Nowe technologie na rzecz efektywności energetycznej

Efektywność energetyczna jest jednym z najważniejszych zagadnień w każdej gałęzi przemysłu i ma ogromne znaczenie zarówno w aspekcie ekonomicznym, jak i ekologicznym. Jest też szczególnie istotna w obecnej sytuacji, gdzie mierzymy się nie tylko ze wzrostem cen prądu, ale także niestabilną sytuacją geopolityczną. Nie można również pominąć aspektów związanych ze zrównoważonym rozwojem, które firmy coraz częściej wpisują w swoje strategie biznesowe. Wiele więc czynników skłania przedsiębiorstwa do sięgania po nowe technologie i rozwiązania, które na te wyzwania odpowiadają.

Podobnie jak wszystkie branże, również przemysł mierzy się ze skutkami wzrostu cen za energię elektryczną. Dla tej części gospodarki, która według GUS zużywa ok. 50 TWh energii elektrycznej, co stanowi prawie 1/3 całkowitej zużywanej jej ilości w Polsce, jest to szczególnie istotny problem. Dodatkowo, przemysł w znacznym stopniu polega także na gazie, co w obliczu wojny w Ukrainie tworzy dodatkowe wyzwania związane z zapewnieniem stabilności dostaw i uniezależnieniem się od innych krajów.

Rosnące znaczenie OZE

Szybkie tempo wdrażania zaawansowanych technologii cyfrowych sprawia, że cały cykl zużycia energii – od wytwarzania do przesyłu, a następnie do dystrybucji, jest coraz bardziej złożony. Jednocześnie coraz więcej przedsiębiorstw użyteczności publicznej integruje odnawialne źródła energii z tradycyjnymi, takimi jak węgiel, energia jądrowa i gaz ziemny, aby spełnić wymogi zrównoważonego rozwoju.

Również firmy zastępują paliwa na te o mniejszej emisji dwutlenku węgla, np. gaz ziemny i wodór, a także wykorzystują energię odnawialną z wiatru, słońca, elektrowni wodnych i geotermalnych oraz ekologiczne źródła paliw. Te konwersje będą wymagały dużych inwestycji i wielu lat, ale są niezbędnymi krokami, aby naprawdę wywrzeć znaczący wpływ na redukcję emisji.

Stabilna i niezawodna sieć

Mówiąc o efektywności energetycznej, warto zacząć już od samych operatorów, którzy zarządzają wieloma elektrowniami i zasobami energetycznymi w jednym miejscu. W tym obszarze kluczowe jest zoptymalizowanie wydajności, utrzymanie stałego działania i zapewnienie stabilności.

Dzięki współpracy z głównymi dostawcami energii na całym świecie, udało nam się stworzyć innowacyjną platformę, która pozwala łączyć wiele odnawialnych źródeł energii w jedno centrum. Umożliwia to scentralizowanie operacji z rozproszonych geograficznie źródeł. Takie rozwiązania przyspieszają trend w kierunku zintegrowanych i zdalnych centrów operacyjnych, które mogą zastąpić model osobnego zarządzania poszczególnymi zakładami. Zarządzanie odbywa się w czasie rzeczywistym, opiera się o prognozy dostępności wśród rozproszonych zasobów energetycznych (DER) oraz ekonomiczną optymalizację wytwarzania energii, aby bezpiecznie i inteligentnie zapewniać niezawodne zasilanie sieci. Zapewnia to większą wydajność, szczególnie w dużych regionach geograficznych.

Wśród nowych technologii wykorzystywanych przez elektrownie, warto wymienić również zastosowanie digital twins – cyfrowych bliźniaków, które umożliwiają identyfikację i wdrażanie nowych wydajności operacyjnych, poprawę bezpieczeństwa, a także zmniejszenie liczby nieplanowanych prac konserwacyjnych.

Wszystko w oparciu o dane

Na poziomie zakładów przemysłowych do osiągnięcia efektywności energetycznej podstawowym i kluczowym krokiem jest wiedza o tym, w jaki sposób energia jest zużywana. Wydaje się, że to oczywisty wniosek, ale wciąż wiele firm korzysta wyłącznie z podstawowych informacjach (np. rachunkach za prąd) i opiera się na swoich stałych, wieloletnich rozwiązaniach. Nie wykorzystuje więc pełni możliwości, które dają inteligentne systemy zarządzania energią. Wiedza o tym, zarówno gdzie i jak zużywana jest energia, a także to, ile dokładnie i w jakim czasie jej potrzeba – pozwala podejmować działania tam, gdzie mają szansę przynieść najbardziej opłacalne korzyści. Od weryfikacji, jakie procesy mogą zostać przeorganizowane, żeby poprawić wydajność, przez eliminację przestojów, wymianę urządzeń, które są wyeksploatowane lub mają niską sprawność, aż po wykorzystywanie traconej energii – to właśnie dokładna analiza i dane dają pełny obraz sytuacji energetycznej przedsiębiorstw i pozwalają wprowadzić efektywne rozwiązania.

W pierwszej kolejności – zapobieganie

W obszarze cyfrowej transformacji zakładów przemysłowych ważnym aspektem jest analiza predykcyjna, która pozwala optymalizować procesy i zwiększać ich wydajność na wielu poziomach. To istotny temat także w kontekście efektywności energetycznej. Dzięki wykorzystaniu specjalistycznych czujników i oprogramowania, w ramach filozofii IIoT, możliwe jest np. identyfikowanie wycieków, przestojów, zapobieganie awariom i inteligentne wykorzystywanie zasobów. Sprawniejsze procesy produkcyjne to nie tylko bezpośrednie korzyści finansowe wynikające ze zwiększenia wydajności, ale także oszczędność energii – szybkie wykrycie przecieku/awarii i ich naprawa, sprawiają, że straty energetyczne są minimalizowane.

Oczywiście, kolejnym z ważnych elementów budowania efektywności energetycznej jest także wymiana sprzętu, szczególnie tam, gdzie może przynieść największe korzyści np. wymiana silników na energooszczędne z magnesami trwałymi i napędami o zmiennej prędkości. Inteligentne systemy, które umożliwiają analizę w czasie rzeczywistym, pomagają zidentyfikować te obszary, w których zmiany mogą mieć największy wpływ na wyniki. Co więcej, odpowiednie zadbanie o efektywność energetyczną pozwala także zapewniać dłuższą żywotność urządzeń i systemów.

Wciąż wiele firm nie decyduje się na wdrażanie nowoczesnych rozwiązań ze względu na początkowe koszty. Jednak automatyzacja i wykorzystanie nowych technologii powinny być rozważane także w kontekście oszczędności, które mogą zapewnić – często już nawet w krótkiej perspektywie czasowej. Co więcej, wymogi w zakresie zrównoważonego rozwoju, a także po prostu cele związane z ESG, do których firmy coraz częściej się zobowiązują, nie będą możliwe do osiągnięcia bez podejmowania kroków w kierunku efektywności energetycznej.

Tomasz Kosik – dyrektor generalny w Emerson Automation Solutions, odpowiedzialny za region Polski, Ukrainy i krajów bałtyckich.