogi Dyrektywy 2012/27/UE
i obowiązek nakładany przez nowelizowaną Ustawę
o efektywności energetycznej a także wymogi formalne narzucone przez Urząd Regulacji Energetyki
i Ministerstwo Gospodarki po ich ogłoszeniu.
Na przeprowadzenie audytu w oferowanym zakresie
składają się:
1. Przedstawienie przez pracowników zakładu
wstępnych analiz i opracowań oraz propozycji
usprawnień, łącznie ze wstępnymi analizami
ekonomicznymi.
2. Sporządzenie pełnego audytu zbiorczego na
podstawie (poddanych wcześniejszej weryfikacji przez ekspertów KAPE) audytów cząstkowych
i przeprowadzonych niezbędnych pomiarów
w audytowanych obszarach.
3. Sporządzenie raportu na podstawie przeprowadzonego audytu, zawierającego streszczenie
kierownicze z podsumowaniem, wnioskami i zaleceniami w zakresie zwiększenia efektywności
energetycznej.
Kontakt
KAPE S.A.
Michał Bar – Kierownik Działu Przemysłu
e-mail: [email protected]
telefon: (+48 22) 626 09 10 w. 224
kom: (+48) 665 726 500
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
9
Marek Litwinowicz, KAPE S.A.
Audyt energetyczny
a Norma PN-EN 16247
Europejski standard wspierający przedsiębiorstwa w spełnieniu wymogów
Dyrektywy unijnej 2012/27/UE.
Dyrektywa 2012/27/UE jako źródło obowiązku
przeprowadzenia audytu energetycznego
14 listopada 2012 r. w Dzienniku Urzędowym Unii
Europejskiej została opublikowana Dyrektywa Parlamentu
Europejskiego i Rady nr 2012/27/UE z dnia 26 października
2012 r. w sprawie efektywności energetycznej. Jej powstanie
motywowane było koniecznością aktualizacji unijnej strategii energetycznej do roku 2020, która zakładała obniżenie
o 20% zużycia energii pierwotnej w graniach UE. Dokument,
poza wskazaniem środków wspomagających realizację założonych celów, pozwala także na tworzenie warunków do
poprawy efektywności energetycznej również po tym terminie. Dyrektywa określiła szereg działań mających pomóc
UE w osiągnięciu celów w zakresie redukcji zużycia energii
poprzez zapewnienie bardziej efektywnego wykorzystania
energii na wszystkich etapach łańcucha energetycznego.
W Dokumencie zaproponowano m.in. zasady, na jakich powinien funkcjonować rynek energii i zobowiązano państwa
członkowskie do ustanowienia krajowych celów w zakresie
efektywności energetycznej do roku 2020. Jednym z istotnych
czynników mobilizujących do osiągnięcia założonego celu
jest ustanowienie systemu, zobowiązującego do efektywności energetycznej, który nakłada na dystrybutorów energii
i/­lub przedsiębiorstwa prowadzące detaliczną sprzedaż energii, obowiązek osiągnięcia sumarycznego celu oszczędności
energii równego 1,5 % wielkości ich rocznej sprzedaży energii
do odbiorców końcowych.
10
Efektywność energetyczna w przemyśle
To jednak nie jedyny obowiązek jaki Dyrektywa 2012/27/­UE,
poprzez implementujące jej założenia przepisy krajowe,
­nakłada na przedsiębiorstwa.
Zgodnie z Artykułem 8, każde państwo członkowskie
powinno wykazać, że duże przedsiębiorstwa
przechodzą audyty energetyczne wykonywane przez
wykwalifikowanych i niezależnych ekspertów. Ponadto,
państwa członkowskie powinny opracować programy
zachęcające także mniejsze podmioty do poddania
się audytom energetycznym i realizacji zaleceń z nich
wynikających.
Należy zaznaczyć, że duży przedsiębiorca to taki, który nie jest
mikroprzedsiębiorcą, małym bądź średnim przedsiębiorcą
w rozumieniu ustawy z dnia 2004 r. o swobodzie działalności
gospodarczej (Dz. I z 2015 r. poz. 584 z późn. zm.). Sprowadza
się to do konkluzji, że obowiązkowi podlegać mają przedsiębiorstwa zatrudniające więcej niż 249 pracowników lub gdy
ich roczny obrót przekracza 50 milionów euro (lub całkowity
bilans roczny przekracza 43 miliony euro). Te przedsiębiorstwa powinny przejść audyt energetyczny (datą graniczną
zapisaną w Dyrektywie na wykonanie pierwszego audytu był
5 grudnia 2015 r., wskutek opóźnień polskiego ustawodawcy
przy nowelizacji Ustawy o efektywności energetycznej – data
stała się martwa) a następnie w regularnych odstępach czasu
ponawiać go, co najmniej raz na cztery lata.
Definicja i funkcja audytu
Dyrektywa 2012/27/UE definiuje audyt energetyczny
jako systematyczną procedurę, której celem jest
uzyskanie odpowiedniej wiedzy o profilu istniejącego
zużycia energii danego budynku lub zespołu budynków,
działalności lub instalacji przemysłowej bądź handlowej
lub usługi prywatnej lub publicznej, określenie, w jaki
sposób i w jakiej ilości możliwe jest uzyskanie opłacalnej
oszczędności energii, oraz poinformowanie o wynikach.
Zaprezentowana definicja jest na tyle płynna i niedookreślona,
że przy równie ogólnym charakterze kryteriów minimalnych
zawartych w Załączniku VI („Kryteria minimalne dotyczące
audytów energetycznych, w tym audytów przeprowadzanych
w ramach systemów zarządzania energią”) powstaje problem
jaką formę powinien przybrać przedmiotowy audyt.
Norma PN-EN 16247 jako narzędzie wsparcia dla
audytorów
Próby usystematyzowania i ujednolicenia metodyki
audytu energetycznego, stworzenia uniwersalnych wytycznych stanowiących realną pomoc dla przedsiębiorstw
i współpracujących z nimi jednostek audytorskich podjęły
się Europejski Komitet Normalizacyjny CEN (fr. Comité
Européen de Normalisation) oraz Europejski Komitet
Obowiązkowi podlegać mają przedsiębiorstwa zatrudniające więcej niż 249 pracowników lub gdy ich
roczny obrót przekracza 50 milionów euro.
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
Normalizacyjny Elektrotechniki CENELEC (fr. Comité
Européen de Normalisation Electrotechnique).
Efektem wspólnie prowadzonych prac było opublikowanie
norm europejskich, które określiły wymagania i dostarczyły
wskazówek na temat sposobu przeprowadzania audytów
energetycznych. Seria norm EN 16247 ma na celu pomóc
firmom w całej Europie spełnić wymagania Dyrektywy
2012/27/UE, jednocześnie stanowi fundament audytów
energetycznych, których rola i znaczenie dla działalności
przedsiębiorstw rośnie z każdym kolejnym dniem. Nad opracowaniem ww. dokumentów pracowali nie tylko eksperci
specjalizujący się w zarządzaniu energią ale i doświadczeni praktycy biznesu czy przemysłu. Stworzona Norma
Europejska istnieje w trzech oficjalnych wersjach (angielskiej,
francuskiej i niemieckiej) oraz w wersjach przetłumaczonych
na język danego członka CEN i CENELEC, notyfikowanych
w Centrum Zarządzania CEN-CENELEX, posiadających ten
sam status co wersje oficjalne. Polska wersja dostępna jest
pod sygnaturą PN-EN 16247; opublikowana została przez
Polski Komitet Normalizacyjny i podobnie jak macierzysta
EN 16247 podzielona jest na 5 części tj.:
PN-EN 16247-1:2012:
Audyty energetyczne – Część 1: Wymagania ogólne
PN-EN 16247-2:2014-06:
Audyty energetyczne – Część 2: Budynki
PN-EN 16247-3:2014-06:
Audyty energetyczne – Część 3: Procesy
PN-EN 16247-4:2014-06:
Audyty energetyczne – Część 4: Transport
PN-EN 16247-5:2015-06:
Audyty energetyczne – Część 5: Kompetencje audytorów energetycznych
Ideę jaka przyświecała powstaniu standardu EN 16247
doskonale scharakteryzował Martin Fry, przewodniczący Wspólnej Grupy Roboczej CEN i CENELEC (CEN/CLC
JWG „Audyty energetyczne”; Joint Working Group of CEN
and CENELEC), która bazując na doświadczeniu wchodzących w jej skład ekspertów stworzyła ów dokument.
Stwierdził on:
Audyty energetyczne są częścią procesu zarządzania energią przewidzianego na wiele lat. Jednak, jedną z istniejących możliwości
jest fakt, że audyty mogą być prowadzone różnymi ścieżkami.
Począwszy od krótkiego audytu wstępnego a kończąc na szczegółowych audytach inwestycyjnych. W tej chwili Dyrektywa
wymaga od dużych przedsiębiorstw poddania się audytowi
energetycznemu a seria Europejskich Norm EN 16247 okaże się
bardzo przydatna w określeniu przejrzystych ram dla ich realizacji. Na podobnej zasadzie międzynarodowy standard Systemu
Polska wersja serii Norm do przeprowadzania audytów dostępna jest pod sygnaturą PN-EN 16247.
Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN) to
prywatne stowarzyszenie techniczne typu „non-profit”, działające w ramach prawa belgijskiego
z siedzibą w Brukseli. Utworzone oficjalnie w 1974
roku choć pierwotnie swoją działalność rozpoczęło
w Paryżu w roku 1961. Na jego strukturę składają się
krajowe jednostki normalizacyjne wraz z Centrum
Zarządzania, którego rolą jest aktywne administrowanie systemem. Członkami i partnerami
Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego są krajowe jednostki (organy, instytucje) normalizacyjne.
Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) uzyskał status
pełnoprawnego członka CEN 1 stycznia 2004 roku.
Członkowie CEN stawiają sobie za cel wprowadzanie
norm EN do systemów norm krajowych i wycofywania dotychczas istniejących norm sprzecznych
z wprowadzanymi – dzięki temu powstaje wspólny
system rozwiązań europejskich. Realizują swój cel
we wszystkich obszarach gospodarki oprócz elektrotechniki, elektroniki i telekomunikacji. Główni
użytkownicy systemu normalizacyjnego CEN (zarówno procesów, jak i produktów) to: przemysł,
usługi, handel, prywatne i publiczne instytucje
(z uniwersytetami i innymi jednostkami akademickimi), jednostki rządowe i inne władze publiczne,
włącznie z UE i EFTA.
Eur op e jsk i
Komit e t
Nor maliz ac y jny
Elektrotechniki CENELEC powstał w 1973 roku,
w wyniku połączenia dwóch, wcześniej istniejących,
organizacji europejskich – CENELCOM i CENEL.
Obecnie podobnie jak CEN jest prywatnym stowarzyszeniem technicznym typu „non-profit” z siedzibą
w Brukseli. Główną misją CENELEC jest opracowywanie norm z zakresu elektrotechniki i elektroniki.
Członkami są Krajowe Komitety Elektrotechniki
państw UE i EFTA. W Polsce rolę Komitetu
Krajowego pełni Polski Komitet Normalizacyjny –
PKN, który jest członkiem CENELEC od 1 stycznia
2004 r. Obecnie w skład CENELEC oprócz Polski
wchodzą m.in. Austria, Dania, Francja, Niemcy,
Włochy, Holandia, Norwegia, Hiszpania, Szwecja,
Szwajcaria czy Wielka Brytania. CENELEC, tak samo
jak CEN jest uznawany przez władze UE i EFTA za
europejską organizację normalizacyjną.
11
12
Efektywność energetyczna w przemyśle
Zarządzania Energią EN ISO 50001 może także wspomóc
przedsiębiorstwa w zastosowaniu się do wymogów Dyrektywy.
Bernard Gindroz, przewodniczący CEN-CENELEC Sector
Forum Energy Management dodaje: – Standaryzacja przyczynia się do osiągnięcia nakreślonych celów poprzez promowanie
najlepszych praktyk, wspieranie wprowadzania nowych technologii i zapewnienie firmom, organizacjom i organom narzędzi
potrzebnych do wykonania odpowiednich przepisów prawa i poprawy efektywności energetycznej.
Zakres audytu energetycznego opisany w Dyrektywie
2012/27/UE. Kryteria minimalne.
Pojęcie „audyty energetyczne”, o których mowa w kluczowym
Artykule 8, doprecyzowano w Załączniku VI i, cytując za jego
treścią, oparto na następujących wytycznych:
a) ich podstawą są aktualne, mierzone, możliwe do zidentyfikowania dane operacyjne dotyczące zużycia energii
i (w odniesieniu do elektryczności) profili obciążenia;
b) zawierają szczegółowy przegląd profilu zużycia energii
w budynkach lub zespołach budynków, operacjach lub
instalacjach przemysłowych, w tym w transporcie;
c) opierają się, o ile to możliwe, na analizie kosztowej cyklu
życia (life-cycle cost analysis – LCCA), a nie na prostym
okresie zwrotu nakładów (Simple Payback Periods –
SPP), tak aby uwzględnić oszczędności długoterminowe,
wartości rezydualne inwestycji długoterminowych oraz
stopy dyskonta;
d) są proporcjonalne i wystarczająco reprezentatywne,
aby pozwolić na nakreślenie rzetelnego obrazu ogólnej
charakterystyki energetycznej oraz wiarygodne określenie istotnych możliwości poprawy.
Audyty energetyczne umożliwiają przeprowadzenie
szczegółowych i potwierdzonych obliczeń dotyczących
proponowanych środków, tak aby dostarczyć klarownych
informacji o potencjalnych oszczędnościach. Dane stosowane w audytach energetycznych są przechowywane do celów
analizy historycznej i kontroli wyników.
Powyższe ogólnikowe stwierdzenia określone jako „Kryteria
minimalne dotyczące audytów energetycznych, w tym audytów
przeprowadzanych w ramach systemów zarządzania energią” nie
pozwalają na szczegółowe określenie zakresu i pełne wyobrażenie formy poprawnie przeprowadzonego audytu. Stąd też
wynikła potrzeba nakreślenia spójnych zasad pozwalających
na profesjonalną realizację działań audytowych, przynoszących realne korzyści przedsiębiorstwu i jednocześnie
spełniających istniejące wymogi.
O ile audyt budynków nie jest skomplikowany, ponieważ
z łatwością można określić instalacje i elementy, które się
audytuje, o tyle audyt przemysłowy jest dużo większym wyzwaniem. Problemem jest różnorodność instalacji jakie są
w zakładzie. Kolejnym wyzwaniem są wymagania technologiczne jakie są zwykle stawiane produktom.
Często pojawia się spór między technologami a działem utrzymania ruchu. Dział utrzymania ruchu chce obniżać parametry
i zmniejszać energochłonność zakładu, a technolodzy chcą
otrzymać parametry, które zapewnią najlepszą jakość produktu. Celem audytu jest pogodzenie interesów obu stron.
DORADZTWO, SZKOLENIA,
SPECJALISTYCZNE POMIARY
Kompleksowe usługi w zakresie poprawy efektywności zarządzania energią
w przedsiębiorstwie.
Audyty energetyczne w zakładach przemysłowych
Audyt efektywności energetycznej
Audyt jest podstawowym narzędziem pozwalającym uzyskać
pełny obraz zużycia energii w przedsiębiorstwie. Na jego
podstawie określa się miejsca i przyczyny strat energii, proponuje działania naprawcze, a także przedstawia oszczędności,
które są możliwe do osiągnięcia dzięki wdrożeniu zaleceń
poaudytowych.
Audyt ten jest często niezbędny do pozyskania finansowania
ze źródeł zewnętrznych m.in. środków unijnych, a także do
udziału w systemie tzw. białych certyfikatów organizowanym
przez Prezesa URE. Opracowanie zawiera analizę zużycia
energii i stanu obiektu, urządzeń technicznych lub instalacji,
a także informacje o opłacalności ekonomicznej i wielkości
oszczędności energii możliwej do uzyskania.
Dobrze przeprowadzony audyt może przynieść znaczne
oszczędności, na przykład w postaci obniżenia zużycia energii, kosztów eksploatacji i utrzymania. Dodatkowo pomaga
spełnić wymogi prawne i umożliwia pozyskanie zewnętrznego dofinansowania dla planowanych inwestycji. Audyt może
być także doskonałą wskazówką do oceny planowanych
przedsięwzięć i inwestycji pod względem oszczędności energii i redukcji kosztów.
KAPE oferuje różne rodzaje audytów energetycznych,
które są wykonywane w zależności od indywidualnych potrzeb klientów.
Audyt energetyczny
Zakres audytu m.in. w zakresie niezbędnych pomiarów czy
audytowanych procesów ustalany jest z każdym Klientem
indywidualnie. Audyt sporządzany jest w oparciu o normę
PN-EN 16247, jednocześnie realizując założenia Dyrektywy
2012/27/UE oraz Ustawy o efektywności energetycznej.
Audyt energetyczny wraz ze szkoleniem i certyfikacją
audytorów zakładowych
Jednym z celów przeprowadzenia audytów wspólnie z pracownikami Klienta jest budowanie w zakładach, na poziomie
lokalnym, kompetencji eksperckich. Dzięki szkoleniu, pracownicy poszerzą swoje kompetencje w zakresie możliwości
bieżącego monitorowania i analizowania zużycia energii.
Docelowo, przeszkoleni pracownicy będą mogli samodzielnie wykonywać audyt energetyczny wraz z opracowywaniem
danych związanych z realizacją zobowiązań prawnych w tym
zakresie. Następnie pracownicy przeprowadzają pełny audyt
przedsiębiorstwa ze wsparciem KAPE.
Audyt oświetlenia
Audyt efektywności energetycznej oświetlenia sporządzany
jest w oparciu o inwentaryzację sprzętu oświetleniowego
uprzednio dokonanej przez ekspertów KAPE, w trakcie wizji
lokalnej w zakładzie. Kompletowane są wtedy także dane
na temat sposobu pracy zakładu – specyficznych wymagań
wynikających z charakteru jego działalności, a także analizowana jest dostępna dokumentacja techniczna.
Kolejnym etapem jest wykorzystanie pozyskanych informacji
do stworzenia propozycji modernizacji funkcjonującego systemu oświetlenia, ściśle dostosowanej do potrzeb zakładu.
Dzięki audytowi efektywności energetycznej oświetlenia,
Klient uzyskuje informację o potencjale oszczędności w swoim zakładzie. Oszczędności obniżą sumaryczne koszty energii
elektrycznej a nowe rozwiązania wpłyną na poprawę bezpieczeństwa pracowników.
Kontakt
KRAJOWA AGENCJA POSZANOWANIA ENERGII S.A.
ul. Nowowiejska 21/25
00-665 Warszawa
telefon: (+48 22) 626 09 10
(+48 22) 825 86 92
(+48 22) 234 52 42
fax:
(+48 22) 626 09 11
e-mail: [email protected]
www.kape.gov.pl
ZAPRASZAMY DO WSPÓŁPRACY
14
Efektywność energetyczna w przemyśle
Białe Certyfikaty narzędziem wsparcia
finansowego dla przedsiębiorców
System świadectw efektywności energetycznej tzw. „białych certyfikatów’” to szansa na otrzymanie dodatkowych
środków pieniężnych za wykonanie modernizacji, które spowodowały oszczędność energii w przedsiębiorstwie, lub na
inwestycje planowane.
W dużym skrócie, system ten wynika z Ustawy o efektywności energetycznej i zobowiązuje dostawców energii do
wnoszenia tzw. opłat zastępczych. Uzbierane w ten sposób
zasoby finansowe służą jako wsparcie dla przedsiębiorstw,
wdrażających inwestycje optymalizujące zużycie energii.
Z tego mechanizmu może skorzystać każdy podmiot gospodarczy, o ile spełnia warunki narzucane przez Ustawę
o efektywności energetycznej, przeprowadzi audyt efektywności energetycznej, wykazujący poziom zaoszczędzonej
energii i wygra przetarg zorganizowany przez Prezesa Urzędu
Regulacji Energetyki (URE).
Doświadczenie zdobyte podczas realizacji zleceń dla
przetargów w latach 2012-2014 wyniosły Krajową Agencję
Poszanowania Energii (KAPE) na pozycję lidera wśród firm doradczych, ubiegających się o przyznanie białych certyfikatów.
W sumie, przedsiębiorcy korzystający z usług doradczych
i wiedzy ekspertów KAPE, uzyskali świadectwa na łączną
wartość ponad 22 000 toe, co przełożyło się na uzyskanie
ponad 20 mln zł ze sprzedaży otrzymanych świadectw!
22 000 toe = 20 000 000 złotych – to łączna kwota, uzyskana ze sprzedaży białych certyfikatów,
przez przedsiębiorców współpracujących z KAPE
w ­latach 2012-2014.
Czym dokładnie jest Biały Certyfikat?
Jest to dokument zaświadczający, że w ramach przeprowadzonej modernizacji został osiągnięty pewien minimalny
poziom redukcji rocznego zużycia energii. Po otrzymaniu
certyfikatu staje się on towarem handlowym (nabywa charakteru prawa majątkowego), który następnie trzeba
spieniężyć na Towarowej Giełdzie Energii.
Wnioski do przetargu
Sam sposób poprawnego przygotowania wniosku do przetargu na białe certyfikaty jest dość złożony (wymaga czasu,
zaangażowania i zrozumienia istniejących procedur). Dlatego
KAPE proponuje szeroką pomoc w zakresie identyfikacji
przedsięwzięć, które pozwolą ubiegać się o białe certyfikaty,
zarówno w zakresie wykonania niezbędnych audytów efektywności energetycznej jak i złożenia kompletnych wniosków
do zbliżającego się przetargu.
KAPE oferuje przedsiębiorstwom pełną obsługę w zakresie przetargów na białe certyfikaty,
ogłaszanych przez URE, czyli przygotowanie pełnej dokumentacji technicznej i złożenie wniosku
do przetargu. Współpraca odbywa się z uwzględnieniem wynagrodzenia w formule successfee.
Oznacza to, że KAPE otrzyma wynagrodzenie tylko w przypadku pozytywnego rozstrzygnięcia
przetargu i przyznania Klientowi białych certyfikatów – bez uiszczania oddzielnych opłat za przygotowanie i złożenie wniosku.
W celu uzyskania szczegółowych informacji prosimy o bezpośredni kontakt z:
Katarzyna Jędrzejczak
[email protected]
tel. 691 956 501
Michał Bar
[email protected]
tel. 665 726 500
Marek Litwinowicz
[email protected]
tel. 693 202 115
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
15
Zespół projektu ENSPOL w KAPE S.A.
Europejskie systemy zobowiązujące do
efektywności energetycznej
Artykuł 7. Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady
2012/27/UE obliguje wszystkie Państwa Członkowskie (MS)
do wprowadzenia systemów zobowiązujących do efektywności energetycznej lub alternatywnych środków z dziedziny
polityki w celu osiągnięcia określonych oszczędności energii
w latach 2014-2020. W ramach projektu ENSPOL wykonano analizy istniejących systemów oraz analizę możliwości
wdrożenia konkretnych polityk w krajach członkowskich, tak
by jak najefektywniej zrealizować cele Dyrektywy. Poniżej
przedstawiamy kluczowe wyniki analiz systemów obligujących do efektywności energetycznej oraz rekomendacje dla
decydentów politycznych.
Przegląd systemów zobowiązujących do efektywności
energetycznej
Istniejące systemy
Dominującym instrumentem stosowanym w krajach UE
są systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej
(EEOs). W kilku krajach są one łączone z alternatywnymi
rozwiązaniami, głównie z instrumentami finansowymi lub
dobrowolnymi porozumieniami. Patrz rysunek 1.
Kraje takie jak Luxemburg, Dania, Polska i Bułgaria realizują
oszczędności bazując jedynie na systemie zobowiązującym
16
Efektywność energetyczna w przemyśle
Systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej
w krajach UE
EEOs istniejące
EEOs planowane
Alternatywne rozwiązania + EEOs istniejące
Tabela 1. Mechanizmy wsparcia stosowane w ramach EEOs
w wybranych krajach UE
Kraj
Rodzaje środków
Wielka Brytania
Subwencje
Francja
Świadectwa efektywności energetycznej, system
zachęt, m.in. pożyczki niskoprocentowe
Włochy
Białe Certyfikaty
Polska
Świadectwa efektywności energetycznej
Flandria
Wsparcie finansowe(bonifikaty/dopłaty) oraz
kampanie informacyjne
Dania
Subwencje i doradztwo
Hiszpania
Krajowy Fundusz Efektywności Energetycznej
i Białe Certyfikaty
Malta
Inteligentne systemy liczników i zmiany zachowań
konsumentów, progresywny system taryf
i darmowe audyty
Estonia
Wsparcie inwestycji, Krajowy Fundusz
Efektywności Energetycznej i działania
informacyjne
Słowenia
Finansowanie inwestycji
Austria
Zachęty różnego rodzaju
Irlandia
Kredyty energetyczne na realizację oszczędności
energii pierwotnej, granty skierowane głównie
na sektor mieszkaniowy, Krajowy Fundusz
Efektywności Energetycznej skierowany do
sektorów niemieszkalnych oraz Umowy o efekt
energetyczny
Luxembourg
Finansowe wsparcie i doradztwo/ audyty dla
konsumentów
Alternatywne rozwiązania + EEOs planowane
Alternatywne rozwiązania
do efektywności energetycznej. Podobnie we Francji, Litwie
i Hiszpanii udział oszczędności realizowanych w ramach
systemu (EEOs) jest bardzo wysoki. W pozostałych krajach
udział ten jest zróżnicowany.
Mechanizmy wsparcia stosowane w ramach EEOs w wybranych krajach UE
Istniejące systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej różnią się istotnie nie tylko pod kątem zakresu, ale
również sposobu ich wdrażania. Niektóre państwa członkowskie preferują wykorzystanie mechanizmów rynkowych
i wprowadzają system finansowy (np. „białe certyfikaty”),
inne stosują finansowe zachęty w postaci: subwencji, niskooprocentowanych pożyczek, zniżek podatkowych, bądź
realizują działania informacyjno – promocyjne o możliwościach poprawy efektywności energetycznej. Tabela 1 zawiera
informacje o mechanizmach wsparcia stosowanych w ramach
EEOs w wybranych krajach UE.
Poza tradycyjnymi działaniami promującymi ­d ostęp
do środków finansowych, Artykuł 20. Dyrektywy
w sprawie efektywności energetycznej przewiduje również,
że „państwa członkowskie mogą postanowić, że strony zobowiązane mogą wypełnić swoje obowiązki, o których mowa
w Artykule 7., przekazując roczne składki na rzecz krajowego funduszu efektywności energetycznej w wysokości
równej wartości inwestycji, które są wymagane, by wypełnić
te obowiązki”. Kilka krajów (np. Hiszpania) utworzyło krajowy
fundusz efektywności energetycznej jednocześnie definiując
i realizując go bardzo różnie, co generuje ryzyko nakładania się i podwójnego liczenia oszczędności pochodzących
z ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­innych, ­współistniejących systemów finansowych.
Kraje członkowskie z dużym doświadczeniem w realizacji
systemów zobowiązujących do efektywności energetycznej
włączają mechanizm handlowy oparty na transakcjach dwustronnych pomiędzy zobligowanymi podmiotami (np. Dania
i Wielka Brytania). Natomiast systemy we Francji i Włoszech
stosują w pełni handlowy mechanizm oparty na czynnikach
rynkowych.
Mniej powszechne są takie środki wsparcia, jak umowy
o efekt energetyczny (system irlandzki), rozpowszechnienie
inteligentnych liczników i progresywny system taryf ograniczający zużycie energii (np. Malta).
Systemy wsparcia finansowego oparte na stosowaniu
preferencyjnych pożyczek powiązane są ściśle z szeroko zakrojonymi kampaniami informacyjnymi. W niektórych krajach
Audyty i programy wsparcia dla przemysłu
Tabela 2. Podmioty zobowiązane w krajach UE
Kraj
Podmioty zobowiązane
Wielka Brytania
Dostawcy gazu i energii elektrycznej
Francja
Dostawcy gazu, energii elektrycznej, LPG, oleju
opałowego, ciepła i chłodu. Również hurtownicy
paliwa samochodowego.
Włochy
Dystrybutorzy energii elektrycznej i gazu
ziemnego
Polska
Przedsiębiorstwa energetyczne sprzedające
energię elektryczną, gaz, ciepło
Flandria
Dystrybutorzy energii elektrycznej
Dania
Przedsiębiorstwa sieciowe i dystrybutorzy energii
elektrycznej, gazu, ogrzewania i oleju
Hiszpania
Wszystkie podmioty gospodarcze energii
elektrycznej, gazu, gazu płynnego i hurtownicy
operatorów produktów naf towych, włączając
transport
Malta
Enemalta Corporation
Litwa
OSD; spółki gazowe; spółki ciepłownicze
Estonia
Dystrybutorzy energii lub przedsiębiorstwa
prowadzące detaliczną sprzedaż gazu, energii
elektrycznej i ciepła
Słowenia
Dostawcy energii elektrycznej, ciepła, gazu, paliw
płynnych i stałych do odbiorców końcowych
Austria
Spółki energetyczne sprzedaży detalicznej
wszystkich nośników energii
Irlandia
Dostawcy energii i przedsiębiorstwa prowadzące
detaliczną sprzedaż energii
Bułgaria
Sprzedawcy energii wyłączając transport
Luxemburg
Wszyscy dostawcy energii elektrycznej i gazu
system EEOs jest wciąż niejasny i niezrozumiały dla końcowych użytkowników (np., w Danii, czy Francji). Kluczową
kwestią są zatem działania informacyjne kierowane do potencjalnych beneficjentów systemu.
Określanie poziomu oszczędności energii.
Najpowszechniejszą metodą kalkulowania poziomu
oszczędności energii jest podejście oparte na szacowaniu
oszczędności w połączeniu ze zdefiniowaną wcześniej listą
działań proefektywnościowych (lista LEME).
Alternatywnie stosuje się metodę obliczeniowo-pomiarową, której efektem jest określanie oszczędności oparte na
faktycznych pomiarach zużycia energii bądź na szacowaniu
teoretycznych oszczędności. W przypadku teoretycznego
szacowania oszczędności energii zalecane jest sporządzanie
specjalistycznych audytów energetycznych.
17
Rola podmiotów zobowiązanych i uprawnionych
Podmioty zobowiązane w systemach EEOs to głównie dystrybutorzy energii i/lub sprzedawcy, którzy wykorzystują
sieci lokalne lub regionalne w celu dostarczenia energii do odbiorców końcowych. Decyzja w sprawie określenia podmiotu
zobowiązanego powinna być oparta na tym, jaki dany podmiot
ma związek z odbiorcą końcowym, jaką posiada infrastrukturę
i system niezbędny do zarządzania dostawą energii.
Innym kryterium nałożenia obowiązku jest udział w rynku energii każdej strony zobowiązanej. Generalnie, kraje
europejskie ustalają niski limit sprzedaży energii jako próg
dla zobowiązań. Zmniejsza to obciążenie administracyjne dla małych firm i pozwala usunąć bariery dla nowych
uczestników rynku. Liczba stron zobowiązanych waha się od
dziesięciu (np. Wielka Brytania) do kilku tysięcy (np. Dania).
W Tabeli 2 podano podmioty zobowiązane w krajach UE.
Istotne znaczenie w systemach EEOs odgrywają firmy typu
ESCO, ponieważ wpływają zasadniczo na realizację określonych celów tych systemów. W szczególności, stanowią
kluczową rolę w sektorach przemysłowych i publicznych.
Dotychczas inicjatywy ESCO w wielu krajach wspierane są
przez system zachęt publicznych. Jednak, mimo że ogólny
kontekst jest korzystny, to dynamika wzrostu roli ESCO w konkretnych systemach EEO jest bardzo ograniczona. Powodem
takiej sytuacji są liczne bariery, m.in. niska rentowność tego
typu inwestycji, niska jakość świadczonych usług, brak ekspertyz technicznych i prawnych instytucji zamawiających
oraz wysoki poziom wsparcia rządowego w konkretnych
działaniach w zakresie efektywności energetycznej.
Obok ESCO, decydenci powinni przewidzieć rozwój
i promocję finansowania zewnętrznego oraz potencjalnego
zaangażowania finasowania przez stronę trzecią.
Wyzwania w tworzeniu i wdrażaniu systemu
zobowiązującego do efektywności energetycznej
Rola interesariuszy we wdrażaniu efektywności
energetycznej
Poprzez wprowadzanie systemu zobowiązującego do
efektywności energetycznej (EEO) rządy zobowiązują sprzedawców i dystrybutorów energii do uzyskania oszczędności
energii, które mogą być realizowane za pomocą środków
finansowych pochodzących od ich klientów. Takie podejście
zmienia relacje pomiędzy sprzedawcami/dystrybutorami,
a ich klientami i nakłada na przedsiębiorstwa nowe obowiązki, które wcześniej były w kompetencjach rządu.
Efektywność energetyczna w Dani, Francji, Włoszech
i Wielkiej Brytanii zaczynała się od inicjatyw na stosunkowo
niewielką skalę. W miarę upływu czasu rosło doświadczenie
18
Efektywność energetyczna w przemyśle
przedsiębiorstw w tym zakresie i zwiększał się potencjał
wdrażania oszczędności. Chociaż formalny proces kształtowania polityki w zakresie efektywności energetycznej i jej
konsultacji różni się między państwami członkowskimi, to
w każdym przypadku strony zobowiązane są zaangażowane
w ten proces (jak również inne grupy interesariuszy, takie jak
konsumenci, czy ekologiczne organizacje pozarządowe).
Wszystkie z istniejacych systemów EEOs podlegają okresowym modyfikacjom, uwzględniając nowe cele w zakresie
oszczędności energii, innowacje technologiczne, zmiany
w technologii i ceny energii, jak również inne czynniki mające
wpływ na sektor energetyczny i politykę go kształtującą.
Zasady i wymóg dodatkowości
Decydenci dostosowują wymogi formalne Dyrektywy w sprawie efektywności energetycznej do warunków krajowych,
ustanawiając ramy systemu monitoringu i weryfikacji, zastrzegając sobie kwalifikację środków monitorowania według
wybranego punktu odniesienia.
Strony zobowiązane są odpowiedzialne za zapewnienie,
że ich dokumentacja uzyskania oszczędności energii jest
poprawna i odpowiedniej jakości. W większości systemów
EEOs, przedsiębiorstwa administrują umowami, dokumentacją, raportowaniem oszczędności, jak również systemem
zapewnienia jakości oszczędności, czy bazą audytów energetycznych (np. Dania).
Systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej muszą zawierać solidne zasady monitorowania, weryfikowania
oraz raportowania oszczędności energii.
Systemy zobowiązujące do efektywności energetycznej różnią
się w zależności od tego jak określają dodatkowe oszczędności energii. Znalezienie odpowiedniego punktu odniesienia
jest bardzo często skomplikowane, ze względu na brak wiarygodnych danych rynkowych, a to oznacza ograniczenie do
uproszczonych metod pomiaru i analizy zużycia energii.
Obszary oszczędności: sektory gospodarki i promowane
technologie
Praktycznie wszystkie sektory gospodarki objęte są systemem zobowiązującym do efektywności energetycznej.
Wyraźnie dominuje sektor mieszkaniowy (np. Francja,
Wielka Brytania). Natomiast w Danii, Polsce i we Włoszech
większość oszczędności pochodzi z sektora przemysłowego.
Dodatkowo Francja, wyjątkowo osiąga oszczędności także
z sektora transportu, zobowiązując dostawców paliw do
osiągnięcia oszczędności energii.
Zmiany gospodarcze wymusiły stopniowe odejście od szukania oszczędności wyłącznie w sektorze budownictwa.
Obecnie zaawansowane systemy koncentrują się na sektorze
przemysłu i transportu, na wzór Danii i Włoch.
Podsumowania i wnioski
Powyżej przedstawiono syntetyczne charakterystyki systemów zobowiązujących do oszczędności energii w wybranych
państwach UE. W Polsce niedlugo nastąpi nowelizacja
Ustawy o efektywności energetycznej, która wpłynie na funkcjonowanie systemu białych certyfikatów. Konieczne jest
pilne przygotowanie nowego systemu zobowiązującego do
oszczędności energii zgodnie z Art. 7. Dyrektywy 2012/27/UE.
Przedstawione w artykule analizy oraz inne raporty projektu ENSPOL mogą być pomocne decydentom w tworzeniu
systemu EEO lub alternatywnych środków z dziedziny polityki, w tym tych opartych o Krajowy Fundusz Efektywności
Energetycznej utworzony zgodnie z Art. 20. Dyrektywy
w sprawie efektywności energetycznej.
Raporty projektu ENSPOL dostępne są do pobrania na stronie:
www.enspol.eu/results ZDOBYWAJ FUNDUSZE Z KAPE
Kompleksowe wsparcie przy pozyskaniu dofinansowania na realizacje inwestycji.
Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. posiada wieloletnie doświadczenie w doradztwie technicznym,
finansowym i edukacyjnym w zakresie poprawy efektywności energetycznej i wykorzystania odnawialnych
źródeł energii.
NASI KLIENCI
Jednostki Samorządu Terytorialnego
Instytucje Publiczne Przedsiębiorstwa
Spółdzielnie i wspólnoty mieszkaniowe
Organizacje pozarządowe
Duże, średnie i małe przedsiębiorstwa
TYPY PROJEKTÓW
Głęboka termomodernizacja budynków
Budownictwo energoszczędne
Instalacje odnawialnych źródeł energii
Inwestycje w poprawę efektywności energetycznej
Modernizacja oświetlenia
Projekty edukacyjne
ZAKRES USŁUG KAPE
Przygotowanie wniosku o dofinansowanie
Przygotowanie audytu energetycznego/efektywności
energetycznej
Przygotowanie studium wykonalności
Przygotowanie dokumentacji projektowej
Wykonanie analiz techniczno-ekonomicznych
i finansowych
Rozliczenie projektu
Monitoring uzyskanych efektów
Przeprowadzenie działań promocyjnych w ramach
projektu
Jednym z głównych celów Unii Europejskiej do 2020 r. jest
poprawa efektywności energetycznej o 20% i wzrost udziału
energii ze źródeł odnawialnych o 15%, dlatego też znaczna
pula środków finansowych w nowym okresie programowania
2014-2020 przeznaczona jest na wsparcie realizacji działań
inwestycyjnych i nieinwestycyjnych przyczyniających się do
osiągnięcia wskazanych celów.
FUNDUSZE UNIJNE 2014-2020
Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko
Program wdrażany na szczeblu krajowym, wspierający gospodarkę niskoemisyjną, ochronę środowiska, przeciwdziałanie
i adaptację do zmian klimatu, transport i bezpieczeństwo
energetyczne. Środki unijne z programu przeznaczone
zostaną również na inwestycje w obszary ochrony zdrowia
i dziedzictwa kulturowego.
Regionalne Programy Operacyjne dla 16 województw
Programy wdrażane na szczeblu wojewódzkim, wspierające
wszystkie sfery gospodarki w skali regionu, w tym realizacje
przedsięwzięć przyczyniających się do poprawy efektywności
energetycznej i wykorzystania odnawialnych źródeł energii.
FUNDUSZE KRAJOWE
Programy Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
Programy wdrażane na szczeblu krajowym, wspierające
realizacje przedsięwzięć ekologicznych przyczyniających się
do poprawy stanu środowiska i zrównoważonego gospodarowania jego zasobami. W ramach Priorytetu Ochrona
atmosfery finansowane są inwestycje w zakresie gospodarki
niskoemisyjnej – efektywność energetyczna, odnawialne
źródła energii.
Programy Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
Programy wdrażane na szczeblu wojewódzkim, ukierunkowane na finansowanie działań z zakresu ochrony
środowiska i gospodarki wodnej podejmowanych na terenie
województwa.
Kontakt
KRAJOWA AGENCJA POSZANOWANIA ENERGII S.A.
ul. Nowowiejska 21/25
00-665 Warszawa
telefon: (+48 22) 626 09 10
(+48 22) 825 86 92
(+48 22) 234 52 42
fax:
(+48 22) 626 09 11
e-mail: [email protected]
www.kape.gov.pl
ZAPRASZAMY DO WSPÓŁPRACY
Efektywność
energetyczna
w przemyśle
spożywczym
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
21
Zespół projektu GREENFOODS
W kierunku gospodarki
zero emisyjnej w europejskim
przemyśle spożywczym i napojów
Europejski przemysł spożywczy i napojów ma duży potencjał
w zakresie poprawy efektywności energetycznej i zwiększenia
wykorzystania odnawialnych źródeł energii (OZE). Obniżenie
kosztów produkcji i emisji dwutlenku węgla z paliw kopalnych, może zwiększyć globalną konkurencyjność tego sektora,
a w szczególności małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP).
Zespół pracujący w unijnym projekcie GREENFOODS opracował
koncepcję branżową oraz kilka narzędzi wspierających MŚP
we wdrażaniu środków poprawy efektywności energetycznej.
Przeprowadzono dużą kampanię audytową, opracowano
i przeprowadzono cykl szkoleń z efektywności energetycznej
i OZE, a także przeanalizowano dostępne instrumenty finansowania środków poprawy efektywności energetycznej i OZE
oraz opracowano rekomendacje pod kątem ich lepszego dostosowania do MŚP przemysłu spożywczego i napojów.
Narzędzia Greenfoods
GREENFOODS koncepcja branżowa
Koncepcja branżowa GREENFOODS to przystępne i wszechstronne narzędzie wspierające zakłady z przemysłu
spożywczego i napojów w ocenie różnych możliwości zagospodarowania potencjału efektywności energetycznej
i wdrożenia OZE. Narzędzie uwzględnia ocenę stanu zastanego pod kątem parametrów energetycznych, ekonomicznych
i ekologicznych oraz identyfikację i ocenę środków poprawy
efektywności energetycznej z poziomu procesów, systemów
oraz zaopatrzenia w energię z OZE. Narzędzie jest nieodpłatne i dostępne do pobrania ze strony http://www.green-foods.
eu/greenfoods-branch-concept/
22
Efektywność energetyczna w przemyśle
GREENFOODS WikiWeb
GREENFOODS WikiWeb jest nieodpłatnym, internetowym
kompendium wiedzy z zakresu efektywności energetycznej
oraz OZE w przemyśle spożywczym i napojów. Kompendium
to integruje informacje na temat procesów, jednostek operacyjnych, alternatywnych technologii poprawy efektywności
energetycznej, studiów przypadku w odniesienie do poszczególnych podsektorów przemysłu spożywczego i napojów.
http://www.green-foods.eu/wiki/
Wirtualne Centra Kompetencji w zakresie Energii
W ramach projektu GREENFOODS w Polsce, Austrii,
Hiszpanii, Niemczech, Wielkiej Brytanii i Francji powstały
Wirtualne Centra Kompetencji, działające w formule punktów kompleksowej obsługi. Oferują one informacje dla MŚP,
ekspertów i zarządców w zakresie oferty szkoleniowej, środków poprawy efektywności energetycznej, dofinansowania,
doradztwa, współpracy itp. http://www.green-foods.eu/
virtual-competence-center/
Szkolenia Greenfoods
Szkolenie GREENFOODS zostało opracowane z myślą o MŚP
z branży spożywczej i napojów. Przechodząc przez kolejne kroki audytu energetycznego (wykonywanego zgodnie z normą
EN 16247), szkolenie omawia ocenę zapotrzebowania na energię przez poszczególne procesy technologiczne oraz strukturę
zaopatrzenia w energię. Na tej podstawie, uczestnikom szkolenia prezentowane są możliwości zwiększania efektywności
energetycznej procesów, zastosowania odzysku ciepła oraz
efektywnych technologii zaopatrzenia w energię na różne
potrzeby (ogrzewania, chłodzenia, sprężonego powietrza itp.),
a wszystko to zostaje uzupełnione ekonomiczną oceną zasadności wykorzystania OZE w powiązaniu z dostępnością krajowych
środków dofinansowania. Każdy etap ilustrowany jest praktycznym zastosowaniem Koncepcji Branżowej GREENFOODS
oraz testem wiedzy.
Finansowanie
Dostępne źródła finansowania
W trakcie badania zidentyfikowano i szczegółowo opisano
ponad 75 programów i mechanizmów finansowania efektywności energetycznej i OZE w Polsce, Francji, Austrii,
Niemczech, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii. Badanie ankietowe przeprowadzone następnie wśród MŚP i ekspertów
pozwoliło na ocenę poszczególnych instrumentów pod
kątem ich skuteczności, dostępności i atrakcyjności dla
grupy docelowej – z uwzględnieniem różnic pomiędzy
poszczególnymi krajami.
Profil potrzeb / Bariery
W trakcie badania ankietowego zidentyfikowano potrzeby MŚP
z przemysłu spożywczego i OZE oraz bariery uniemożliwiające
tej grupie korzystanie z istniejących mechanizmów finansowania
inwestycji w efektywność energetyczną i OZE. Przeanalizowano,
co sprawia, że niektóre instrumenty są bardziej skuteczne niż
inne, jak MŚP postrzegają atrakcyjność i dostępność poszczególnych narzędzi finansowych. Wyniki opisane zostały w raporcie
dostępnym do pobrania ze strony projektu.
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
Mechanizm finansowy dostosowany dla MŚP
Z porównania cech istniejących instrumentów finansowych
z profilem potrzeb MŚP z branży spożywczej i napojów
powstało opracowanie zawierające szereg rekomendacji
służących ich usprawnieniu. Z przeprowadzonych wywiadów i analiz wynika, że granty i dotacje są nadal najlepszym
sposobem mobilizowania MŚP do realizacji inwestycji w OZE
i efektywność energetyczną. Przy czym niezmiernie istotną
składową tej formy dofinansowania jest pomoc techniczna
(np. w formie audytu energetycznego). Koniecznym jest
wprowadzenie rozróżnienia dla małych wdrożeń, realizowanych w oparciu o listy rekomendowanych środków poprawy,
materiałów i sprzętu. W przypadku dużych projektów, oczekuje się szerokiego zakresu kwalifikowalności kosztów oraz
usprawnionego procesu aplikacji redukującego biurokratyczne wymogi. Pełna wersja raportu dostępna jest pod adresem:
http://www.green-foods.eu/funding-and-financing-schemes
Audyty i wdrożenia Greenfoods
Potencjał efektywności energetycznej i OZE
204 zakłady przemysłowe, a wśród nich piekarnie,
zakłady mięsne, zakłady przetwórstwa owocowego i warzywnego, mleczarnie, browary oraz zakłady produkujące
napoje zostały poddane ocenie pod kątem poziomu efektywności energetycznej. 45 zakładów przeszło następnie
przez procedurę szczegółowego audytu energetycznego.
Z przeprowadzonych audytów wynika znaczący potencjał
poprawy efektywności energetycznej (ograniczenie zużycia)
oraz możliwość integracji OZE dla osiągnięcia redukcji emisji dwutlenku węgla. Łączny potencjał ograniczenia zużycia
energii to ponad 150,000 MWh równoważnych 30,000 t CO2.
Analiza ekonomiczna wykazała, że 15% ograniczenie zużycia
energii jest nie tylko efektywne kosztowo, ale i osiągalne
23
dla audytowanych zakładów. 11 audytowanych zakładów
zdecydowało się na wdrożenie zaproponowanych środków
poprawy jeszcze w trakcie trwania projektu. Można oczekiwać, że kolejne zakłady dołączą do niech niebawem.
Wdrożenia
Łącznie 11 zakładów przemysłowych otrzymało wsparcie
zespołu GREENFOODS przy wdrożeniu zidentyfikowanych
środków poprawy efektywności energetycznej. Reprezentują
one zakłady o różnej wielkości, spośród wszystkich podsektorów przemysłu spożywczego. Realizowane środki
poprawy efektywności energetycznej obejmowały zarówno
optymalizację procesów technologicznych (np. temperatury
podgrzewania, chłodzenia) jak i systemów (np. odzysk ciepła).
Odnotowano również wdrożenie innowacyjnych systemów
chłodzenia, odejście od systemów pary wodnej na rzecz
gorącej wody, zastosowanie systemów kogeneracyjnych, PV,
kolektorów słonecznych jak również wymiany starych kotłów
węglowych. Raport z podsumowaniem jest dostępny do pobrania ze strony http://www.green-foods.eu/best-practice/
Wszystkie wyniki projektu dostępne są do pobrania ze strony
www.green-foods.eu
Kontakt
Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A.
ul. Nowowiejska 21/25, 00-665 Warszawa
email: [email protected]
Tel: +48 22 626 09 10 l Fax: +48 22 626 09 11
Informacje o krajowych punktach kontaktowych można
­znaleźć na stronie www.green-foods.eu
Zespół projektu GREENFOODS
EUROPEJSKI
PRZEMYSŁ
SPOŻYWCZY
fakty i liczby
Branża mleczarska w roku 2010 stanowiła 14% obrotów całego przemysłu spożywczego i zatrudniała 8%
osób pracujących w tym sektorze. Fundamentalnym dla
przetwórstwa mleczarskiego procesem jest obróbka termiczna (podgrzewanie i chłodzenie) – najwięcej energii
cieplnej wykorzystywane jest do procesów pasteryzacji.
W przypadku większości produktów mleczarskich zapotrzebowanie na energię cieplną jest większe niż na
energię elektryczną, która wykorzystywana jest przede
wszystkim do procesów takich jak zagęszczanie mleka
(na przykład mleko odtłuszczone w proszku); procesy te
zużywają najwięcej energii elektrycznej, zaś najmniej
zużywa się do produkcji surowego mleka.
W przemyśle mięsnym sama produkcja mięsa (w tym produkcja pasz) jest najbardziej energochłonną częścią tego
sektora. Wyprodukowanie 1 tony mięsa wołowego wymaga średnio 775 kWh energii, a 1 tony baraniny – 685 kWh
(z uwzględnianiem etapów uboju, rozbioru i pakowania do
sprzedaży detalicznej). Większość tej energii stanowi energia elektryczna (używana głównie do chłodzenia); energia
cieplna (pochodząca z paliw kopalnych) wykorzystywana
jest głównie do pracy kotłów parowych.
W typowej piekarni przemysłowej komora gazownicza,
piec, komora schładzająca i kocioł parowy generują
między 50% a 60% całkowitej emisji dwutlenku węgla,
a najwięcej energii zużywa piec. Energia elektryczna
niezbędna jest do przetwarzania składników, a także
pracy podajników i urządzeń wykorzystujących sprężone
powietrze. Wyprodukowanie 1 tony produktu wymaga
średnio 551 kWh energii z paliw kopalnych (głównie
gazu) i 218 kWh energii elektrycznej.
Kraje UE-27 łącznie zużywają największą ilość soku owocowego na świecie, przy czym najbardziej popularny jest
sok pomarańczowy, którego udział w rynku wynosi 39%.
Największą konsumpcję notuje się w Niemczech (26%),
we Francji, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Włoszech – łącznie w krajach tych notuje się 46% całkowitej konsumpcji.
Największy wpływ na środowisko podczas produkcji
soków owocowych następuje na skutek zużycia energii elektrycznej (do procesów pasteryzacji, mieszania
i chłodzenia) oraz zużycia energii cieplnej (w postaci pary
i gorącej wody). Wyprodukowanie 1 litra soku pomarańczowego, niepochodzącego z koncentratu, wymaga
średnio 0,15 kWh energii elektrycznej i 0,68 kWh energii
z gazu ziemnego.
W roku 2011 w Europie istniało 4386 firm browarniczych produkujących łącznie 399 mln hektolitrów piwa.
Największa liczba pracowników w tej branży zatrudniona
jest w Niemczech (21%). Ponad 70% browarów w Europie
to mini-browary (małe i średnie firmy). W 2010 r. browary
w Europie zużywały średnio łączną ilość 116,8 MJ energii (na
przykład z paliw kopalnych) do produkcji jednego hektolitra
piwa. Większość energii elektrycznej w branży piwowarskiej
zużywana jest do chłodzenia, zaś większość energii cieplnej
– do procesu podgrzewania kotłów warzelnych.
W branży produkcji płatków śniadaniowych działa
ponad 70 firm, zatrudniających ponad 11000 pracowników i produkujących rocznie ponad 1 mln ton płatków.
Zarówno do produkcji płatków jak i makaronów, większość energii wykorzystywanej w przetwórstwie (głównie
do procesów suszenia), to energia cieplna. Energia elektryczna wykorzystana jest głównie do procesów mielenia
i nanoszenia warstwy wierzchniej. Do produkcji 1 kg
makaronu zużywa się średnio następujące paliwa: 4,3 g
węgla, 5,8 g oleju opałowego i 8,5 g gazu ziemnego.
Oczekuje się, że wartość rynku żywności dla niemowląt i małych dzieci będzie nadal rosnąć w tempie 4,5%
rocznie, aż do wielkości 25,6 mld euro na koniec roku
2016. Większość energii wykorzystywanej w przetwórstwie tej żywności to energia cieplna (do procesów
odparowywania, podgrzewania, sterylizacji i suszenia).
Energia elektryczna jest wymagana do takich procesów
jak rozdrabnianie, miksowanie i homogenizacja. Brak
dostępnych danych może wskazywać, że przemysł ten
obecnie w niewielkim stopniu przywiązuje wagę do zarządzania energią i pomiaru efektywności energetycznej.
Ponieważ jednak wszystkie rodzaje procesów przetwarzania żywności dla niemowląt i małych dzieci obejmują
wysoce energochłonne etapy, w przemyśle tym istnieje
duży potencjał dla oszczędności energii.
W roku 2012 istniało 650 zakładów produkujących
karmy dla zwierząt domowych. Zakłady te zatrudniały
50 000 osób, a ich produkcja wyniosła 8,5 miliona ton,
przy obrocie rocznym 13,8 mld euro. Większość energii
potrzebnej do produkcji karm dla zwierząt domowych
to energia cieplna, najszerzej wykorzystywana do procesów suszenia (suchej karmy dla zwierząt domowych)
i podgrzewania (mokrej karmy dla zwierząt domowych).
Energia elektryczna jest wymagana do takich procesów
jak rozdrabnianie, miksowanie i homogenizacja. Niestety
podobnie jak w branży żywności dla niemowląt i małych
dzieci istnieje bardzo mało danych na temat zużycia
energii podczas produkcji karm dla zwierząt domowych.
Źródło: European Environment Agency, Annual European Union greenhouse gas inventory 1990-2012 an inventory report 2014, Technical paper No 09/2014, 27 May 2014
Europejski przemysł rybny osiąga roczne obroty w wysokości około 18 mld euro i zatrudnia 135 tysięcy osób,
z czego większość pracuje w firmach zatrudniających
do 20 pracowników. W przetwórstwie rybnym najwięcej energii wykorzystuje się do procesów chłodzenia,
które odpowiadają za 65%-85% całkowitego zużycia
energii elektrycznej. Typowe wielkości dotyczące zużycia
energii na tonę przetwarzanych ryb to 65-87 kWh dla procesów filetowania i 150-190 kWh dla procesów produkcji
konserw rybnych.
26
Efektywność energetyczna w przemyśle
Zespół projektu GREENFOODS
Efektywność energetyczna
w branży spożywczej
Przemysł spożywczy jest jedną z głównych gałęzi gospodarki Unii Europejskiej. Jego obroty w roku 2011 osiągnęły
1017 mld euro, a zatrudnienie wynosiło 4 250 000 osób. Pod
względem obrotów (14,9%) i zatrudnienia (15%) jest to największa branża produkcyjna w UE. Ma, więc ona w Europie do
odegrania ważną rolę w budowie inteligentnej i zrównoważonej gospodarki. Równie ważny jest udział tego przemysłu
w osiąganiu celów środowiskowych i rozwojowych. W 2011 r.
66% obrotów przemysłu spożywczego, osiągniętych w skali
całej UE, pochodziło z pięciu krajów: Niemiec, Francji, Włoch,
Hiszpanii i Wielkiej Brytanii. Pięć głównych branż tego przemysłu generuje łącznie 77% jego całkowitych obrotów.
Podział obrotów według branż przemysłu spożywczego
(Eurostat 2010)
Przemysł spożywczy zdominowany jest przez małe i średnie
przedsiębiorstwa (MŚP). W 2010 r. w europejskim przemyśle
spożywczym działało 287 098 firm, przy czym 99% stanowią MŚP. Stanowią one 49,3% obrotów tej gałęzi przemysłu
i aż 63,4% zatrudnienia. Rozkład ilościowy dużych przedsiębiorstw oraz małych i średnich firm w poszczególnych
branżach przemysłu spożywczego jest dość spójny, przy
czym we wszystkich branżach dominują MŚP.
Liczba firm w poszczególnych branżach przemysłu spożywczego, 2010 (Eurostat Dane i tendencje dotyczące
europejskiego przemysłu spożywczego, 2012)
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
27
Liczba przedsiębiorstw wg. podsektorów przemysłu spożywczego w UE, 2010
Branże przemysłu spożywczego
Liczba firm
Liczba MŚP
Liczba dużych firm
MŚP (%)
produkty piekarnicze i inne produkty mączne
154157
153617
540
99,6
produkcja olejów i tłuszczów
40000
39425
575
99,5
przetwórstwo zbóż i skrobi
25544
24094
450
99,0
produkcja napojów
23100
22814
296
98,8
produkcja karm dla zwierząt
11745
11475
270
98,7
przemysł mięsny
9899
9699
200
98,6
inne produkty spożywcze
8637
8598
39
98,2
przetwórstwo owoców i warzyw
6271
6207
64
98,0
przetwórstwo ryb
5146
5082
64
97,9
przemysł mleczarski
3599
3524
75
97,7
287098
284535
2563
Źródło: FoodDrinkEurope, Dane i tendencje dotyczące europejskiego przemysłu spożywczego, 2012
Skutkiem dużego rozdrobnienia branży jest brak rzetelnych
informacji na temat zużycia energii, zarzadzania mediami oraz
stopnia wykorzystania wsparcia finansowego na poprawę efektywności energetycznej i odnawialne źródła energii. Przy tak
dużej liczbie MŚP przemysł spożywczy ma mniejszą zdolność
szybkiego wdrażania innowacyjnych technologii. Na rynku
europejskim firmy mają wiele możliwości rozwoju i poprawy
swojej wydajności, więc powinny być zachęcane do podejmowania takich działań w sposób jak najbardziej oszczędny
i zrównoważony pod względem wykorzystania zasobów.
Na przemysł spożywczy i napojów składa się z wiele branż.
Charakteryzuje go zróżnicowana gama produktów i procesów
MŚP potrzebują dodatkowego wsparcia w postaci
działań informacyjnych i szkoleniowych, żeby móc
sięgnąć po dostępne środki poprawy efektywności
energetycznej i wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.
Zużycie energii jest obszarem, w którym znaczne
oszczędności mogą być osiągnięte niemal natychmiast przy niskich nakładach kapitałowych lub za
pomocą prostych działań organizacyjnych. Oprócz
zmniejszenia zapotrzebowania na energię, pojawia się możliwość zastosowania nowych, bardziej
przyjaznych środowisku źródeł energii. Na rynku
dostępnych jest wiele rozwiązań umożliwiających
wymianę tradycyjnych kotłów na węgiel lub olej
opałowy na kotły opalane gazem ziemnym lub odnawialnymi źródłami energii w postaci kolektorów
słonecznych, przemysłowych pomp ciepła, jednostek
kogeneracyjnych czy też absorpcyjnych urządzeń
chłodniczych. Zakłady przemysłowe mogą również
skorzystać z możliwości zakupu energii produkowanej ze źródeł odnawialnych poprzez wykupienie tzw.
„zielonych taryf” u dostawcy energii.
produkcyjnych. Przemysł mięsny, napojów, mleczarski i piekarski to cztery z pięciu najważniejszych branż w odniesieniu
do obrotów, liczby firm oraz zużycia energii. Przemysł piekarski (produkcja pieczywa) ma zdecydowanie największą liczbę
firm, co stanowi ponad połowę wszystkich przedsiębiorstw
sektora przemysłu spożywczego. Przemysł mięsny jest natomiast największym udziałowcem rynku spożywczego pod
względem obrotów oraz branżą o największym oddziaływaniu na środowisko.
W przypadku niektórych zakładów produkcyjnych, może być
również możliwość odzyskiwania metanu z procesu beztlenowej fermentacji ścieków i wykorzystania tego gazu, jako
dodatkowego źródła energii.
W łańcuchu produkcji żywności znaczna część emisji gazów
cieplarnianych pochodzi z wielu działań, które następują
przed i po procesach samego przetwórstwa (rolnictwo,
dystrybucja, sprzedaż). Zwykle jednak około dwie trzecie
całej energii brutto, zużywanej na produkcję żywności do
momentu jej zakupu przez konsumenta, zużywane jest właśnie na etapie przetwórstwa. W związku z tym w dziedzinie
produkcji żywności i napojów istnieje znaczny potencjał dla
poprawy efektywności energetycznej i optymalizacji procesów na etapie przetwórstwa produktów spożywczych.
Podczas gdy w innych sektorach przemysłu stare modele
i produkty postrzegane są jako przestarzałe i staroświeckie,
w przemyśle spożywczym tradycja i niezmienność receptur
są wysoko cenione. Wiele firm, zwłaszcza małych, buduje
swoje modele działalności właśnie na tradycyjnej produkcji
żywności, w oparciu o ścisłe przestrzeganie zasad produkcji
pochodzących nawet sprzed stu lat. Zjawisko to może stanowić przeszkodę dla wprowadzania innowacji. Dlatego też
wprowadzanie innowacji w przemyśle spożywczym może być
trudne i należy tu uwzględnić szereg czynników takich jak bezpieczeństwo, smak produktów, zaufanie klienta, cena, lokalne
poczucie tożsamości, kultura i zwyczaje. Niezwykle istotnym
czynnikiem jest percepcja produktów przez konsumentów.
28
Efektywność energetyczna w przemyśle
W związku z tym, że przemysł spożywczy jest zdominowany przez MŚP, którym z powodu ograniczonych zasobów
finansowych i ludzkich trudno jest wprowadzać innowacje
w stosowanych procesach, będą one potrzebować dodatkowego wsparcia ze strony instytucji rządowych i finansowych,
aby móc sfinansować poprawę efektywności tych procesów.
zużyły 29 milionów toe energii końcowej w krajach UE-27,
co stanowiło 10% udziału w całkowitej energii zużywanej
przez przemysł w UE-27. To stawia przemysł spożywczy na
czwartym miejscu pod względem energochłonności – zaraz
po przemyśle hutniczym, chemicznym i petrochemicznych
oraz minerałów niemetalicznych.
Podczas gdy Unia Europejska poczyniła znaczne postępy
w zakresie wprowadzania odnawialnych źródeł energii w całej
gospodarce, udział energii odnawialnej w przemyśle spożywczym pozostaje stosunkowo niewielki. Odnawialne źródła
energii stanowiły tu zaledwie 7% energii zużywanej na potrzeby produkcji i konsumpcji żywności w 2013 roku w porównaniu
do 15% w ogólnym bilansie energetycznym. Biomasa była
głównym źródłem energii odnawialnej w UE-28 w 2013 roku,
stanowiąc 54% zużytej energii odnawialnej. Wykorzystanie
fotowoltaiki (PV) i wiatru gwałtownie wzrosło na przestrzeni
ostatniej dekady stanowiąc 65% energii elektrycznej wyprodukowane ze źródeł odnawialnych w latach 2011-2012.
Europejski przemysł spożywczy wyemitował w roku 2012
0,9% całkowitej emisji gazów cieplarnianych w UE, co stanowiło 7% emisji ze wszystkich zakładów wytwórczych oraz
spalarni. Na przestrzeni lat 1990 – 2012 przemysł zredukował
emisję gazów cieplarnianych o 22%.
Zużycie energii i emisja CO2 w przemyśle spożywczym
Zgodnie z danymi Eurostat, w 2013 całkowite zużycie energii
przez branżę spożywczą krajów członkowskich UE wyniosło
28,4Mtoe. Pięciu największych konsumentów energii w tej
branży to Niemcy, Francja, Wielka Brytania, Włochy oraz
Hiszpania. Gaz (47.8%), energia elektryczna (34%) oraz olej
(7%) zdominowały strukturę zużycia przez sektor spożywczy
w tych krajach w roku 2013. Energia ze źródeł odnawialnych
stanowiła zaledwie 3%.
W 2010 roku, produkcja spożywcza i przemysł tytoniowy
Przemysł spożywczy jest największym konsumentem
energii. Ilość energii zużywana na potrzeby wytworzenia, przetworzenia, opakowania i dostarczenia
na stół stanowiła 17% całkowitego zużycia energii
przez Państwa UE w roku 2013, co stanowi około 26%
zużycia energii końcowej w tym samym roku. Część
łańcucha dostaw za bramą rolnika, stanowi 66% energii zużywanej w łańcuchu spożywczym UE – można
tu wyróżnić energię na potrzeby przetwórstwa spożywczego (28%), dostaw (9%), pakowania (11%) oraz
wykorzystania końcowego 5.5).
Emisja CO2 z przemysłu spożywczego, napojów oraz tytoniu
z podziałem na poszczególne kraje członkowskie UE
Kraj członkowski
Emisja CO2, Gg
Zmiana
19902012
Udział
w emisji
EU15
w 2012 r.
Austria
870
958
981
13%
3%
Belgia
2990
2048
2103
-30%
7%
Dania
1466
1317
1208
-18%
4%
Finlandia
826
247
215
-74%
1%
France
9197
8738
8756
-5%
29%
Niemcy
1989
234
215
-89%
1%
Grecja
902
401
506
-44%
2%
Irelandia
1017
850
837
-18%
3%
Włochy
3853
4266
3508
-9%
11%
16
24
29
81%
0.1%
Holandia
Luksemburg
4079
3383
3421
-16%
11%
Portugalia
822
938
874
6%
3%
Hiszpania
2935
2171
2964
1%
10%
Szwecja
948
482
492
-48%
2%
Wielka Brytania
EU-15
7553
4939
4540
-40%
15%
39464
30996
30650
-22%
100%
Źródło: European Environment Agency, Annual European Union greenhouse gas
inventory 1990-2012 an inventory report 2014, Technical paper No 09/2014,
27 May 2014
Artykuł powstał na podstawie raportu GREENFOODS „Wstępne badanie określające branże przemysłu spożywczego oraz podsumowujące
wyniki badań krajowych i międzynarodowych”, dostępnego na stronie
www.green-foods.eu
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
29
Zespół projektu GREENFOODS
Narzędzia
dla przemysłu spożywczego
Koncepcja Branżowa Greenfoods
Koncepcja Branżowa GREENFOODS jest kompleksowym narzędziem do realizacji audytów energetycznych i zarządzania
energią. Narzędzie zostało opracowane, aby wspierać zakłady
przemysłowe, w szczególności z grupy MŚP, w identyfikacji
środków poprawy efektywności energetycznej i ocenie możliwości wdrożenia odnawialnych źródeł energii.
Koncepcja branżowa GREENFOODS
Bilans masy i energii,
ocena status quo
Optymalizacja procesów
technologicznych i systemów
Intergracja odnawialnych
źródeł energii
Ocena alternatywnych rozwiązań
Schemat finansowania
Schemat Koncepcji branżowej GREENFOODS
Wytyczne
Narzędzie to oparte jest na analizie wszystkich kluczowych
procesów technologicznych w pięciu głównych branżach
przemysłu spożywczego i napojów (browarniczy, mleczarski,
mięsny, owocowo warzywny, piekarniczy).
Narzędzie krok po kroku przeprowadza użytkownika przez kolejne funkcjonalności. Praca rozpoczyna się od określenia przez
użytkownika warunków ramowych takich jak: parametry ekonomiczne, definicje produktów i ich ilości oraz określenie łącznego
zużycia energii w zakładzie (np. gaz ziemny, MWh/rok).
Na podstawie zdefiniowanych przez użytkownika urządzeń
(np. kotły, chłodziarki itd.), informacji o sposobie dystrybucji
energii wewnątrz zakładu (w tym informacji o magazynowaniu energii) oraz opisu procesów technologicznych (im
bardziej szczegółowy opis zapotrzebowania na energię tym
bardziej wiarygodne wyniki końcowe) automatycznie generowana jest analiza stanu wyjściowego w tym ocena bieżącego
zużycia energii (zapotrzebowanie i zaopatrzenie), bilans energetyczny, a także wyliczenie zużycia energii pierwotnej oraz
emisji CO2. Dzięki temu użytkownik zapoznaje się ze strukturą zapotrzebowania na energię w zakładzie oraz informacją
na temat sposobu pokrycia tego zapotrzebowania poprzez
poszczególne urządzenia wytwórcze.
30
Efektywność energetyczna w przemyśle
Te same informacje można zdobyć na poziomie procesów
technologicznych dzięki określeniu, które procesy zużywają
najwięcej energii. Dalsze analizy prowadzone sa w oparciu
o procesy i urządzenia zużywające/dostarczające najwięcej
energii. Prowadzą one do identyfikacji środków poprawy
efektywności energetycznej oraz optymalizacji procesów.
Wszystkie procesy technologiczne mogą zostać opisane
zarówno w wersji podstawowej jak i rozbudowanej
w zależności od stopnia zaawansowania użytkownika
oraz dostępności danych wejściowych.
W wariantach optymalizacyjnych uwzględnia się np. integrację procesów cieplnych czy też instalację odnawialnych źródeł
energii takich jak: kotły na biomasę, kotły na biogaz, kolektory
słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, pompy ciepła, urządzenia
kogeneracyjne oraz instalacji do chłodzenia absorpcyjnego.
Alternatywne rozwiązania proponowane przez system
oceniane są pod względem technicznym, ekonomicznym
i ekologicznym i mogą być ze sobą porównywane. W ten
sposób, użytkownik uzyskuje szeroki zakres informacji na
temat procesów technologicznych jak i możliwych kroków
Etapy optymalizacji
<right> Optymalizacja na poziomie procesu: jej celem
jest ograniczenie zapotrzebowania procesów
technologicznych na energię dzięki zastosowaniu bardziej efektywnych parametrów realizacji
procesów technologicznych.
<right> Optymalizacja na poziomie systemu – integracja energii cieplnej (przy wykorzystaniu
analizy Linhoffa) – w celu określenia najbardziej
efektywnego sposobu odzysku ciepła przy
wykorzystaniu dostępnych strumieni ciepła
odpadowego do pokrycia zapotrzebowania
na energię przez procesy technologiczne.
Opracowany algorytm optymalizacji zawarty
w koncepcji branżowej GREENFOODS automatycznie proponuje wymienniki ciepła łączące
te procesy technologiczne ze strumieniami ciepła odpadowego. Ponadto, przedstawione są
informacje o możliwościach magazynowania
energii. Na podstawie zdefiniowanych wymienników ciepła można przeprowadzić również
ocenę ekonomiczną proponowanych rozwiązań
optymalizacyjnych.
<right> Pokrycie pozostałego zapotrzebowania na
energię poprzez efektywny system zasilania
z instalacji odnawialnych źródeł energii:
optymalizacji. Na każdym etapie pracy z narzędziem możliwa jest ingerencja audytora.
Narzędzie zostało zaprojektowane na bazie MS Excel i Visual
Basic. Można je pobrać ze strony projektu GREENFOODS,
po zarejestrowaniu się w bazie. Dzięki temu uzyskuje się
dostęp do wszelkich aktualizacji związanych z rozbudową
programu o kolejne moduły, a także o kolejne branże.
Narzędzie kalkulacyjne GREENFOODS dostępne jest do pobrania ze strony:
http://www.green-foods.eu/branch-concept-tool-request/
Oprócz oceny ekonomicznej, ekologicznej i energetycznej
obecnego stanu oraz określenia możliwości optymalizacji
użytkownik otrzymuje wsparcie z bezpośrednio powiązanej
z narzędziem kalkulacyjnym bazy wiedzy WikiWeb (przekierowania do stosownych zasobów bezpośrednio z narzędzia).
Kompendium wiedzy WikiWeb
GREENFOODS WikiWeb to kompendium wiedzy
z zakresu procesów przemysłowych typowych dla branży spożywczej i napojów. Kompendium zostało opracowane przez
Uniwersytet Techniczny w Graz dla sektora spożywczego,
» Efektywne zaopatrzenie w energię: użytkownik może
ocenić optymalizację obecnego systemu zasilania lub
zastąpienie go bardziej efektywnym sprzętem w celu
ograniczenia zużycia energii.
» Energia słoneczna: użytkownik otrzymuje wsparcie podczas określania odpowiedniego systemu
zapatrzenia w energię dostosowanego do procesów
(profile obciążenia, temperatura robocza itd.) oraz
możliwości jego włączenia do systemu zasilania i oceny ekonomicznej.
» Energia fotowoltaiczna (PV): możliwość instalacji PV
stanowi część oceny systemów energii odnawialnej
» Biogaz: na podstawie określenia strumieni ścieków
i/­lub strumieni wyjściowych przydatnych do produkcji biogazu użytkownik otrzymuje wsparcie podczas
oceny alternatywnych dostaw energii.
» Biomasa: w ramach koncepcji branżowej GREENFOODS
można ocenić efektywność zastąpienia istniejącego
systemu zasilania (np. kocioł na gaz ziemny) kotłem na
biomasę i związane z tym ograniczenie zużycia paliw
kopalnych i emisji CO2.
» W przyszłości do koncepcji branżowej będą włączane
dodatkowe moduły optymalizacyjne np. dla zastosowania chłodziarek absorpcyjnych.
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
chemicznego, metali i wyrobów włókienniczych. W ramach
projektu GREENFOODS zmodyfikowano i rozbudowano część
poświęconą branży spożywczej.
W GREENFOODS WikiWeb, użytkownik znajdzie szczegółowe
informacje na temat specyficznych procesów przemysłowych
na poziomie jednostek operacyjnych, z uwzględnieniem
podstawowych schematów technologicznych i parametrów
procesowych. Dodatkowo WikiWeb prezentuje propozycje
odzysku ciepła jak również potencjalnych rozwiązań z zakresu integracji odnawialnych źródeł energii (np. takich jak
zamieszczony obok schemat integracji termicznych systemów solarnych). W toku działań projektowych rozbudowane
zostały sekcje poświęcone wschodzącym technologiom efektywności energetycznej. W ujęciu sektorowym – dostępne
są informacje na temat dodatkowych zagadnień takich jak
specyficzne środki poprawy efektywności energetycznej oraz
produkty uboczne.
Ponadto, użytkownicy mogą za pośrednictwem GREENFOODS
WikiWeb uzyskać dostęp do narzędzi do specyficznych zastosowań oraz matrycy uwzględniającej schematy i programy
finansowe. Więcej informacji na temat studiów przypadku
oraz baz danych ekspertów można uzyskać z podziału na
poszczególne kraje.
PL_E_PM
P
31
Q conv.
PROCESS
P(M)
Q sol
Schemat integracji systemów solarnych (źródło: Schmitt, 2014 – Integracja
słonecznych systemów ciepłowniczych w procesie dostawy ciepła do zakładów
przemysłowych
Kompendium GREENFOODS WikiWeb dostępne jest pod
adresem: http://wiki.zero-emissions.at/index.php?title=
Greenfoods_Wiki
32
Efektywność energetyczna w przemyśle
Zespół projektu GREENFOODS
Analiza dostępnych instrumentów
finansowych i rekomendacje
na przyszłość
Przemysł żywności i napojów w całej Europie znajduje się dzisiaj
pod ogromną presją zarówno ze strony sprzedawców detalicznych oraz sieci dystrybucyjnych, którzy mają ogromny wpływ na
ustalanie cen, jak i ze strony konsumentów, którzy mają wysokie
oczekiwania dotyczące różnorodności, wartości oraz zrównoważonej produkcji. Coraz więcej producentów żywności i napojów,
począwszy od producentów realizujących gigantyczne operacje,
a skończywszy na małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP)
prowadzących produkcję niszową, postrzega efektywność
energetyczną jako jeden z wyników biznesowych oraz ważne
osiągnięcie w zakresie zrównoważonego rozwoju. Energia nie
zawsze jest największą pozycją kosztów, ale działania na rzecz
efektywności energetycznej umożliwiają kontrolowanie tych
kosztów, co jest istotne w branży, w której liczy się każdy grosz.
Branża spożywcza może poprawić efektywność energetyczną
oraz zwiększyć wykorzystanie odnawialnych źródeł energii
w czterech głównych obszarach:
Inwestowanie w innowacje procesowe i modernizację
sprzętu – ponowne opracowanie i udoskonalenie procesów produkcji żywności i napojów.
Optymalizacja zapotrzebowania na energię na poziomie systemu – poprawa procesu monitorowania
danych w czasie rzeczywistym oraz analizy porównawcze mogą przynieść nowe możliwości w zakresie
zmniejszenia zapotrzebowania na energię, począwszy
od optymalizacji działania urządzeń, minimalizowania
wytwarzania ciepła, itd.
Inwestowanie w sprzęt energooszczędny – wymiana
urządzeń produkcyjnych na bardziej wydajny sprzęt
zmniejszy również zapotrzebowanie na energię.
Inwestowanie w nisko-emisyjne opcje zaopatrzenia
w energię – przemysł przetwórstwa spożywczego
wykorzystuje różnorodne alternatywne źródła energii
w sposób efektywny pod względem kosztów.
Inwestycje służące poprawie efektywności energetycznej
są jednym z najbardziej efektywnych kosztowo sposobów
wspierania zrównoważonego rozwoju. Kluczowym elementem do osiągniecia sukcesu w zakresie poprawy efektywności
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
energetycznej jest opracowanie rozwiązań, które można łatwo
wdrażać na masową skalę. MŚP o dużym zapotrzebowaniu na
energię są idealną grupą docelową dla działań zwiększających poprawę efektywności energetycznej ze względu na ich
liczebność. Według danych statystycznych oraz sondaży przeprowadzonych w ramach projektu GREENFOODS, przemysł
spożywczy i napojów jest sektorem o znacznych możliwościach. Z drugiej strony, inwestycje w działania, które mają
na celu poprawę efektywności energetycznej lub integrację
odnawialnych źródeł energii, zazwyczaj napotykają na szereg
barier, takich jak brak wiedzy wśród MŚP, brak schematów
finansowania i dofinansowania oraz (w przypadku niektórych
rodzajów działań) dłuższe okresu zwrotu z inwestycji. W rezultacie, podejmowanie tego typu inicjatyw, zwłaszcza wśród
mniejszych przedsiębiorstw, jest bardzo ograniczone.
Jak wynika z badań, główne czynniki, które obecnie zniechęcają MŚP do rozważenia inwestycji w zrównoważony rozwój
energetyczny (efektywność energetyczna i OZE) to:
Brak środków finansowych na inwestycje tego rodzaju
oraz ograniczone zasoby własne.
Długi okres zwrotu z inwestycji w efektywność
energetyczną.
Brak odpowiedniego wsparcia finansowego dla inwestycji lub niski poziom oferowanego wsparcia.
Ograniczony dostęp do informacji o instrumentach
wsparcia, opcjach działań służących poprawie efektywności energetycznej oraz dostępnych technologiach
Najlepszym sposobem wspierania MŚP w realizacji projektów
w zakresie efektywności energetycznej oraz odnawialnych
źródeł energii są dotacje i dofinansowanie. Jak wynika
z analiz, główną barierą jest rentowność inwestycji w odnawialne źródła energii oraz przedsięwzięć energooszczędnych.
Z tego też powodu dotacje są najlepszym sposobem tworzenia zachęt dla takich przedsiębiorstw.
Struktura Zapotrzebowania MŚP na różne instrumenty
wsparcia
Punkt
kompleksowej
obsługi
Dotacje inwestycyjne
Pożyczki preferencyjne
Ulgi podatkowe
Kontraktowanie dostaw energii,
taryfy typu Feed-in, pożyczki
i gwarancje bankowe
Źródło: KAPE S.A.
Większość instrumentów dofinansowania uznaje się
za trudne do uzyskania ze względu na ograniczone
budżety niektórych programów oraz/lub limity dla kwalifikowalnych kosztów oraz, z drugiej strony, ze względu na
skomplikowane i trudne procedury składania wniosków.
W przypadku niektórych programów zaangażowane są
liczne organizacje, które nimi zarządzają, dlatego też
stworzenie punktów kompleksowej obsługi (one-stop-shop) rozwiązałoby ten problem. We wszystkich krajach
organy zarządzające powinny podejmować lub kontynuować działania, by usprawnić i przyspieszyć procedury
oraz by w największym możliwym stopniu ograniczyć dokumentację, która jest wymagana we wniosku.
W przypadku pożyczek, kredytów i gwarancji bankowych,
kwestia kwalifikowalności i warunków umownych dla MŚP
jest bardzo ważna. W większości przypadków uważa się,
że dostęp do tych instrumentów jest bardzo ograniczony
ze względu na wymogi bankowe. Zaleca się zwiększenie dostępu do pożyczek i gwarancji dla inwestycji w efektywność
Główne bariery dla inwestycji w efektywność energetyczną i odnawialne źródła energii w MŚP
Najważniejsza
2. pod względem ważności
3. pod względem ważności
Austria
Brak środków finansowych
Ograniczony czas / inne priorytetowe
prace
Brak dostępnych funduszy własnych
Francja
Niewystarczające środki finansowe
Brak czasu
Brak informacji
Niemcy
Długi czas zwrotu kosztów inwestycji
Niewystarczające środki finansowe
Brak odpowiedniego wsparcia
finansowego dla inwestycji
Polska
Długi czas zwrotu kosztów inwestycji
Konieczność przeznaczenia
dostępnych funduszy na inne
inwestycje
Brak dostępu do odpowiedniego
wsparcia finansowego
Hiszpania
Zbyt długie okresy amortyzacji
Skomplikowane procedury składania
wniosków o przyznanie dotacji
Brak wiedzy o opcjach dotyczących
środków poprawy
Wielka Brytania
Niski poziom wsparcia
Długi czas zwrotu kosztów inwestycji
Zmiany przepisów
Źródło: Transnarodowy sondaż dotyczący finansowania oraz instrumentów finansowych
33
34
Efektywność energetyczna w przemyśle
energetyczną dla firm z nieco słabszą oceną zdolności kredytowej, by w ten sposób doprowadzić do wzrostu liczby
potencjalnych beneficjentów.
Trzecią kwestią, którą uznaje się za kluczową w odniesieniu
do tych kryteriów zapotrzebowania, są odpowiednie ramy
czasowe dla pozyskiwania wsparcia. Szybka ścieżka finansowania zachęciłaby więcej MŚP do rozważenia inwestycji
w dziedzinie efektywności energetycznej.
Dostęp do wsparcia dla MŚP jest również ograniczony z tego
względu, że przedsiębiorstwa często nie posiadają informacji
o istniejących możliwościach. Dlatego też należy podejmować
więcej działań informacyjnych i promocyjnych dotyczących
dostępnych instrumentów finansowych.
W przypadku większych projektów, lista kosztów kwalifikowanych powinna być szeroka i powinna obejmować pełny
zakres projektu: począwszy od audytu energetycznego i doradztwa, poprzez inwestycje o różnorodnym zakresie oraz
technologie, a skończywszy na systemach monitoringu
energetycznego.
Pomoc techniczna (np. audyty energetyczne) ma kluczowe
znaczenie dla MŚP i wsparcie w tym zakresie powinno być
dostępne jako część projektu. Wiele MŚP ma ograniczone
zasoby inżynieryjne i nie jest w stanie przeprowadzać badań
i audytów określających ich potencjał w zakresie oszczędności energii i optymalizacji zużycia energii, nie wspominając
o analizie rentowności. Dlatego też MŚP powinny uzyskać
jakąś pomoc w tym zakresie.
Niezbędne jest usprawnienie procesu (ograniczenie biurokratycznych wymogów) ubiegania się o finansowanie, by
zwiększyć absorpcję środków w ramach programów wsparcia
oraz by osiągnąć wysoki poziom poprawy efektywności energetycznej w MŚP. Dostępność funduszy jest kolejną ważną
barierą dla pomyślnego uruchomienia projektów w analizowanym obszarze, dlatego też łatwy dostęp do finansowania
ma kluczowe znaczenie dla uzyskania szerszej akceptacji dla
tych inwestycji. Procedury składania wniosków powinny być
dostosowane do określonych cech projektu, aby umożliwić
efektywną weryfikację rezultatów projektu oraz nie powodować nadmiernych obciążeń dla MŚP.
Kolejną kwestią, którą należy się zająć, jest zapewnienie odpowiednich standardów mających zastosowanie
do sprawozdania z audytu. Można to osiągnąć poprzez
przygotowanie odpowiednich instrukcji oraz wymogów
dotyczących sprawozdawania lub poprzez opracowanie
systemu certyfikacji audytorów, którzy byliby uprawnieni
do przeprowadzania audytów.
Należy przyjąć specjalne podejście do małych projektów,
które pozwoli na stosowanie szybkiej ścieżki finansowania, na przykład na podstawie listy materiałów i sprzętu,
które zostały zweryfikowane oraz wstępnie zakwalifikowane
jako generujące odpowiednie oszczędności energii (LEME –
lista zakwalifikowanych materiałów i urządzeń).
Pełna wersja Raportu „Rekomendacje dla instrumentów
finansowych dla przemysłu” na postawie, którego powstala
powyższa pubikacja dostępna jest do pobrania ze strony
www.green-foods.eu
Pomiary osiągniętych efektów powinny być dostosowane do
konkretnych projektów oraz powinny być ograniczone do
niezbędnych działań, by nie tworzyć dodatkowych obciążeń
finansowych i organizacyjnych dla MŚP.
Profil Zapotrzebowania MŚP
Instrumenty wsparcia
zaczynając od najważniejszych
z perspektywny MŚP
Zakres instrumentu
Zakres kosztów
kwalifikowalnych
Wartość wsparcia
(% finansowania)
Wymogi
biurokratyczne
1.
Dotacje inwestycyjne
Punkt kompleksowej
obsługi
Pełen zakres, od
audytu do systemów
monitoringu
energetycznego
Wysoka
Niska
2.
Pożyczki
uprzywilejowane, ulgi
podatkowe, audyty
energetyczne
W tym audyty
energetyczne
Inwestycje plus
doradztwo
Średnia
Średnia
Brak wsparcia
Tylko inwestycje
Niska
Wysoka
3.
Taryfy gwarantowane,
gwarancje bankowe,
Umowy
o poprawę efektywności
energetycznej
Źródło: KAPE S.A.
Efektywność energetyczna w przemyśle spożywczym
35
Monika Jarzemska, KAPE S.A.
Szkolenia GREENFOODS
dla przemysłu spożywczego
W ramach projektu GREENFOODS opracowano kurs szkoleniowy z zakresu efektywności energetycznej i odnawialnych
źródeł energii w przemyśle spożywczym, specjalnie dostosowany do potrzeb MŚP.
Celem szkolenia jest dostarczenie kursantom kwalifikacji
z zakresu efektywności energetycznej w przemyśle spożywczym. Moduły szkoleniowe pozwolą na zapoznanie się
z koncepcją branżową GREENFOODS oraz powiązanymi z nią
narzędziami służącymi poprawie efektywności energetycznej, zagospodarowaniu odnawialnych źródeł energii oraz
redukcji CO2. Uczestnicy nauczą się korzystać z narzędzia
kalkulacyjnego do analizy różnych przypadków zarządzania
energią. Nabędą umiejętności w zakresie zarządzania energią oraz uzyskają przydatne informacje na temat krajowych
mechanizmów finansowania przedsięwzięć z zakresu efektywności energetycznej.
Teoria z zakresu przepływów energii, procesów
energochłonnych, bilansów energetycznych, innowacyjnych technologii z branży spożywczej
Koncepcja branżowa – praktyczne wykorzystanie
narzędzia obliczeniowego dedykowanego dla branży
spożywczej i napojów
Przykłady audytów energetycznych i najlepszych
praktyk
Ocena ekonomiczna projektu oraz systemów finansowych (kalkulacje finansowe w arkuszu Excel)
Moduł szkoleniowy GREENFOODS ma umożliwić uzyskanie
specjalistycznych kwalifikacji w dziedzinie efektywności
36
Efektywność energetyczna w przemyśle
energetycznej w przemyśle spożywczym dzięki zdobyciu
wiedzy o określonych narzędziach zorientowanych na
oszczędzanie energii, wykorzystaniu odnawialnych źródeł
energii i zmniejszaniu emisji CO2. Szkolenie zostało zaprojektowane jako szkolenie stacjonarne. Całkowity czas
trwania szkolenia wynosi od 24 do 40 godzin i jest podzielony na sesje całodniowe (8 godz.) lub sesje pół-­d niowe
(4 godz.), w zależności od kraju, w którym szkolenie
jest realizowane
Kurs GREENFOODS skierowany jest przede wszystkim
do profesjonalistów z dobrą znajomością aspektów energetycznych i technologicznych przedsiębiorstwa, kadry
zarządzającej z kompetencjami w zakresie budżetowania
i realizacji inwestycji, kierowników z doświadczeniem
operacyjnym, przyzwyczajonych do pracy z narzędziami
obliczeniowymi i raportowania.
W sposób szczególny szkolenie będzie przydatne dla
kadry zarządzającej zakładów przemysłowych, kierowników produkcji, techników, inżynierów utrzymania ruchu,
inżynierów z obszarów pokrewnych energetyce, a także
doradców energetycznych, dostawców i instalatorów maszyn i sprzętu dla branży spożywczej. Skorzystać z niego
mogą nie tylko menadżerowie energii pracujący w zakładach, ale również konsultanci zewnętrzni (świadczący
usługi w obszarze efektywności energetycznej i ochrony
środowiska), współpracujący z MŚP z branży spożywczej,
dostawcy i producenci technologii, sprzętu, instalacji
OZE, decydenci np. z ramienia związków i stowarzyszeń
z ­branży spożywczej.
Przebieg szkolenia odzwierciedla etapy audytu energetycznego (wykonywanego zgodnie z normą EN 16247). Podczas
szkolenia przeprowadzona zostaje ocena zapotrzebowania
na energię wynikającego z procesów technologicznych oraz
zaopatrzenia w energię. Na tej podstawie uczestnicy kursu
uczą się jak zwiększyć efektywność energetyczną procesów
technologicznych, zastosować odzysk ciepła czy też wdrożyć efektywne systemy zaopatrzenia w energię na potrzeby
ogrzewania, chłodzenia czy też produkcji i dystrybucji spężonego powietrza. Dowiadują się także jak przeprowadzić
ekonomiczną ocenę inwestycji z wykorzytsaniem dostępnych krajowych źródeł dofinansowania. Podczas każdego
etapu szkolenia jego uczestnicy korzystają z narzędzia obliczeniowego jakim jest koncepcja branżowa rozwiązując
praktyczne zadanie testowe.
Kurs szkoleniowy GREENFOODS dostępny jest w Austrii,
Francji, Niemczech, Polsce, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii.
W przyszłości będzie on również oferowany w innych
krajach. Obecnie podejmowane są również starania, by włączyć to szkolenie jako moduł programu EUREM (European
Energy Manager – Europejski Menadżer ds. Energii) oraz
równoważnych szkoleń.
Moduły szkolenia GREENFOODS
<right> realizacja audytów energetycznych;
<right> specyfika branży
technologiczne);
spożywczej
(procesy
<right> koncepcja branżowa GREENFOODS (narzędzie
obliczeniowe, studium przypadku do samodzielnej analizy);
<right> optymalizacja systemów grzewczych, chłodzenia, sprężonego powietrza;
<right> integracja systemów odzysku ciepła (wymienniki ciepła);
<right> integracja instalacji odnawialnych źródeł energii;
<right> inwestycje, wskaźniki ekonomiczne wraz ze studium przypadku;
<right> krajowe programy dofinansowania oraz mechanizmy finansowe.
Szkolenia dla trenerów
Moduł szkolenia GREENFOODS obejmuje również
dodatkowe szkolenie dla osób zainteresowanych
prowadzeniem szkoleń GREENFOODS w przyszłości.
Profil trenera GREENFOODS:
<right> 5-7 lat praktycznego doświadczenia w zarządzaniu projektami efektywności energetycznej;
<right> stanowisko co najmniej starszego specjalisty lub
trenera;
<right> doświadczenie zawodowe w takich obszarach
jak rozwój pracowniczy, rozwój przywództwa,
budowanie zespołów lub analiza kosztów i korzyści inwestycji.
Zapraszamy do współpracy!
Szkolenie kończy się testem sprawdzającym zdobytą wiedzę
i wydaniem certyfikatu wystawionego przez Krajowego
Koordynatora Szkoleń GREENFOODS.
Ogólny poziom zadowolenia uczestników pierwszych kursów szkoleniowych, które zostały dotychczas zrealizowane
w 6 krajach partnerskich projektu, był wysoki. Aż 91% uczestników było w pełni zadowolonych lub dość zadowolonych.
Wszystkie informacje o szkoleniu GREENFOODS oraz
o kolejnych dostępnych kursach są dostępne na stronie internetowej: http://www.green-foods.eu/training/
Nowoczesne
technologie
38
Efektywność energetyczna w przemyśle
Janusz Mazur, KAPE S.A.
Modernizacja oświetlenia –
krótki przewodnik
Obecnie na rynku dokonuje się postęp w zakresie podwyższania efektywności energetycznej oraz obniżenia cen
technologii SSL (ang. Solid State Lighting), reprezentowanej
głównie przez oprawy i źródła światła z modułami LED
(ang. Light Emitting Diode). Dzięki temu trendowi, znacząco
wzrasta ekonomiczna zasadność modernizacji, polegających na zastąpieniu powszechnie stosowanego oświetlenia
opartego o źródła światła żarowe i wyładowcze (świetlówki,
lampy rtęciowe, sodowe a nawet metalohalogenkowe), źródłami LED. Proces ten w domach mieszkalnych jest bardzo
prosty – polega na wymianie tradycyjnych żarówek lub świetlówek kompaktowych na źródła światła LED (z odpowiednim
systemem mocowania E14, E27, GU10, GU4 itd.), przy wykorzystaniu prostej tabeli doboru mocy. Sytuacja komplikuje
się, gdy modernizację wykonujemy w pomieszczeniach o charakterze publicznym, produkcyjnym albo na zewnątrz. Takie
inwestycje łączą się ze spełnieniem ścisłych norm i wymagań.
Podstawowa charakterystyka źródeł światła LED
Moc oprawy
Podstawowym, interesującym nas parametrem jest moc
oprawy czy też źródła światła podawana w watach [W].
Wielkość ta często jest używana do przeliczania mocy
nowego źródła LED przy zastępowaniu starego źródła.
Przy tradycyjnych żarówkach, najczęściej moc LED jest
6-10 razy mniejsza, przy źródłach opartych na rtęci 3-4
razy mniejsza a przy źródłach wyładowczych sodowych
i metalohalogenowych około 2 razy mniejsza. Uwaga, te
wartości są tyko przybliżone, mogą się znacznie różnić
i nie powinny być podstawą doboru! Ma to znaczenie
z punktu widzenia przyszłych oszczędności kosztów
i energii.
Nowoczesne technologie
Strumień świetlny
Kolejną istotną wielkością fizyczną jest strumień świetlny,
wyrażany w lumenach [lm]. Lumeny mówią nam jak dużo
światła dostarczy oprawa. Lumen jest małą jednostką.
Przykładowo tradycyjna żarówka z włóknem wolframowym
o mocy 40W dostarcza około 300-400 lm.
Skuteczność świetlna
Skuteczność świetlna jest wskaźnikiem (odpowiednikiem
sprawności źródeł światła) pozwalającym porównywać
między sobą różne typy źródeł czy opraw. W przypadku
zamienników tradycyjnych żarówek, których skuteczność
wynosi około 10 lm/W, źródła LED małych mocy (do 6-8 W)
zwykle oferują 60-90 lm/W; przy większych mocach
(8‑20 W) dobre źródła LED mają od 80 do nawet 105 lm/W,
a więc ponad 10 razy więcej niż tradycyjna żarówka. Oprawy
przemysłowe charakteryzują się jeszcze wyższą skutecznością
świetlną. Należy tu oczekiwać skuteczności zaczynających się
na poziomie 100 lm/W. Bardzo dobre produkty osiągają nawet 150 lm/W, przy czym dobry standard to już 110-130 lm/W.
Trwałość
Trwałość wyrażona jest w godzinach i mówi nam jak długo
źródło światła/oprawa będzie nam służyła. W przypadku
zwykłej żarówki jest to 1000 godzin. Dla świetlówek kompaktowych 5-10 tysięcy godzin. Źródła metahalogenowe
mają trwałość określoną na 12-16 tysięcy godzin, sodowe
16‑30 tysięcy godzin, a nawet 60 tysięcy godzin w wykonaniu
dwujarznikowym. Na kartach katalogowych producentów
LED znajdujemy wartości jeszcze wyższe. Jest to uzależnione
od produktu. Zastępnik klasycznej żarówki z gwintem E14
będzie nam świecił 20-30 tysięcy godzin, ale dobra oprawa
(np. przeznaczona do oświetlenia hali produkcyjnej, lub
drogi) powinna działać minimum 60 tysięcy godzin, a nawet więcej niż 100 tysięcy. Warto pamiętać, że najczęściej
podawana jest żywotność określana w normie jako B50 –
co oznacza, że 50% danej partii produktów musi działać
w deklarowanym okresie.
Utrzymanie strumienia
Utrzymanie strumienia w czasie to informacja jak silnie
będzie świecić oprawa po 2., 5. i 20. latach użytkowania.
Producenci powinni o tym informować przy pomocy oznaczenia Lm. Przykładowo L90(10K)> 100 tys. godzin oznacza,
że po upływie 100 tys. godzin pracy oprawa powinna zachować co najmniej 90% nominalnego początkowego strumienia
świetlnego. 10K oznacza, że dane te wyznaczono na podstawie badań trwających co najmniej 10 tys. godzin. Niestety, nie
ma ujednolicenia co do liczby godzin dla jakich podawany jest
wskaźnik L. Możemy zatem spotkać L90(10K) > 64 tys. godzin
albo L70(10K)>100 tys. godzin i porównanie będzie trudne.
Warto zapytać producenta wg jakiej normy/procedury badał
39
utrzymanie strumienia w czasie. Renomowani producenci
wykorzystują tu protokół LM80 w powiązaniu ze standardem
Tm 21, IEC62171 lub IEC 62722.
Temperatura barwowa
Dostępne oprawy i źródła światła LED zasadniczo mają zakres
temperatury barwowej od ok. 1800 K do 6500 K, czyli od koloru ciepłego żółtego do bardzo zimnego biało-niebieskiego.
Wartość temperatury barwowej wpływa na wskaźnik oddawania barw Ra. Wskaźnik ten nie ma przyjętej jednostki i nie jest
również wyrażany wartością procentową. Zakres możliwych
jego wartości określa się w przedziale 0-100. Zgodnie z wymaganiami norm, dla różnych zastosowań będzie zazwyczaj
wynosił od 25 do 90. Ta najniższa wartość dotyczy oświetlenia
ulicznego. W pomieszczeniach biurowych czy produkcyjnych,
gdzie stale przebywają ludzie, wymagane jest minimum 80.
Oprawy emitujące światło w zakresie 3000-6500 K zwykle
spełniają to kryterium. Warto zauważyć, że temperatura barwowa ma wpływ na efektywność oprawy. Różnica pomiędzy
źródłem ze światłem 3000 K i 4000 K może przekraczać nawet
10% – tzn., że taka sama oprawa o barwie światła 3000 K może
mieć 100lm/W a przy barwie 4000 K ponad 110lm/W. Dalszy
wzrost temperatury barwowej np. do niepopularnej temperatury 6500 K daje zaledwie kilka procent poprawy skuteczności.
Optyka
Optyka, czyli krzywa rozsyłu światła jest kluczowa dla
otrzymania równomierności oświetlenia i dla określenia
zagęszczenia opraw. Inaczej będzie dystrybuować światło
oprawa uliczna, która ma oświetlać np. 7 metrów szerokości jezdni i po 15 metrów w jej prawą i lewą stronę, a inaczej
zawieszona wysoko na hali oprawa tzw. High Bay, która będzie oświetlała przestrzeń w promieniu około 6-10 metrów.
Gdybyśmy zamienili te oprawy miejscami, to oświetlałyby one
niepotrzebną przestrzeń, generując tzw. zaśmiecanie światłem (light pollution), a w niektórych potrzebnych miejscach,
mielibyśmy „ciemne dziury”. Dodatkowym wskaźnikiem
opisującym optykę jest ULOR (Upward Light Output Ratio).
Mówi on, jak dużo światła kierowane jest na oświetlaną
powierzchnię, a ile przypada na górną półprzestrzeń – tzn.
oświetla przestrzeń ponad oprawą. Najlepiej jeśli wynosi
on 0. Przykładem oprawy ze złym ULOR jest kula mleczna,
która co najmniej połową swojej powierzchni „świeci w niebo”.
Współczynnik mocy
Współczynnik mocy, zwany cosinusem, to ważny parametr
elektryczny. Mówi on jak dużo energii biernej jest związanej
z pracą danej oprawy. Najlepiej jeśli jest on bliższy 1, co najmniej powyżej 0,9. W przeciwnym razie, przy dużym udziale
opraw w zużyciu energii, będziemy narażeni na znaczne koszty energii biernej u naszego dystrybutora. Niestety, prawie
wszystkie oprawy przy dużym ściemnieniu mają niski współczynnik mocy. Dlatego ważny jest ich optymalny dobór.
40
Efektywność energetyczna w przemyśle
Szczelność
Szczelność – oznaczana symbolem IPXX, gdzie X to cyfry
(np. IP66), mówi jak duże elementy i jaki strumień cieczy
zagraża bezpiecznej eksploatacji oprawy. Pierwsza cyfra dotyczy szczelności pyłowej: 1 – bardzo niska, można
nawet włożyć elementy stałe, 6 –bardzo szczelna. Druga
cyfra określa odporność oprawy na strumień wody. Brak
odporności to 0, bardzo wysoka to 7-8 (włącznie z pracą pod
wodą). Nie powinniśmy zatem stosować opraw z IP mniejszym niż 44 na zewnątrz, gdzie najkorzystniejsze będzie
użycie opraw IP65.
Odporność udarowa
Odporność udarowa – (IK) mówi, w jakim stopniu oprawa
odporna jest na uderzenie. Im wyższa wartość, tym wyższa
odporność. Dla typowych opraw drogowych przyjmuje się
wartości mieszczące się w granicach IK8-IK9.
Montaż
Sposób montażu czyli zawieszenia musi być dostosowany
do naszych potrzeb. Zazwyczaj spotykamy montaż poziomy
lub pionowy na wysięgniku o średnicy od 40 do 72mm (dla
opraw drogowych) oraz montaż do ściany, na zawiesiach.
Warto stosować oprawy, w których można regulować kąt jej
nachylenia.
Możliwość sterowania
Możliwość sterowania pozwala na regulację (najczęściej
płynną natężenia) oświetlenia. Pozwala to na oszczędzanie energii zwłaszcza tam, gdzie występuje duży wpływ
światła zewnętrznego. W przypadku źródeł LED mają
one oznaczenie jako ściemnialne (dimmable) lub nie.
Przy oprawach informacja ta jest związana z zasilaczem.
Najpopularniejsze protokoły sterowania to 0-10 V lub
DALI. Warto zwrócić uwagę, że w większości przypadków
nie ma możliwości sterowania strumieniem świetlnym
z grupy opraw LED poprzez centralne obniżenie napięcia.
Konieczne są tu dodatkowe układy bezprzewodowe, dodatkowe przewody lub wykorzystanie urządzeń systemu
PLC (Power Line Control).
Klasa ochronności elektrycznej
Klasa ochronności elektrycznej definiuje bezpieczeństwo
użytkowania opraw. Z czterech klas 0, I, II i III najczęściej
spotykamy klasę I i klasę II. Ich wybór zależy między innymi
od warunków stosowania i musi być dostosowany do instalacji elektrycznej. Oprawy w I klasie wymagają instalacji
z przewodem ochronnym (PE) lub ochronno-neutralnym
(PEN). Klasa II, czyli tak zwana izolacja wzmocniona może być
stosowana w tzw. instalacjach dwużyłowych (bez przewodu
ochronnego).
Oprawy, tak jak inne produkty, są objęte gwarancją producenta. W przypadku opraw LED standardem staje się tu okres
5 lat. Dla źródeł małej mocy jest to najczęściej 2 lub 3 lata.
Podstawowe wymagania norm
Komitet Normalizacyjny wskazuje na główne trzy grupy dotyczące projektowania i eksploatacji oświetlenia:
Dotyczące oświetlenia wewnętrznego w zakładach pracy:
PN-EN 12464-1:2012 Światło i oświetlenie – Oświetlenie
miejsc pracy – Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach
Dotyczące oświetlenia zewnętrznego w zakładach pracy:
PN-EN 12464-2:2014-05: Światło i oświetlenie –
Oświetlenie miejsc pracy – Część 2: Miejsca pracy na
zewnątrz (wersja angielska)
Dotyczące oświetlenia zewnętrznego drogowego
PKN-CEN/TR 13201-1:2007 Oświetlenie dróg – część 1:
Wybór klas oświetlenia
PN-EN 13201-2:2007 Oświetlenie dróg – część 2:
Wymagania oświetleniowe
PN-EN 13201-3:2007 Oświetlenie dróg – część 3:
Obliczenia parametrów oświetleniowych
PN-EN 13201-2:2007 Oświetlenie dróg – część 4: Metody
pomiarów parametrów oświetleniowych
Odnośnie oświetlenia w zakładach pracy, zwraca się uwagę
na cztery podstawowe parametry:
• natężenie oświetlenia,
• równomierność oświetlenia,
• wskaźnik oddawania barw
• olśnienie przeszkadzające.
Przy oświetleniu drogowym, które dotyczy dróg publicznych,
lista zagadnień jest dłuższa. Pojawia się np. element prowadzenia wzrokowego. W klasach dróg z ruchem pojazdów
mechanicznych (ME i MEW) pojawiają się wymagania dotyczące luminancji dla jezdni suchej i mokrej.
Ta mnogość wymagań i zależności sprawia, że każda modernizacja instalacji oświetleniowej zmusza nas do przygotowania tzw.
projektu fotometrycznego. Wykonuje się go w specjalistycznym
oprogramowaniu do obliczeń fotometrycznych z użyciem plików
z danymi opraw, udostępnianymi przez producentów sprzętu
oświetleniowego. Tylko wówczas będziemy mieli gwarancję,
że proponowany do zastosowania typ opraw, ich rozmieszczenie, parametry świetlne i optyczne pozwolą na stworzenie
środowiska świetlnego zgodnego z normą.
Nowoczesne technologie
41
Janusz Mazur, KAPE S.A.
Audyt oświetleniowy
i projekt fotometryczny
Audyt oświetleniowy jest bardzo ważnym i skomplikowanym
procesem wspierającym decyzję o modernizacji oświetlenia.
Proste wskaźnikowe przeliczenie różnicy zainstalowanej przed
i po modernizacji mocy, pomnożone przez czas świecenia da
zgrubną odpowiedź o istniejącym potencjale oszczędności.
W kolejnym etapie niezbędne jest wykonanie szeregu następujących czynności:
• inwentaryzacja istniejącej infrastruktury, najlepiej poparta
pomiarami zużycia energii jak i natężenia i równomierności
oświetlenia;
• zdefiniowanie aktualnych potrzeb oświetleniowych;
• wariantowy dobór opraw (źródeł światła), o odpowiadających specyfice oświetlanego obszaru i przygotowanie
projektów fotometrycznych;
• oszacowanie oszczędności i obliczenie tempa zwrotu
inwestycji;
• analiza projektu w czasie z uwzględnieniem trwałość
urządzeń;
• wybór najlepszego wariantu.
W przypadku zamiany źródeł tradycyjnych czy wyładowczych
na LED powinno się uwzględnić obniżenie kosztów eksploatacji, a także np. koszty niezbędnych zmian układu zasilania
w oprawach.
Kluczowym elementem audytu jest projekt fotometryczny
(obliczenia fotometryczne) dla różnych wariantów. Może to
być wymiana tylko źródeł światła na bardziej efektywne (np.
świetlówek tradycyjnych na tzw. świetlówki T8 LED). Kolejnym
wariantem może być wymiana opraw. Innym, wymiana opraw
ze zmianą ich rozmieszczenia. Można także uwzględnić zaawansowane układy sterowania (z czujnikami obecności – jeśli
zezwala na to norma, z uwzględnieniem światła dziennego itp.).
To wydaje się niewiele, ale daje pomnożenie zainwestowanego
kapitału (28 zł) o 100% w każdym roku. Przy 1000 takich źródeł
w szkole mamy 920 tys. PLN z 28 tys. PLN
Przykłady dobrych praktyk
Mało kto zdaje sobie sprawę jak krótkie okresy zwrotu może
generować zamiana 75W tradycyjnej żarówki na jej odpowiednik LED. Wystarczy tutaj 10W. Uzyskujemy 65W oszczędności
mocy. Tylko przy średnio dwóch godzinach użytkowania dziennie, w ciągu roku zaoszczędzimy 47,5 kWh. Daje to nam około
28 PLN oszczędności w skali roku. Tyle samo ile kosztuje dobrej
klasy źródło LED. Te oszczędności będziemy uzyskiwać przez
kolejnych… 30-40 lat. W tym czasie naszą tradycyjną żarówkę
musielibyśmy kupić co najmniej 20 razy – oszczędzamy kolejne
80 PLN. Razem wydając 28 PLN zaoszczędzimy w ciągu 30 lat
30 lat x 28 PLN + 80 PLN = 920 PLN
Nieco mniejszą efektywność będzie miała wymiana świetlówki
kompaktowej na LED.
24 W – 10 W = 14 W
42
Efektywność energetyczna w przemyśle
W przypadku oświetlenia zewnętrznego tempo spłaty zainwestowanych środków jest dłuższe, ale również bardzo
racjonalne, zważając na żywotność opraw. Najwięcej czasu
potrzebujemy na odzyskanie środków zainwestowanych
w modernizacje małych mocy. Najszybciej spłaca się inwestycja w wymianę opraw rtęciowych średnich mocy.
Dla 730 godzin w roku oszczędzamy:
14 W x 730 h/1000 x 0,6 PLN/kWh = 6 PLN
Przy cenie źródła LED 28 PLN nasze tempo pomnażania kapitału wyniesie nieco ponad 20%, zatem odzyskamy nasze
środki po niecałych 5 latach. Biorąc pod uwagę że w ciągu
30 lat świetlówkę kompaktową zmienimy 5 razy po około 10
PLN, nasza efektywność osiągnie poziom 27%.
Tutaj również wsparciem mogą być białe certyfikaty.
Obliczenia dla nich wykonano przy założeniu przedłużenia
zasad systemu obowiązującego w latach 2012-2015.
Jaka inwestycja może mieć lepszą rekomendację?
Warto przeanalizować przykłady zastosowań komercyjnych.
Zalety LED
<right> trwałość,
<right> efektywność,
<right> niskie koszty eksploatacji,
<right> duży wybór barwy światła,
<right> szybkie w porównaniu do świetlówek uzyskiwanie pełnego strumieni świetlnego,
<right> szybkie pewne pomnażanie kapitału zainwestowanego w modernizację.
Jak widać z tabeli poniżej, oświetlenie wewnętrzne również w zastosowaniach komercyjnych generuje zaskakująco krótkie okresy
spłaty, nawet na poziomie jednego roku, przy zastosowaniu
najprostszych retrofitów świetlówek liniowych, a rzędu dwóch-trzech lat przy profesjonalnych oprawach przemysłowych.
Dodatkowo, przy realizacji tych modernizacji ze środków
własnych, możemy pozyskać dodatkowe silne wsparcie w postaci systemu białych certyfikatów, dzięki któremu można
zwiększyć rentowność inwestycji.
Oświetlenie przemysłowe
Projekt
l.godz.
świec.
moc
przed
moc po
oszcz
mocy
zaoszcz.
en.
Cena
oprawy
Roczna
oszcz.
kosztów
h
W
W
W
kWh
PLN
en.el
bez BC
0,388
lat
Okres spłaty
z BC
i zapł. SF
Oprawa świetl. LED 1500 mm (2x58W) biuro
1 szt
2400
133
54
79,4
190,56
220
73,94
2,98
1,82
Świetlówka T8 LED – 1500mm biuro
2400
67
27
39,7
95,28
85
36,97
2,30
1,41
Świetlówka T8 LED – 1500mm magazyn
5600
67
27
39,7
222,32
85
86,26
0,99
0,60
Świetlówka T8 LED – 1500m sklep/hala
4500
67
27
39,7
178,65
85
69,32
1,23
0,75
High Bay LED za metahal. lub sodę
5600
288
125
162,5
910
1 200
353,08
3,40
2,08
High Bay LED za rtęć
5600
460
125
335
1876
1 200
727,89
1,65
1,01
Soda na oprawa wysoki std
(np. GE SP HW 195W)
4150
440,0
195
245
1 016,8
2 600
394,50
6,59
4,04
Soda na oprawa budżetowa
(np.. GE SLBt 42W)
4150
80,5
42
38,5
159,8
600
61,99
9,68
5,93
Soda na oprawa budżetowa (np.. GE SLBt
72W)
4150
137,5
72
65,5
271,8
850
105,47
8,06
4,93
Rtęć na oprawa wysoki std (np. GE SP LW 44W)
4150
143,8
44
99,75
414,0
1 100
160,62
6,85
4,19
Rtęć na oprawa budżetowa (np.. GE SLBt 42W)
4150
143,8
42
101,75
422,3
600
163,84
3,66
2,24
Rtęć na oprawa budżetowa (np.. GE SLBt 72W)
4150
287,5
72
215,5
894,3
850
347,00
2,45
1,50
Oświetlenie drogowe
Nowoczesne technologie
43
Agnieszka Lisikiewicz, Rockwool Technical Insulation
Oszczędność energii cieplnej
w zakładach przemysłowych
Walka ze zmianami klimatycznymi
Efektywne użytkowanie energii
Walka ze zmianami klimatycznymi stanowi dla Unii
Europejskiej priorytet. W całej Europie podejmowane są
intensywne działania, mające na celu znaczące ograniczenie
emisji gazów cieplarnianych oraz nakłonienie innych państw
i regionów do postępowania w podobny sposób. W Europie
zobowiązano się do zredukowania poziomu szkodliwych emisji z roku 1990 o co najmniej 20% do roku 2020. Realizacja
tego zobowiązania odbywa się poprzez postępowanie zgodne z określonymi przepisami prawnymi. Zakłady zużywające
energię na poziomie przekraczającym 20 MW zobowiązane są
do nadzorowania i corocznego raportowania poziomu emisji
CO2, poza tym postawiono przed nimi zadanie zmniejszania
tej emisji. Ogólny limit emisji zanieczyszczeń dla każdego
kraju obowiązujący do roku 2012 został określony w fazach
I i II Europejskiego Systemu Handlu Emisjami (EU ETS). W fazie III, która obejmie lata 2013-2020, nastąpi dalsza redukcja
dopuszczalnego poziomu emisji w gospodarkach o najwyższych jej wskaźnikach. Oznacza to, że pod koniec tego okresu
poziom emisji spadnie o 21% w stosunku do roku 2005.
Efektywne wykorzystanie energii, zwane często wydajnością energetyczną, to najważniejszy krok w dążeniu do
zredukowania obecności węgla w otoczeniu. Jak podaje
Międzynarodowa Agencja Energetyczna, działanie to może
przyczynić się do zrealizowania 56% potrzebnej redukcji
poziomu CO2 – to więcej, niż dałoby połączenie wzrostu
wykorzystania odnawialnych źródeł energii, energii jądrowej
oraz sekwestracji dwutlenku węgla.
Rozwiązanie: izolacja instalacji przemysłowych
Efektywność energetyczna ma na celu głównie redukcję zapotrzebowania na energię potrzebną do wytwarzania produktów
i świadczenia usług. Właściwy jej poziom można osiągnąć,
stosując bardziej wydajne, zaawansowane technologicznie
urządzenia wytwarzające elektryczność i ciepło. Innym sposobem jest dopilnowanie, aby straty ciepła w całym systemie
były jak najmniejsze. Ukryty potencjał rozwiązania, jakie stanowi izolacja instalacji przemysłowych, nie został jeszcze do
44
Efektywność energetyczna w przemyśle
końca zbadany. Wiadomo jednak, że izolacja przyczynia się do
oszczędności energii i ograniczenia emisji CO2, co pozytywnie
wpływa na wygenerowany zysk. Przeprojektowywanie i izolacja
rurociągów, kanałów, kotłów i urządzeń używanych w wysokiej
temperaturze sprawi, że w przyszłości zużycie energii i węgla
zostanie ograniczone. Należy przygotować odpowiedni projekt i właściwie zamontować wymaganą izolację. Dzięki temu
zużycie energii w zakładzie przemysłowym nie tylko zostanie
znacząco obniżone, ale pozwoli też na zaoszczędzenie milionów
euro i ograniczenie szkodliwego wpływu na środowisko.
Zakresy temperatur w sektorze przemysłowym
Huty stali i żelaza
Rafinerie
Elektrownie na paliwa kopalne
Przemysł papierniczy
Przemysł chemiczny i petrochemiczny
Przemysł włókienniczy
Budownictwo
Przemysł drzewny
Przemysł spożywczy i tytoniowy
Kopalnie i przemysł wydobywczy
Przemysł maszynowy
Opłacalność izolacji
0%
10%
Niskie temp. powierzchni <100 st.C
Założenia Europejskiego Systemu Handlu Emisjami (EU
ETS) stanowią, że od 2013 roku obowiązkowe będą działania zmierzające do stopniowej redukcji emisji CO2, tak aby
w roku 2020 była ona o 21% niższa niż w roku 2005. Wydatki
na energię stanowią główną część rocznych kosztów produkcji. W przypadku rafinerii może to być nawet 60%. Roczne
wydatki ponoszone na energię często decydują o tym, czy
dana firma generuje zyski czy przynosi straty. Właściciele,
projektanci i użytkownicy dużych zakładów przemysłowych
stoją przed zadaniem maksymalnego zredukowania zużycia
energii, co pozwoli na osiągnięcie długotrwałego zrównoważenia podejmowanych działań.
Konsumpcja paliwa w PJ/rok
Kopalnie i przemysł wydobywczy
Przemysł włókienniczy
Budownictwo
Przemysł drzewny
Przemysł maszynowy
Przemysł spożywczy i tytoniowy
Przemysł papierniczy
Huty stali i żelaza
Przemysł chemiczny i petrochemiczny
Rafinerie
0
500
1000
1500
2000
Źródło: Raport ECOFYS „Climate protection with rapid payback, 2012”
Oszczędność energii i wydatków
Redukcja zużycia energii i poziomu emisji CO2 już dziś jest
przedmiotem inwestycji sektora przemysłu. Jednak ukryty
potencjał istniejącego rozwiązania, jakim jest izolacja, nie został jeszcze do końca wykorzystany. Izolację można stosować
w każdym miejscu zakładu przemysłowego. Izolacje stosuje
się głównie w celu ochrony personelu przed poparzeniami,
czyli ze względów bezpieczeństwa. Kolejnym powodem stosowania izolacji jest hamowanie przepływu energii w obrębie
procesów przemysłowych, czyli zmniejszanie strat ciepła do
otoczenia. Chcąc oszacować wartość izolacji, warto wziąć pod
uwagę jeszcze jeden ważny czynnik – energię zainwestowaną
w utrzymanie temperatury medium w określonym limicie dla
zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów wytwórczych.
20%
30%
40%
50%
Średnie temp. powierzchni 100-300 st.C
60%
70%
80%
90%
100%
Wysokie temp. powierzchni >300 st.C
Źródło: Raport ECOFYS „Climate protection with rapid payback, 2012”
Koncentracja na izolacji
Należy pamiętać, że odpowiednio zaprojektowana i utrzymana izolacja pozwala nie tylko zaoszczędzić energię, lecz
także poprawić jakość pracy w zakładzie. Dla wielu właścicieli
zakładów nie jest zaskoczeniem, iż podczas opadów deszczu
konieczne jest zwiększenie poziomu wytwarzanej pary, pozwalające na właściwe ich ogrzanie. Zapotrzebowanie na
ogrzewanie może wzrosnąć nawet o 25%. Główną przyczyną
takiej sytuacji jest uszkodzona izolacja oraz nieodpowiednio wykonane zabezpieczenie elementów takich jak zawory
i kołnierze. Co więcej, w projektach systemów izolacyjnych
często nie uwzględnia się założenia, że mają one do minimum
ograniczać straty ciepła w zakładzie. Skutki uszkodzeń lub
braku powtórnego zamontowania izolacji po przeprowadzeniu prac konserwacyjnych, np. na zaworach, są bardzo
poważne. W wielu przypadkach uszkodzenia izolacji redukcja
utraty ciepła jest o 40% mniejsza. Koszty naprawy systemu
izolacyjnego zwykle są znikome w porównaniu do rocznych
oszczędności energii. Uszkodzenie okładziny izolacyjnej będzie skutkowało nie tylko zwiększonymi stratami ciepła, ale
też dostaniem się do systemu wody, która może spowodować korozję. Wynikające z niej koszty i inne, nieprzewidziane
straty energii mogą osiągnąć znaczącą wielkość. Koszty kontroli i napraw w każdym przypadku są znikome w porównaniu
z oszczędnościami w skali roku.
Potencjalne korzyści z izolowanego zaworu
• Rura parowa 220°C
• Średnica rury DN150
• Lokalizacja na zewnątrz przy temp. otoczenia 20°C
• Średnie warunki wiatrowe
• Straty energii przy braku izolacji (w skali roku): 2895 euro
• Koszt izolacji: 200 euro
• Straty energii dla zaizolowanego zaworu (w skali roku)
600 euro
• Wzrost efektywności energetycznej o 80%
• Czas zwrotu inwestycji: < 2 miesięcy
Źródło: Nederlands Centrum Technische Isolatie
Nowoczesne technologie
Jak oszacować skuteczność istniejącej izolacji?
Podczas modernizacji sieci przesyłowych, np. transport pary
z przyzakładowej ciepłowni do budynku produkcyjnego, często można spotkać starą, 30 letnią izolację, zastanawiając się
czy nadal spełnia ona swoje funkcje termiczne. Najbardziej
skuteczne do oceny jej przydatności wydaje się porównanie
spadku temperatury na długości rurociągu. Jeżeli spadek
jest w dopuszczalnym przedziale to można wywnioskować,
że izolacja działa prawidłowo. Skuteczną metodą jest też
obliczenie ile kosztuje tracona energia. Analizę taką przeprowadza się w oparciu o sprawdzenie rzeczywistych strat
ciepła na pracującej instalacji. Następnie biorąc pod uwagę
czas eksploatacji (zazwyczaj do 25 lat) i cenę energii cieplnej,
można przeliczyć ile kosztują straty na przesyle.
Grubość izolacji jednoznacznie przekłada się na wielkość strat
ciepła. Im większa strata ciepła tym większy koszt traconej
energii.
Przykład:
• Rurociąg DN 350
• Temp. czynnika 135 0C
• Grubość izolacji 120 mm
• Materiał izolacyjny otulina z wełny mineralnej
• Płaszcz zewnętrzny: stal galwanizowana
Z obliczeń wynika, że straty ciepła dla zadanych warunków
brzegowych wynoszą:
q = 69 W/m ( w przeliczeniu na 1 metr bieżący rurociągu)
q = 37 W/m2 (w przeliczeniu na 1 m2 powierzchni rurociągu)
Przy założeniu, że rurociąg DN 350 ma długość 500 metrów,
strata ciepła dla całego odcinka wyniesie Q = 34500 W,
tj. 34,5 kW.
Zakładając, że instalacja pracuje 8500 godzin w roku, daje to
293 250 kWh lub w przeliczeniu na jednostkę ciepła 1 056 GJ.
45
Jeżeli przyjmiemy średnią cenę ciepła 50 zł/GJ, to dla obliczanego 500-metrowego odcinka instalacji napowietrznej DN 350
koszt traconej energii w ciągu roku wyniesie 52 800 zł.
Zwiększenie grubości izolacji przyczynia się do obniżenia
kosztów dostarczonej energii cieplnej ale towarzyszy temu
jednocześnie wzrost kosztów inwestycji. Dlatego należy
poszukiwać ekonomicznej grubości izolacji, która przyniesie
oszczędność ciepła w czasie zakładanego okresu eksploatacji instalacji z uwzględnieniem zmniejszenia wykorzystania
pierwotnych surowców energetycznych oraz ograniczenia
emisji CO2 do atmosfery.
Oblicz, ile zaoszczędzisz
Standardowo wielkość inwestycji związanych z zarządzaniem
energią, np. w izolację, wylicza się, wykorzystując narzędzia
planowania kapitałowego, takie jak prosty okres zwrotu czy
zwrot z inwestycji (ROI). Dobrą strategią jest rozważenie
wszystkich korzyści z inwestycji uzyskanych na wszystkich
etapach projektu. Jeśli przewidywany rzeczywisty okres eksploatacji izolacji ma wynosić 25 lat, model finansowy musi
odzwierciedlać również jej całościowe znaczenie dla organizacji po upływie prostego okresu zwrotu.
W ciągu ponad 70 lat działania ROCKWOOL zgromadził bogatą wiedzę na temat branży przemysłowej i energetycznej.
Na stronie ROCKWOOL można znaleźć program Rockassist do
obliczania on-line strat ciepła (i potencjalnych oszczędności)
oraz instrukcje prawidłowego montażu zmodernizowanej
izolacji. ROCKWOOL zatrudnia specjalistów w dziedzinie
izolacji, którzy z przyjemnością podzielą się swoją wiedzą.
W przypadku jakichkolwiek pytań czy wątpliwości wystarczy skontaktować się z Działem Serwisu Technicznego lub
Inżynierami Sprzedaży.
®
IST gram
S
S pro
41
A
2
y
y
K
2
C tow cyjn O 1
O
R erne ula N IS
nt kalk ą E
i
–
m
or
n
zz
a
ter
Izolacje techniczne zaprojektowane przez ekspertów
Skorzystaj z profesjonalnej wiedzy. Wypróbuj
ROCKASSIST®, a obliczenie grubości izolacji
technicznej stanie się proste jak nigdy dotąd!
Bezpłatny dostęp
do ROCKASSIST® tylko
na www.rockwool-rti.pl
www.rockwool-rti.pl
Ekspercki poziom doradztwa i 75-letnie doświadczenie w dziedzinie izolacji
technicznych teraz w zasięgu ręki – w jednym programie dla profesjonalistów
ROCKASSIST! Genialnie proste i przyjazne narzędzie w połączeniu ze
zrównoważonymi rozwiązaniami ProRox ze skalnej wełny mineralnej to
gwarancja dobrania najlepszej możliwej izolacji chroniącej przed ogniem,
ciepłem, hałasem i stratami energii przy jednoczesnej redukcji emisji CO2.
Zaufaj ekspertom! Oblicz idealną grubość izolacji z ROCKASSIST, bezpłatnym
internetowym programem kalkulacyjnym. Zarejestruj się na www.rockwool-rti.pl
lub zadzwoń pod numer: 68 385 01 26. Pomożemy Ci rozwijać Twój biznes.
Nowe technologie
47
Wojciech Derwiński, Termocert
Termowizja
w badaniach rurociągów
Kamera termowizyjna to jeden z najbardziej uniwersalnych
przyrządów pomiarowych wymyślonych i opracowanych
przez człowieka. Diagnostyka termowizyjna pozwala uzyskać
dokładne informacje na temat różnych zjawisk termodynamicznych, dlatego zakres jej zastosowań jest imponujący.
Poniższe zdjęcie, wykonane z wysokości ok. 35 m, przedstawia
obraz termiczny rurociągów pary technologicznej i kondensatu na terenie pompowni w rafinerii LOTOS w Gdańsku,
pozwalający ocenić stan izolacji termicznej i wykryć ewentualne miejsca rozlewów.
Oprócz zastosowań typowo wojskowych, od których zresztą
termowizja wzięła swój początek, do najbardziej popularnych dziedzin należy m.in.:
• wykrywanie mostków termicznych oraz wad i uszkodzeń
izolacji cieplnej budynków, instalacji chłodniczych, pieców elektrycznych, suszarni, kotłów, kadzi, rurociągów
i kanałów,
• wykrywanie miejsc ucieczki ciepła i pęknięć w instalacjach centralnego ogrzewania, sieciach ciepłowniczych
i wodociągowych,
• lokalizowanie przebiegu sieci ciepłowniczych i rur
48
•
•
•
•
•
•
•
Efektywność energetyczna w przemyśle
z ciepłą wodą oraz badanie drożności rur w parownikach,
przegrzewaczach pary itp.,
kontrola pracy kotłów i turbozespołów, wykrywanie
uszkodzeń wymienników ciepła,
oceny stanu technicznego kominów, elektrofiltrów
i przewodów spalinowych,
wykrywania punktów przegrzania urządzeń i instalacji
elektrycznych, jak np.: bezpieczników, styków, łączników,
linii napowietrznych i kablowych, podstacji, transformatorów, tyrystorów, silników, izolatorów, obwodów
elektrycznych,
monitorowanie i wykrywanie punktów przegrzania maszyn i urządzeń wirujących, łożysk, przekładni, wałów,
sprzęgieł, pasków napędowych, łańcuchów, kompresorów i pomp,
badanie silników spalinowych i turbin itp.
badanie rozpływu ciepła i ocena jakości chłodzenia podzespołów w obwodach elektronicznych,
badanie środowiska np. rejestrowanie z samolotu rozkładu temperatury powierzchni lądów i wód, wykrywanie
samozapłonów hałd węglowych, składowisk śmieci, silosów, lokalizacja skażeń cieplnych wód i gruntów itp.
Dzięki termografii możliwe staje się wczesne wykrycie miejsc
potencjalnych zagrożeń, co pozwala bez problemów zaplanować prace remontowe i dzięki temu uniknąć kosztownych
przestojów w produkcji czy nieoczekiwanych awarii.
• wykrywania zbrojeń w betonie po uprzednim ich indukcyjnym nagrzaniu,
• projektowania odzieży zimowej itp.
Oprócz zastosowań typowo technicznych termowizja jest
wykorzystywana również w diagnostyce medycznej m.in.
do lokalizowania na ciele człowieka miejsc o podwyższonej
temperaturze lub asymetrycznym jej rozkładzie (onkologia,
reumatologia, ginekologia, okulistyka).
Dotyczy to także weterynarii (m.in. coraz bardziej popularne
są badania termowizyjne koni), zgodnie z zasadą, że żadne
zwierzę nie powie lekarzowi co mu dolega a transport dużych
zwierząt jest trudny a często nawet niebezpieczny.
Podstawy termowizji
Każde ciało o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego
(-273,15 °C) emituje promieniowanie elektromagnetyczne,
którego energia rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Pasmo
promieniowania widzialnego dla człowieka odpowiada długości fali λ od 0,35 μm do 0,75 μm. Normalna obserwacja
obrazów w widzialnym paśmie promieniowania opiera się na
zjawisku rozproszenia światła słonecznego. Słońce, którego
temperatura wynosi ok. 6000 K emituje światło żółte a jego
maksimum wypada mniej więcej w środku widma światła
widzialnego tj. 0,5 μm.
Zestaw bezpieczników automatycznych zamocowanych na listwie montażowej w rozdzielni
Badania termowizyjne można a wręcz należy prowadzić
pod pełnym obciążeniem, co w przypadku innych metod
diagnostycznych nie jest praktycznie możliwe. Dzięki kamerom termowizyjnym ilość wykrytych miejsc potencjalnych
zagrożeń jest znacznie większa a sam proces kontroli staje
się łatwy, szybki i bezpieczny oraz w dużym stopniu niezależny od odległości i utrudnionego dostępu do badanego
obiektu.
Trudno nawet wyobrazić sobie jak duża może być różnorodność zastosowań kamer termowizyjnych. Zapewne niewiele
osób wie, że z powodzeniem wykorzystuje się je w badaniach
typowo przemysłowych m.in. do:
• analizy nagrzewania się opon samochodowych na stanowiskach testowych i w czasie ruchu,
Termografia polega natomiast na rejestracji obrazu powstającego w „niewidzialnym” pasmie promieniowania zwanego
promieniowaniem podczerwonym (0,75-15 μm) i przekształceniem go na obraz widzialny z wykorzystaniem wybranej
palety barw odpowiadających temperaturom na obserwowanej powierzchni.
Pierwsze kamery termowizyjne (a właściwie skanery) opracowane na zlecenie wojska ok. 1960 r. ważyły ponad 60 kg,
wymagały uciążliwego chłodzenia za pomocą ciekłego azotu
a obraz był tworzony na zasadzie skanowania. Stopniowo wraz
z rozwojem elektroniki zamiast chłodzenia azotem udało się
wprowadzić tzw. pompę Stirlinga wykorzystującą sprężanie
i rozprężanie gazu helowego a następnie zastąpić ją chłodziarką działającą na zasadzie termoelektrycznego efektu Peltiera.
Nowoczesne technologie
49
Termogram trasy rurociągów pary technologicznej wykonany przy słonecznym i bezchmurnym niebie
Współczesne kamery termowizyjne wyposażone są
w niechłodzone, dwuwymiarowe matrycowe detektory
promieniowania działające najczęściej w oparciu o zjawisko bolometryczne. Obecnie w profesjonalnych kamerach
termowizyjnych stosuje się matryce mikrobolometryczne
o rozdzielczości obrazowej 640 x 480, których czułość termiczna wynosi ok. 0,03-0,04 K.
Należy przy tym wyraźnie zaznaczyć, że w rzeczywistości kamera termowizyjna nie mierzy temperatury
badanego obiektu, gdyż jej działanie opiera się na detekcji
promieniowania podczerwonego (w paśmie od 8 do 14 μm)
wysyłanego przez obiekt a określenie temperatury następuje samoczynnie dla każdego piksela obrazu po przeliczeniu
energii i uwzględnieniu założonego przez operatora współczynnika emisyjności, którego wartość zależy od rodzaju
materiału, geometrii i wykończenia badanej powierzchni.
Trzeba zdawać sobie sprawę, że oprócz promieniowania
pochodzącego od samego obiektu, do kamery dociera
również promieniowanie z otoczenia odbite od powierzchni obiektu, przy czym jego udział jest tym większy im
silniejsze są właściwości odbiciowe tego obiektu (niższa
emisyjność powierzchni). W przypadku silnie odbijających
materiałów, takich jak szkło, szlifowany kamień, nieutleniona stal lub polerowane aluminium (o emisyjności 0,04
– 0,1), udział promieniowana odbitego przekracza 90%,
w rzeczywistości zatem o wyniku pomiaru decyduje temperatura otoczenia obiektu a nie sam obiekt. Z tego też
powodu wszystkie obserwacje na otwartej przestrzeni
powinny być prowadzone w warunkach pełnego zachmurzenia przy niskim pułapie chmur, których temperatura
jest zbliżona do temperatury powietrza atmosferycznego.
Zarówno słońce jak i czyste bezchmurne niebo, którego
temperatura może sięgać nawet -70⁰C, uniemożliwiają
wykonanie prawidłowych obserwacji kamerą termowizyjną, o czym niestety nie wie dość liczna rzesza amatorów
posługujących się kamerami termowizyjnymi, które dzięki
spadającym w ostatnich latach cenom stają się coraz bardziej dostępne.
Pomiary temperatury obiektów zlokalizowanych na otwartej
przestrzeni są też w dużym stopniu zależne od siły i kierunku
wiatru, który może powodować wychłodzenie badanych
powierzchni i znaczące zróżnicowanie ich temperatury, wpływając w ten sposób na dokładność pomiaru.
Na termogramie rurociągów pary technologicznej i kondensatu, zarejestrowanym przy bezchmurnym niebie widać
wyraźnie, że temperatura płaszcza ochronnego izolacji rurociągów nie odpowiada rzeczywistości, gdyż stanowi odbicie
zimnego nieboskłonu na metalicznej powierzchni.
Na końcowy wynik wpływa także tłumienie obu wspomnianych rodzajów promieniowania przez atmosferę znajdującą
się na drodze pomiaru. Dlatego istotnym czynnikiem jest
oddalenie kamery od obiektu, zwłaszcza gdy chodzi o większe odległości a powietrze zawiera dużo wilgoci oraz pyłów.
Do tego dochodzi jeszcze promieniowanie z samej atmosfery
oraz promieniowanie nieużyteczne pochodzące z silnych źródeł znajdujących się poza obszarem obserwacji.
Doświadczony operator musi brać pod uwagę wpływ
wszystkich wyżej wymienionych czynników zakłócających
i przystępować do badania we właściwych warunkach (tj.
o odpowiedniej porze dnia i zachmurzeniu, braku mgły lub
opadów) oraz prowadzić je w sposób minimalizujący wpływ
tych czynników (np. poprzez zmianę kierunku obserwacji,
osłonięcie silnych źródeł promieniowania itp.)
Ostatecznie obliczanie temperatury obiektu odbywa się automatycznie na podstawie sygnału ze skalibrowanej kamery
z wykorzystaniem określonego wzoru pomiarowego, przy
czym operator musi podać szereg parametrów niezbędnych
do wykonania obliczeń, w tym m.in:
• emitancję i odległość obiektu,
• temperaturę i wilgotność względną powietrza
atmosferycznego,
• efektywną ew. odbitą temperaturę otoczenia obiektu
(tzw. temperaturę radiacyjną),
Konieczność podania tych parametrów czasami bywa dość
kłopotliwa dla operatora, ponieważ zwykle nie ma prostych
sposobów na dokładne określenie emitancji i transmitancji
atmosfery w rzeczywistej sytuacji. Te dwie temperatury
sprawiają na ogół mniej problemów, jeśli w otoczeniu nie ma
dużych i silnych źródeł promieniowania.
50
Efektywność energetyczna w przemyśle
Tak więc przy pomiarach temperatury za pomocą kamer termowizyjnych należy liczyć się z kilkoma rodzajami błędów:
• błędy metody – w tym: błąd oszacowania emisyjności ε
obiektu, błąd spowodowany wpływem odbitego przez
obiekt promieniowania otoczenia oraz wpływem promieniowania samego otoczenia, błąd spowodowany
ograniczoną transmisją atmosfery i jej promieniowaniem
(emisją) – w typowych sytuacjach pomiarowych błędy te
osiągają nawet kilka procent,
• błędy kalibracji – wynikające z innych warunków rzeczywistych pomiaru w stosunku do warunków panujących
w trakcie fabrycznej kalibracji kamery),
• błędy toru elektronicznego – spowodowane szumami
i ograniczonym pasmem przenoszenia detektora, wahaniami wzmocnienia przedwzmacniacza i innych układów
elektronicznych oraz ograniczoną rozdzielczością i nieliniowością przetworników analogowo-cyfrowych – nie
przekraczają na ogół ±1%.
Badania rurociągów i sieci ciepłowniczych
Sieci rurociągów są najbardziej ekonomicznym i najbezpieczniejszym środkiem transportu ropy naftowej, gazów i innych
produktów płynnych na duże odległości, ale muszą spełniać wysokie wymagania bezpieczeństwa i niezawodności.
Trwałość rurociągów prawidłowo wykonanych i ułożonych
oraz właściwie konserwowanych jest niemal nieograniczona.
Uszkodzenia rurociągów mogą być spowodowane ukrytymi wadami materiałowymi lub wadliwym wykonaniem np.
stopniową korozją spowodowaną przez wodę gromadzącą
się w obniżeniach terenu. Awarie mogą też powstać w wyniku
niewłaściwego prowadzenia prac budowlanych w sąsiedztwie rurociągu (np. podczas robienia wykopów) lub na skutek
poważnych kolizji drogowych, ruchów tektonicznych oraz
sabotażu czy działań terrorystycznych.
Wady izolacji termicznej w miejskiej sieci ciepłowniczej
Z danych podawanych przez producentów kamer wynika, że pomiar bezwzględnej wartości temperatury – nawet przy użyciu
profesjonalnej kamery termowizyjnej – jest zawsze obarczony
pewnym błędem, który zależy od ww. czynników i dla kamer
profesjonalnych może wynosić ok. ±2% lub ±2⁰C a w popularnych kamerach tzw. „budowlanych” może sięgać nawet ±5% lub
±5⁰C (zależnie od tego, która z tych wartości jest większa).
Tak więc termowizyjna metoda bezstykowego pomiaru
temperatury nie jest tak dokładna jak w przypadku metod
stykowych np. z zastosowaniem termometrów termoelektrycznych, rezystancyjnych czy termistorowych. Dotyczy
to zwłaszcza pomiarów wartości bezwzględnych temperatury. Niedokładności pomiarów termowizyjnych są
szczególnie widoczne podczas pomiarów temperatury obszaru, na który składa się wiele obiektów o różnej emisyjności.
Jednakże metody stykowe nie zawsze mogą być stosowane.
Natomiast do niekwestionowanych zalet kamer termowizyjnych można zaliczyć po pierwsze ich bardzo wysoką czułość
termiczną, dzięki której na powierzchni badanego obiektu
daje się zaobserwować różnice temperatury rzędu 0,05-0,1 K
a po drugie możliwość szybkiego przeprowadzenia zdalnego
badania trudno dostępnych obiektów z bezpiecznej odległości. Do tego typu obiektów należą m.in. sieci energetyczne
i ciepłownicze oraz różnego rodzaju rurociągi.
Termowizja znalazła powszechne zastosowanie przy
badaniach rurociągów i sieci ciepłowniczych, gdyż badania w podczerwieni okazały się dokładną i skuteczną
metodą badania izolacji termicznej oraz wykrywania i lokalizowania wycieków, zarówno w częściach naziemnych jak
i podziemnych.
Kamery termowizyjne wysokiej rozdzielczości wyposażone
w dodatkowe obiektywy pozwalają na prowadzenie obserwacji dużych obszarów i ze znacznej odległości.
Badanie termowizyjne pozwala szybko i z bezpiecznej odległości ocenić stan izolacji i wykryć różnego rodzaju wady
powodujące znaczne straty ciepła. W oparciu o wyniki badania
można podjąć decyzję o ewentualnym remoncie całej instalacji lub jej części. Do typowego zakresu badań termowizyjnych
należy również kontrola powykonawcza nowych lub zmodernizowanych instalacji rurociągów i sieci ciepłowniczych.
Badanie kamerą termowizyjną naziemnych odcinków
rurociągów pozwala zlokalizować nieszczelności będące powodem ubytków czynnika i wycieków prowadzących nieraz
do znacznych strat. Ponadto, w przypadku materiałów o właściwościach łatwopalnych lub wybuchowych, rozlewiska
spowodowane wyciekami mogą stanowić poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Nowoczesne technologie
51
Wyciek z osiedlowej sieci ciepłowniczej
W przypadku podziemnych odcinków rurociągów obraz termowizyjny stanowi jedynie barwne odwzorowanie rozkładu
temperatur na powierzchni badanego obszaru, ale na skutek
erozji gruntu w miejscu wycieku lub innej przewodności
cieplnej gruntu mokrego i suchego, na powierzchni powstają
różnego rodzaju anomalie – tzw. „plamy cieplne”, które pozwalają zlokalizować źródło wycieku znajdujące się nawet na
znacznej głębokości pod powierzchnią gruntu.
roślin w rejonie gazociągu mogą wskazywać na występowanie wycieków. Niestety dotyczy to tylko wycieków dużych lub
średnich a sama metoda jest mało dokładna i ograniczona
czasowo do okresu wegetacji roślin. Inne metody jak monitoring gleby, monitoring akustyczny lub monitorowanie
przepływu w wykorzystaniem metod modelowania matematycznego mają również wiele wad: są albo pracochłonne
i drogie albo niezbyt skuteczne.
Do najbardziej charakterystycznych miejsc na rurociągach,
wykazujących anomalie w rozkładzie temperatury należą
obszary wokół podpór, łuków kompensatorów oraz odcinki
podlegające intensywnemu oddziaływaniu czynników zewnętrznych np. wibracjom.
Znacznie wygodniejszymi urządzenia do zdalnego wykrywania wycieków gazu stały się w ostatnich latach detektory
laserowe. Mogą one wykrywać nawet stosunkowo niskie
stężenia metanu i nie wymagają wprowadzania sondy
bezpośrednio w chmurę wycieku, dlatego też kontrola
może być prowadzona na odległość bez konieczności zbliżania się do miejsc występowania nieszczelności, co jest
szczególnie wygodne w przypadku zamkniętych posesji
czy obszarów upraw, kiedy wymagane jest dokonanie
uzgodnień z ich właścicielami. Nominalnie dla urządzeń
zamontowanych na samochodach jest to ok. 30 m, choć
w praktyce wszystko zależy od konkretnych warunków
pomiaru. W przypadku zaawansowanych metod lotniczych w grę wchodzą odległości rzędu 300-600 m i można
wtedy mówić wręcz o laserowym skanowaniu trasy gazociągu. Niestety są to urządzenia zdecydowanie droższe od
wszystkich pozostałych, a tym samym znacznie trudniej
dostępne.
Jednym z najważniejszych zadań służb eksploatacyjnych jest
skuteczne wykrywanie wycieków gazu z sieci i instalacji gazowych, zarówno w systemie przesyłu, jak i dystrybucji gazu.
Istnieje szereg metod kontroli szczelności rurociągów. Na
etapie wykonawczym należą do nich m.in.: próby ciśnieniowe (hydrauliczne i pneumatyczne), badania ultradźwiękowe,
badania rentgenowskie oraz badania z użyciem znaczników
radioizotopowych.
Do lokalizowania nieszczelności rurociągów na etapie
eksploatacji korzysta się z różnego typu detektorów np.
detektorów płomieniowo-jonizacyjnych lub urządzeń
z detektorami katalitycznymi i półprzewodnikowymi.
Urządzenia te pozwalają na wykrywanie nawet niewielkich
wycieków zarówno w rurociągach naziemnych jak i podziemnych sieciach oraz instalacjach gazowych, jednakże
ich podstawowym ograniczeniem jest brak możliwości
dokonania takiej kontroli w miejscach niedostępnych dla
operatora, co wynika z konieczności pobrania powietrza
atmosferycznego znad gazociągu lub z otworu wykonanego
przez szpilkowanie gruntu.
Do zdalnych metod można zaliczyć np. obserwowanie stanu
wegetacji roślin podczas oblotu śmigłowcem trasy g­ azociągu.
Zakłócenia objawiające się żółknięciem lub brązowieniem
W przypadku kamer termowizyjnych do wykrycia wycieku
gazu można wykorzystać ich wysoką czułość termiczną, pozwalającą ze znacznej odległości zlokalizować chmurę gazu,
której temperatura w okolicy miejsca wycieku ma obniżoną
temperaturę w wyniku gwałtownego rozprężenia gazu z gazociągu o wysokim ciśnieniu roboczym.
Pomiary termowizyjne w praktyce
Przystępując do przeprowadzenia badań należy przestrzegać
szeregu podstawowych zasad, co pozwala wyeliminować lub
ograniczyć możliwość popełnienia błędów.
52
Efektywność energetyczna w przemyśle
Podparcie ruroci•gu parowego
Jak już wspomniano wcześniej, duże znaczenie mogą mieć
silne źródła ciepła lub chłodu oddziaływujące na badany
obiekt, zwłaszcza jeśli jest to materiał o niskiej emisyjności,
czyli silnie odbijający promieniowanie z otoczenia. Dlatego
też w przypadku prowadzenia badań na otwartej przestrzeni
powinno panować pełne zachmurzenie i niski pułap chmur,
dzięki czemu określenie przez operatora tzw. temperatury
radiacyjnej nie stanowi większego problemu.
Pamiętając o znanej zasadzie, że „kąt padania równa się
kątowi odbicia” czasem wystarczy właściwy dobór stanowiska pomiarowego dla zmniejszenia tzw. „wzniosu” kamery,
co pozwala ograniczyć wpływu odbitego promieniowania
nieboskłonu. Z tego samego powodu wykonując zdjęcia na
wprost, zawsze warto wiedzieć, co ma się „za plecami”.
Oczywiście badanie nie powinno obywać się podczas opadów deszczu lub śniegu ew. podczas silnego zamglenia,
gdyż czynniki te wpływają w istotny sposób na właściwości
tłumiące powietrza na drodze pomiarowej. Pamiętać trzeba
także o tym, że silny wiatr w znacznym stopniu zaburza obraz
termiczny badanego obiektu niejako go „ochładzając”.
Jak już wspomniano bardzo istotne jest przede wszystkim
określenie emisyjności badanych obiektów. Wprawdzie istnieją tabele, które podają emisyjność najczęściej spotykanych
materiałów dla typowego zakresu długości fali wykorzystywanego w kamerach długofalowych tj. 8 – 14 μm, ale trzeba
brać też pod uwagę, że emisyjność badanych obiektów zależy
nie tylko od materiału i temperatury powierzchni ale również
od jej stanu tzn. przede wszystkim od stopnia chropowatości.
W przypadku naziemnych rurociągów określenie emisyjności
może stanowić poważny problem. Płaszcz ochronny izolacji
cieplnej rurociągów wykonany jest najczęściej z segmentów blach ocynkowanych lub aluminiowych. Współczynnik
emisyjności powierzchni nowych blach jest bardzo niski i wynosi od 0,04–0,2. Dlatego też mierząc kamerą termowizyjną
temperaturę płaszcza ochronnego izolacji rurociągów należy
wybierać takie miejsca na jego powierzchni, których współczynnik emisyjności jest stosunkowo wysoki np. miejsca
zabrudzone, silnie utlenione, skorodowane lub pomalowane
farbą. Można także wykorzystać istniejące naklejki lub opisy
wykonane farbą albo nakleić na rurociągu odcinki taśmy samoprzylepnej o znanej emisyjności.
Podczas badania rurociągów podziemnych problemem dla
operatora kamery może być ich lokalizacja. Dlatego dobrze jest
prowadzić pomiary w towarzystwie osoby znającej przebieg
całej instalacji. Dotyczy to zwłaszcza poszukiwania wycieków
w sieciach preizolowanych, których przebieg dzięki doskonałej
izolacji może być dla operatora zupełnie niewidoczny i wymagać wcześniejszego oznakowania przez użytkownika.
Kolejnym ważnym czynnikiem jest uwzględnienie zależności
pomiędzy wielkością obiektu a odległością z jakiej zamierzamy prowadzić jego badanie. Każda kamera termowizyjna ma
określoną rozdzielczość przestrzenną, która jest zależna od
ogniskowej obiektywu oraz wymiaru pojedynczego piksela.
W kamerze o rozdzielczości obrazowej 640 x 480 pikseli
z teleobiektywem o kącie polowym 15° jednostkowe pole
widzenia (IFOV) wynosi 0,41 mrad. Aby mieć pewność,
że przynajmniej w obrębie jednego piksela temperatura nie
będzie wynikiem uśrednienia różnych temperatur, lecz będzie odpowiadać rzeczywistej temperaturze w tym obszarze,
przyjmuje się, że minimalny wymiar obiektu musi odpowiadać 2,5-krotnej wielkości pojedynczego piksela. Oznacza to,
że minimalna wielkość anomalii termicznej, której temperaturę można taką kamerą zmierzyć prawidłowo z odległości
np. 10 m wynosi ok. 2,6 cm.
Z jednej zatem strony, możliwość prowadzenia obserwacji
z większej odległości pozwala objąć od razu większe fragmenty badanego rurociągu co znacznie przyspiesza całe badanie,
z drugiej jednak trzeba się liczyć z możliwością pominięcia
istotnych elementów o mniejszych wymiarach. Tak więc zależnie od tego, czy badanie będzie prowadzone z poziomu terenu
w trybie pieszego obchodu całej trasy ew. podczas przejazdu
samochodem, czy też zostanie wykorzystany podnośnik samochodowy o kilkudziesięciometrowym wysięgu lub śmigłowiec,
konieczny jest właściwy dobór sprzętu pomiarowego.
Nowoczesne technologie
Ostatnią rzeczą, o którą operator musi szczególnie dbać jest
właściwe ustawienie ostrości każdego zdjęcia. O ile bowiem
wszystkie pozostałe elementy równania pomiarowego jak
temperaturę i wilgotność powietrza, temperaturę otoczenia,
odległość obiektu i jego emisyjność można będzie skorygować podczas opracowywania wyników z pomocą komputera,
to nieostrego zdjęcia nie uda się już nigdy poprawić.
Straty ciepła na rurociągach
Straty ciepła jakie występują przy przesyłaniu energii
z miejsca wytwarzania (najczęściej kotłowni) do miejsca
jej wykorzystania stanowią istotny problem dla energetyki
cieplnej.
Źródła podają, że w przypadku sieci ciepłowniczych sięgają
one ok. 14% ilości przesyłanego ciepła a w okresie letnim,
kiedy ciepło jest wykorzystywane wyłącznie do przygotowania ciepłej wody użytkowej, mogą być nawet dwukrotnie
większe. W odniesieniu do rurociągów pary technologicznej
i kondensatu, które są zwykle znacznie krótsze od sieci ciepłowniczych, straty mogą być także dość znaczne, głównie
z uwagi na dużo wyższe temperatury czynnika roboczego.
Dlatego też bardzo ważnym zadaniem energetyki cieplnej
jest zminimalizowanie strat energii cieplnej przesyłanej
rurociągami, co wymaga zarówno zastosowania dobrej izolacji termicznej rurociągów jak i ograniczenia niekorzystnego
wpływu zastosowanego osprzętu i elementów pomocniczych m.in. różnego rodzaju zamocowań jak podpory, stopy,
uchwyty, obejmy czy zawieszenia a także połączenia kołnierzowe, zasuwy, króćce pomiarowe itp., które zwykle wystają
z warstwy izolacyjnej.
Oprócz takich czynników jak zastosowane rozwiązania konstrukcyjne, wymiary poszczególnych elementów czy rodzaj
zastosowanych materiałów a także grubość i parametry użytych materiałów izolacyjnych, bardzo duże znaczenie może
Nieizolowane odpowietrzniki na rurociągu ciepłowniczym
53
mieć wadliwy montaż, niewłaściwa eksploatacja i konserwacja rurociągów, od której zależy ich stan techniczny.
Zgodnie z ustawą z dnia 21.12.2000r o dozorze technicznym
(Dz. U. Nr 122 poz. 1321) z późniejszymi zmianami a także
rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 16 lipca 2002 r.
w sprawie rodzajów urządzeń technicznych podlegających
dozorowi technicznemu (Dz.U. Nr 120, poz. 1021), zmienionym
rozporządzeniem z dnia 3 lutego 2003 r. (Dz.U. Nr 28, poz.
240), wydanym na podstawie art. 5 ust. 2 ustawy o dozorze
technicznym, rurociągi jako urządzenia ciśnieniowe podlegają
okresowym i doraźnym badaniom technicznym, które winny być przeprowadzone przez Urząd Dozoru Technicznego
w ściśle określonych odstępach czasu, zależnych od ich parametrów roboczych.
W ramach badań okresowych przeprowadza się rewizje zewnętrzne rurociągów tzw. w ruchu, których celem jest m.in.
sprawdzenie czy podczas ich użytkowania nie występuje wyciek czynnika na zewnątrz rurociągu. Ocenie poddaje się stan
techniczny rurociągu dokonując m.in. oględzin zewnętrznych
całego rurociągu, łącznie z podparciami i zawieszeniami
a także stan dostępnych elementów rurociągu, w szczególności prawidłowość działania osprzętu zabezpieczającego
i armatury. Sprawdzana jest również zgodność parametrów
roboczych rurociągu z parametrami określonymi w dokumentacji technicznej.
Nieocenioną pomoc podczas tego rodzaju badań stanowi
termowizja. Pozwala ona bowiem na przeprowadzenie oceny
stanu izolacji cieplnej rurociągów oraz wykrycie występujących wad (m.in. ubytków w warstwie izolacji, mostków
termicznych itp.) nawet z większej odległości. Jest to zaletą
zwłaszcza w przypadku rurociągów biegnących na wysokich
estakadach i nasypach lub w tzw. muldach (zagłębieniach
terenu) oraz wszędzie tam gdzie bezpośredni dostęp do
rurociągu jest utrudniony lub wręcz niemożliwy.
54
Efektywność energetyczna w przemyśle
Jak wspomniano dzięki wyjątkowo wysokiej czułości temperaturowej kamer, która może sięgać nawet 0,03K, pomiar
bezwzględnej wartości różnicy temperatur charakteryzuje
się bardzo wysoką dokładnością, w pełni wystarczającą do
wykrycia nawet niewielkich mostków termicznych.
Mostkami termicznymi bywają również elementy zaworów, kołnierzy śrubowych, zasuw i króćców pomiarowych,
których fragmenty a czasem nawet całość nie jest lub nie
może być ze względów konstrukcyjnych lub eksploatacyjnych
osłonięta warstwą izolacyjną.
Mostki termiczne (cieplne) są to miejsca charakteryzujące się
gorszą termoizolacją i bardziej intensywnym przenikaniem
ciepła w stosunku do pozostałych odcinków sieci. Niekiedy
tylko na podstawie analizy dokumentacji lub oględzin przeprowadzonych w ramach wizji lokalnej można przewidzieć
miejsca występowania mostków termicznych, które wynikają
ze sposobu zamocowania i łączenia odcinków rurociągów
a także ich wyposażenia w niezbędną armaturę tj. zasuwy,
zawory, króćce, elementy kontrolne i pomiarowe. Jednak
dużo trudniejszym zadaniem jest zlokalizowanie mostków
termicznych i innych miejsc strat ciepła spowodowanych
złymi rozwiązaniami technicznymi, nieprawidłowościami
montażu lub nieodpowiednią eksploatacją.
Niekiedy miejsca występowania mostków termicznych można zlokalizować wyłącznie dzięki badaniu termowizyjnemu.
Bywają to najczęściej różnego rodzaju podzespoły konstrukcyjne jak klocki oporowe czy wsporniki płaszcza ochronnego
izolacji, które są przesłonięte elementami warstwy izolacyjnej a przez to pozostają niewidoczne dla oka ludzkiego.
Do najczęściej spotykanych wad powodujących znaczne straty ciepła przy przesyle należą:
Mostki termiczne
Do mostków termicznych najczęściej występujących w instalacjach rurociągów należą wszelkiego rodzaju zamocowania
jak np. podparcia i uchwyty (podstawy kulkowe i ślizgowe,
stoły sprężynowe, stopy itp.) a także zawieszenia cięgnowe
lub sprężynowe. Ich głównym zadaniem jest przenoszenie
obciążenia i prowadzenie rurociągów biegnących w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Niestety zwykle wystają one
częściowo z warstwy izolacji a tym samym w wielu wypadkach są miejscami występowania silnych mostków
termicznych, powodujących znaczne straty ciepła.
Obsunięcie warstwy izolacyjnej rurociągu
Nierównomierna grubość warstwy izolacyjnej
Zmniejszenie grubości izolacji to najczęściej skutek nierównomierności powstałych podczas niestarannego montażu,
bądź w wyniku „obwiśnięcia” izolacji a także mechanicznej
deformacji warstwy izolacji, jej rozerwania lub opadnięcia
a czasem nawet całkowitego braku izolacji właściwej. tego
rodzaju braki spotyka się dość często na łukach.
Niekiedy miejscowa zmiana grubości izolacji jest wymuszona
krzyżowaniem się przewodów lub występowaniem innych urządzeń zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie rurociągu.
Zawilgocenie warstwy izolacyjnej
Uszkodzenie lub ubytki płaszcza ochronnego (np. brak segmentów) a także jego złe ułożenie bywa powodem lokalnego
zawilgocenia warstwy izolacyjnej na skutek opadów deszczu
co powoduje pogorszenie parametrów właściwej warstwy
izolacyjnej. Przyczyną zawilgocenia może być również wykraplanie pary wodnej przez nieszczelności armatury lub
urządzeń sąsiadujących.
Kamery termowizyjne
do wszystkich zastosowań
FLIR C2
80 x 60 pikseli
FLIR E4
80 x 60 pikseli
FLIR E5
120 x 90 pikseli
FLIR E6
160 x 120 pikseli
FLIR E40
160 x 120 pikseli
FLIR E50
240 x 180 pikseli
FLIR E8
320 x 240 pikseli
FLIR E60
320 x 240 pikseli
FLIR T420
320 x 240 pikseli
FLIR T440
320 x 240 pikseli
FLIR T460
320 x 240 pikseli
FLIR T600
480 x 360 pikseli
FLIR T620
640 x 480 pikseli
FLIR T640
640 x 480 pikseli
FLIR T660
640 x 480 pikseli
FLIR T1020
1024 x 768 pikseli
Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski,
ul. Rakowiecka 39A/3, 02-521 Warszawa
tel.: +48(22) 849 71 90, fax. +48(22) 849 70 01,
e-mail: [email protected]
w w w. k a m e r y I R . c o m . p l
56
Efektywność energetyczna w przemyśle
Wojciech Halkiewicz, ARIA-C
Dobre praktyki
w kontekście poprawy efektywności
Wytwarzanie sprężonego powietrza
Sprężone powietrze to bardzo drogie medium energetyczne
ze względu na niską sprawność procesu sprężania. Przyjmuje
się, że ta sprawność wynosi średnio około dziesięciu, maksymalnie kilkunastu procent. Energia elektryczna dostarczona
do sprężarki w większości zamienia się na ciepło. Nawet gdyby
proces miał sprawność aż 20% (co w pojedynczych wyjątkowych sytuacjach jest możliwe), oznacza to, że wyprodukowany
strumień sprężonego powietrza jest 5 krotnie droższy od energii elektrycznej potrzebnej do jego wytworzenia. Taka jest
przybliżona sprawność procesu produkcji powietrza.
Jakie są dobre praktyki na tym etapie (obszar bilansowy
„sprężarkownia”):
Należy analizować pracę sprężarkowni online poprzez:
• pomiar mocy i energii,
• sterowanie nadrzędne sprężarkami z algorytmem
oszczędzania energii,
• pomiar przepływu, ciśnienia sprężonego powietrza na
jednej osi czasu z mocą, pobieraną
• czasy, ilość i sekwencje pracy pod obciążeniem i na biegu
jałowym,
• ilość rozruchów gwiazda – trójkąt każdej ze sprężarek,
także śledzone on-line,
• stratę ciśnienia na wkładach z filtrami wymiennymi
i osuszaczach,
• punkt rosy sprężonego powietrza,
• ciśnienie w krytycznym punkcie instalacji, żeby kontrolować jej ogólną efektywność przesyłu powietrza.
Jakie są oczekiwane parametry:
• Jednostkowy pobór mocy ~0,111 kWh/m3,
• Ciśnienie < ~7 bar,
• Punkt rosy zwykle +3oC (4. Klasa czystości wg ISO8573.1),
• Koszt jednostkowy ~0,03-0,05 zł/m3,
• Możliwie niedużo rozruchów gwiazda – trójkąt,
• Jeśli sprężarka ma pracować po rozruchu, to tylko w sposób efektywny, a więc pod obciążeniem („w dociążeniu”),
sprężając – w odróżnieniu od pracy nieefektywnej (na
biegu jałowym lub inaczej „w odciążeniu”), kiedy to
sprężarka pobiera około 20% (nawet do 50%) mocy znamionowej pod obciążeniem,
• Ilość rozruchów i cykli dociążeń bardzo wyrównane,
• Koszt energii pobieranej na biegu jałowym <2-5%,
• Strata na układzie uzdatniania (filtry i osuszacze łącznie
< 0,3-0,4 bar),
• Ciśnienie na stabilnym poziomie – bez dziur regulacyjnych i zawahań – regulowane w zakresie <0,5-0,7 bar.
Nowoczesne technologie
Ważnym elementem sprężarkowni jest zbiornik wyrównawczy. Zbiornik sprężonego powietrza spełnia funkcję nie tylko
wspomagającą dla regulacji sprężarek, ale także stabilizacji
ciśnienia w sieci i stabilizacji pracy wielu „powietrzożernych”
odbiorników. Dobrze jest stosować zbiornik „mokry” dla sprężarek oraz zbiornik „suchy” za osuszaczami, aby magazynować
w nim zapas osuszonego powietrza na potrzeby bardziej
żarłocznych konsumentów. Zbiorniki ciśnieniowe powinny
posiadać paszport oraz zawór bezpieczeństwa z paszportem
potwierdzającym formalne sprawdzenie jego nastawy przez
uprawnionego inspektora UDT. Należy je wyposażyć także
w skuteczny i energooszczędny system automatycznego
odwadniania oraz manometr i dostępne króćce z zaworami
w celu dodatkowych alternatywnych pomiarów (ciśnienia,
punktu rosy, temperatury). Zbiorniki i ich użytkownie podlegają przepisom UDT. Na wielkości zbiornika nie powinno
się oszczędzać – im większy, tym lepiej dla odbiorników oraz
dla sprężarek stałoobrotowych. Zbiornik łatwo dobrać korzystając z kalkulatora na stronie http://www.7bar.pl/pl/wiedza/
kalkulatory.html.
Przesył sprężonego powietrza
W sprężarkowni najczęściej kilka sprężarek zasila ich kolektor
zbiorczy. Powinny one być włączane do niego pod kątem 45°
do kierunku strumienia w kolektorze.
57
Wartość straty ciśnienia warto przeliczyć na traconą energię
i jej koszt, korzystając z uproszczonej formuły – dla powietrza
sprężonego do 7 bar, strata ciśnienia o 1 bar ma skutek strat
energii niezbędnej do jego skompensowania w wysokości 7%
energii pobieranej przez sprężarki. Pomaga to skorygować
wartości prędkości, czy też straty ciśnienia w stosunku do
rzeczywistego kosztu przesyłu. Instalacja powinna mieć pochylenia umożliwiające jej punktowe odwanianie. Natomiast
rurociągi powinny być wyposażone w zawory umożliwiające
odcinanie arterii w celu obsługi poszczególnych sekcji lub
działów od głównych.
Warto także na instalacji zainstalować przepływomierze,
które po właściwej inwentaryzacji muszą znaleźć się w punktach odzwierciedlających pobór powietrza przez miejsca
powstawania kosztów. Muszą być też zabudowywane na
właściwych długościach odcinków pomiarowych. Opłaca się
na taki system monitoringu wydać ok. 10% kosztów energii
zużywanych na produkcję sprężonego powietrza. Ten wydatek powinien zwrócić się w okresie około 1 roku w uzyskanych
oszczędnościach poprzez dyscyplinowanie konsumentów
sprężonego powietrza.
Wyjścia z rurociągów do przyłączanych maszyn czy linii
powinny być wyprowadzane z boku lub z góry głównej
arterii, żeby unikać porywania zbierających się w rurach
skroplin. Średnice przyłączy powinny być możliwie duże, natomiast najlepiej gdy prędkości w gałęzi przyłącza wynoszą
<15m/s. Instalacja powinna być odpowiednio bezpiecznie
zamocowana i wykonana z materiałów dedykowanych do
przesyłów sprężonego powietrza (obecnie najczęściej zalecane to aluminium lub stal nierdzewna), z certyfikatami
materiałowymi oraz deklaracją zgodności dla każdej instalacji zgodnie z dyspozycją aktualnych zaleceń dyrektywy PED
(prostych urządzeń ciśnieniowych) – polecamy w tej kwestii
konsultację z UDT:
http://www.udt.gov.pl/index.­php?option=
com_content&view=article&id=136&Itemid=714.
Pobór sprężonego powietrza
Fragment modułu kolektora przyłączeniowego sprężarek w sprężarkowni
Takie podłączenie stosowane jest, by nie przeciążać
sprężarki, która została wcześniej zainstalowana do
kolektora (strumień wprowadzany nie zakłóca strumienia w kolektorze). To samo dotyczy przyłączy kilku
osuszaczy połączonych równolegle, choć zwykle jest to tylko
jeden osuszacz z baterią filtrów. Instalacja za sprężarkownią powinna być zamknięta w pierścień i mieć średnicę
zapewniającą prędkość w rurociągach nie przekraczającą 10
m/s przy stracie przesyłu <2-5% ciśnienia początkowego.
Doboru rurociągu można dokonać w oparciu o kalkulator:
http://www.7bar.pl/pl/wiedza/kalkulatory.html.
Od momentu wytworzenia sprężonego powietrza
i uzdatnienia go (odwadniania, odolejania i osuszania)
w sprężarkowni zaczyna się proces jego zużycia. Tu mamy
do czynienia z kolejnymi stratami, bo okazuje się, że w obszarze poboru sprężonego powietrza (w działach produkcji
zakładów przemysłowych), wycieki stanowią około 30% strumienia wyprodukowanego powietrza. ~10% stanowią straty
na nieracjonalne pobory (czyszczenie, sprzątanie, chłodzenie
wprost strumieniem powietrza, nadmuchy manipulacyjne
bez sterowania), a także ~10% tracone jest na nadprodukcję
ciśnienia, które ze sprężarkowni dostarczane jest często na
poziomie znacznie wyższym niż zapotrzebowanie końcowych
odbiorników (np. w sieci jest 7 bar, a zapotrzebowanie odbiorników zwykle, to 4,0-5,0 bar, z rzadka ok. 6-6,5 bar).
58
Efektywność energetyczna w przemyśle
Straty ze strumienia wyprodukowanego powietrza
wycieki
30%
produkcja
50%
sztuczne
zapotrzebowanie
10%
niewłaściwe
zastosowanie
10%
Przykłady nieszczelności znalezionych w zakładach produkcyjnych.
W konsekwencji koszt sprężonego powietrza w tym obszarze
wzrasta dwukrotnie, a więc do wartości 0,06-0,10 zł/m3! Co
ważne, tenże obszar bilansowy to miejsce, w którym znacznie
mniej dba się o oszczędzanie sprężonego powietrza, o efektywność przyłączy, o unikanie zużycia powietrza o straty wycieków.
W tym obszarze potencjał oszczędności jest największy i zapewnia czasy zwrotu zaangażowanych środków do 4-6 miesięcy.
Między innymi dlatego, sprężone powietrze oszczędzać powinien przede wszystkim ten, które je zużywa. Stąd także polecamy
monitorowanie poboru powietrza u użytkowników oraz narzucanie im targetów oszczędzania oraz – dzięki temu – kontrolę
wycieków. Tu właśnie oprócz bieżącego monitorowania zużycia
powietrza i wartości ciśnienia, zaleca się regularne (nie rzadsze
niż raz w roku) detekcje i naprawy wycieków.
Sprężone powietrze stanowi średnio około 10% kosztów
comiesięcznego rachunku za energię w zakładzie przemysłowym, w niektórych branżach stanowi to nawet 30-50%. Koszt
wytworzenia sprężonego powietrza w czasie 5 letniej eksploatacji sprężarki stanowi zwykle nie mniej niż 60%. Warto
zadbać o energię i inwestować w działania energooszczędne,
bo w sprężonym powietrzu szybko się zwracają.
TWÓJ PARTNER W OŚWIETLENIU
OŚWIETLENIE TO DOPIERO
POCZĄTEK NOWYCH MOŻLIWOŚCI
Oświetlenie + Sterowanie
Internet
Monitoring
Głośnik
Stacja ładująca pojazdy elektryczne
www.schreder.pl
Nowoczesne technologie
61
Marcin Grzanka, Schreder
Efektywność energetyczna
w zakładach przemysłowych
O ile oszczędność energii elektrycznej w przestrzeniach
publicznych np. w oświetleniu ulicznym jest często powodowana przesłankami ekologicznymi takimi jak unijne
dyrektywy wymuszające na krajach członkowskich ograniczenie emisji CO2, to w zakładach przemysłowych przekłada
się ona w bezpośredni sposób na efektywność ekonomiczną.
Zakład przemysłowy inwestujący w energooszczędne rozwiązania i dbający o efektywność energetyczną ogranicza tym
samym koszty produkcji. Nie dziwi zatem fakt, że sektor ten
chętnie sięga po zdobycze nowoczesnej technologii takie jak
chociażby inteligentne systemy sterowania oświetleniem,
a często jest również pionierem jeśli chodzi o ich wdrażanie.
Sposób w jaki zakłady przemysłowe korzystają z energii elektrycznej znacznie odbiega od tego, co obserwujemy zarówno
w sektorze publicznym jak i w prywatnym. Przede wszystkim,
dokonałbym tutaj podziału na energię elektryczną wykorzystywaną bezpośrednio w procesie produkcji (np. do zasilania
linii produkcyjnych, maszyn itd.) oraz tę wykorzystywaną
do obsługi zakładu (głównie oświetlenie hal, biur i terenów
zewnętrznych). Wprowadzenie efektywnych rozwiązań
w grupie pierwszej wymaga szczegółowej analizy całego
procesu produkcji – odrębnej dla każdego zakładu z uwagi
na ich dużą różnorodność. Natomiast zwiększenie efektywności energetycznej w grupie drugiej jest stosunkowo proste
62
Efektywność energetyczna w przemyśle
i wymaga jedynie umiejętnego i świadomego wykorzystania
produktów ogólnie dostępnych na rynku. Co więcej, zakłady
przemysłowe w kwestii oświetlenia obowiązują oddzielne
normy, często też mogą sobie pozwolić na większą swobodę
w doborze parametrów czy np. poziomów redukcji.
Przez dziesiątki lat w technologii oświetlenia zewnętrznego
i przemysłowego nie działo się wiele, a wszystkie zmiany
dokonywały się na dobrze znanej w branży kanwie klasycznej elektrotechniki. Do oświetlania terenów zewnętrznych
stosowano najczęściej oprawy sodowe z uwagi na ich
wysoką skuteczność świetlną (niestety kosztem innych
parametrów jak chociażby wskaźnik oddawania barw). We
wnętrzach, do oświetlania hal najczęściej wykorzystywano źródła metalohalogenkowe (popularne oprawy typu
high-bay) lub luminescencyjne. Wprowadzenie źródeł
LED rozpoczęło poważną rewolucję. Nie chodzi tu jedynie
o generowanie światła poprzez złącze półprzewodnikowe,
a nie tak jak dotychczas w drodze wyładowania łuku elektrycznego, ale również o szereg innych zjawisk nie znanych
dotąd w tym segmencie. Wraz z rozwojem technologii LED
pojawiły się nowe możliwości dotyczące redukowania mocy
czynnej opraw, sterowania ich pracą, doboru i integrowania
z czujnikami czy nawet późniejszego zarządzania, monitorowania i konserwacji instalacji oświetleniowych. Wymaga
to zmiany sposobu myślenia o projektowaniu i obsłudze
oświetlenia – dostosowania się do nowych funkcjonalności
i sposobu działania. W poniższym opracowaniu przedstawię
na przykładzie zakładu produkcyjnego w Mikołowie, w jaki
sposób wykorzystując nowoczesne produkty oświetleniowe
takie jak oprawy LED i systemy sterowania można znacząco
zwiększyć efektywność energetyczną. Omawiany zakład
zajmuje się produkcją w obszarze hydrauliki siłowej. W 2013
roku przeprowadzono modernizację oświetlenia zewnętrznego oraz budowę oświetlenia wewnętrznego w dwóch nowych
halach produkcyjno-magazynowych. Głównym celem przyświecającym inwestorowi było ograniczenie zużycia energii
oraz możliwość monitorowania i zmiany parametrów oświetlenia w zależności od potrzeb.
Rozważania na temat efektywności ekonomicznej należy
rozpocząć od przeprowadzenia szczegółowych i dokładnych
obliczeń fotometrycznych. Renomowani producenci – tacy
jak Schreder – posiadają w swojej ofercie szeroki wybór opraw do zastosowań profesjonalnych, iluminacji,
oświetlania przestrzeni zewnętrznych i przemysłowych.
Profesjonalny i doświadczony zespół na podstawie obliczeń jest w stanie dobrać optymalny typ oprawy, jej moc
oraz sposób dystrybucji strumienia świetlnego, czyli krzywą fotometryczną. Jest to niesłychanie istotne, gdyż – jak
pokazuje doświadczenie – już odpowiedni dobór opraw
(w szczególności rozsyłu strumienia świetlnego) może skutkować znaczącymi oszczędnościami energii elektrycznej.
Warto również zaznaczyć, że nowoczesne oprawy oświetleniowe LED są wyposażone w zasilacze programowalne
umożliwiające precyzyjne wysterowanie prądu zasilającego
panel LED tak, aby uniknąć przewymiarowania instalacji
oświetleniowej. Poza tym, zasilacze takie wyposażone są
w szereg funkcjonalności umożliwiających oszczędzanie
energii elektrycznej takich jak utrzymanie stałego strumienia świetlnego w czasie (niwelując spadek strumienia
świetlnego wywołany starzeniem się źródła światła) czy
wielostopniowa redukcja mocy. Niestety, jeśli w przyszłości
zachodzi potrzeba dokonania zmian tych parametrów to
konieczne jest podpięcie programatora do każdej z opraw
osobno, co w przypadku funkcjonującej hali produkcyjnej,
gdzie oprawy zamontowane są na wysokości 7,5-9 m jest
problematyczne. Stąd też chociażby uzasadnionym jest zastosowanie systemu sterowania, który za pośrednictwem
komputera umożliwia zmianę parametrów działania opraw
w dowolnym momencie.
Podział HALI 1 na strefy – (1) strefa QJ; (2) magazyn; (3) spawalnia; (4) dział
elektryczny.
HALA 2 SERWIS – planowane rozmieszczenie opraw z naniesionymi izoluksami.
Nowoczesne technologie
W wyniku przeprowadzonych obliczeń fotometrycznych
projektant dobrał oprawy PERCEPTO LED 105W. Są to oprawy dedykowane do oświetlania przestrzeni przemysłowych
z możliwością zarówno wbudowania jak i nabudowania na
suficie. W tym miejscu należy wspomnieć dlaczego każdorazowe obliczenia fotometryczne są tak istotne. W praktyce
spotykamy często inwestorów, którzy oczekują odpowiedzi na pytanie jaką oprawą LED można zastąpić np. 100W
oprawę sodową. Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na
to pytanie bez wykonania obliczeń uwzględniających konkretne, indywidualne parametry oświetlanej przestrzeni.
Co więcej modernizując oświetlenie nie powinno się z góry
zakładać wymiany opraw jeden do jednego. W omawianym
przykładzie – mimo, że na wcześniejszych obiektach inwestor
stosował oprawy o niższej mocy czynnej (70W MH) to obliczenia wykazały, że stosując oprawy LED 105W można uzyskać
wyższe parametry fotometryczne przy jednoczesnym ograniczeniu ilości opraw o ponad połowę! Poza tym kompleksowa
modernizacja oświetlenia, tak jak w tym przypadku powinna
być przeprowadzana starannie i całościowo, gdyż nowoczesne oprawy LED jako odbiorniki energii elektrycznej mają
zupełnie inną charakterystykę niż stosowane do tej pory
lampy wyładowcze. Już podczas projektowania zasilania
instalacji oświetleniowych należy zwrócić uwagę chociażby na odpowiednie zabezpieczenie przed przeciążeniami.
Oprawy wiodących producentów posiadają indywidualne
zabezpieczenie przeciwprzepięciowe gwarantujące, że niepożądany wzrost napięcia w sieci nie spowoduje uszkodzenia
urządzeń elektronicznych znajdujących się wewnątrz oprawy
– sterowników lokalnych, zasilaczy, czujników, paneli LED.
W zależności od typu oprawy może to być zabezpieczenie
wielokrotnego użytku (moduł przeciwprzepięciowy) lub jednorazowe – najczęściej warystor. Standardem w produktach
wysokiej jakości jest stosowanie zabezpieczeń 10kV.
63
instalacji oświetleniowej w system inteligentnego bezprzewodowego sterowania Owlet. Jest on odpowiedzialny m.in.
za ciągłą kontrolę i monitorowanie parametrów pracy systemu, zróżnicowane poziomy zarządzania, zapewnienie
odpowiedniego oświetlenia w zależności od aktualnych potrzeb oraz uzyskiwanie oszczędności w czasie, gdy dana
strefa nie jest wykorzystywana. Inwestor skłonił się ku temu
rozwiązaniu również z uwagi na fakt, że jest ono bardzo proste w implementacji. Zamówione oprawy są już fabrycznie
wyposażone w odpowiednie układy sterowania, a jedynym
dodatkowym urządzeniem jakie trzeba zamontować jest
sterownik centralny montowany w rozdzielnicy elektrycznej.
W razie przebudowy można go jednak dowolnie przenosić,
gdyż w żaden sposób nie jest zależny od topologii sieci zasilającej oprawy.
Schemat architektury systemu sterowania OWLET na przykładzie oświetlenia
ulicznego.
Dzięki funkcjonalnościom systemu inwestor jest w stanie na
bieżąco monitorować parametry pracy instalacji, generować
raporty zużycia energii oraz dostosowywać scenariusze
pracy opraw do aktualnego zapotrzebowania. Oprawy zostały podzielone na grupy, które załączają się zgodnie
z harmonogramem pracy fabryki. W razie nadgodzin lub
prac serwisowych prowadzonych o innych porach oświetlenie
może zostać załączone ręcznie za pomocą przełącznika lub
zdalnie za pomocą dowolnego urządzenia wyposażonego
w przeglądarkę internetową i dostęp do sieci.
Oprawa PERCEPTO z modułem czujnika ruchu.
Z uwagi na konieczność dynamicznego reagowania na
zmiany zachodzące w procesie produkcji i wykorzystaniu
przestrzeni wewnątrz hali podjęto decyzję o wyposażeniu
Wykres zużycia energii generowany przez system sterowania dla całej instalacji.
64
Efektywność energetyczna w przemyśle
Odpowiednia analiza raportów zużycia energii pozwala
na bieżące dostosowywanie poziomów oświetlenia, a tym
samym redukcję zużycia energii elektrycznej. Jak widać na
wykresach zużycia energii, w godzinach mniejszego wykorzystania (od godziny 16), aż do końca pracy możliwe jest
zredukowanie zużycia energii nawet o 75% przy jednoczesnej gwarancji natychmiastowego powrotu do parametrów
znamionowych w razie konieczności.
Oświetlenie przemysłowe to jednak nie tylko hale i fabryki.
To również oświetlenie terenów zewnętrznych przyległych
do zakładu, które bezpośrednio przekłada się na komfort
i bezpieczeństwo pracowników. W latach 2013-2015 w oparciu
o produkty firmy Schreder przeprowadzono kompleksową
przebudowę oświetlenia terenu Elektrociepłowni Żerań.
Zarówno trudne warunki pracy jak i najwyższe wymogi bezpieczeństwa i niezawodności zaowocowały wyborem opraw
z grupy Teceo oraz systemu sterowania OWLET. Podobnie jak
w pierwszym z omawianych przykładów tak i tutaj modernizacja przyniosła znaczne oszczędności w zużyciu energii
elektrycznej. Co więcej, zastosowanie systemu sterowania
znacznie ułatwiło pracę służb odpowiedzialnych za oświetlenie oraz spowodowało, że obszary wyłączone z ruchu nie
muszą już być oświetlane przez całą dobę, tak jak miało to
miejsce dotychczas. W przypadku Elektrociepłowni Żerań
inwestor wykorzystuje również funkcjonalność zegara
astronomicznego, dzięki któremu oprawy załączają się i wyłączają odpowiednio przed zachodem i po wschodzie słońca.
Nowa hala produkcyjno-magazynowa.
Parametry opóźnień i poprawki mogą być oczywiście na bieżąco wprowadzane i korygowane poprzez stronę internetową
stanowiącą interfejs użytkownika.
Podobnie do tematu oszczędzania energii elektrycznej wydatkowanej na potrzeby oświetlenia terenu podeszły Filtry
Warszawskie. Przeprowadzając w 2015 roku całościową
modernizację oświetlenia inwestor postanowił wymienić
wszystkie oprawy sodowe na nowoczesne oprawy LED. W celu
generowania dalszych oszczędności postanowiono zastosować uproszczoną wersję systemu sterowania. W oprawach
zamontowano specjalne sterowniki LuCo AD, których zadaniem jest sterowanie oprawą zgodnie z zaprogramowanym
algorytmem – w tym przypadku wielostopniową redukcją
mocy w zależności od pory nocy. W razie konieczności
wprowadzenia poprawek całość instalacji może być w szybki
sposób przeprogramowana bezprzewodowo.
Podsumowując, choć zwiększenie efektywności elektrycznej
zakładu przemysłowego może być procesem skomplikowanym i kosztownym to świadome wykorzystanie produktów
obecnie dostępnych na rynku, szczególnie tych sprawdzonych
oraz kooperacja z doświadczonymi partnerami może skutkować znacznym ograniczeniem zużycia energii na potrzeby
nie związane bezpośrednio z działalnością zakładu – głównie
oświetlenia, zarówno terenów zewnętrznych jak i hal, biur
czy magazynów.
www.kape.gov.pl
www.green-foods.eu

Podobne dokumenty