News Việc chuyển đổi năng lượng chỉ có thể đạt được bằng cách cải thiện hiệu quả
Hơn 75 tỷ đô la Mỹ. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đây là số tiền được đầu tư hàng năm vào hiệu quả năng lượng chỉ riêng ở châu Âu. Điều này không hoàn toàn vị tha. “Đây là câu hỏi liên quan đến cách thức cung cấp lưới điện của chúng tôi hoạt động trong tương lai” ,Alexander Sauer, Viện trưởng Viện Hiệu quả Năng lượng trong Sản xuất tại Đại học Stuttgart cho biết. Việc chuyển đổi từ các nguồn tài nguyên hữu hạn như dầu mỏ và than đá sang năng lượng tái tạo, thường được sử dụng dưới dạng điện, đang tạo ra vô số người tiêu dùng mới trên lưới cung ứng. Để duy trì sự ổn định của lưới điện, ngày nay người tiêu dùng phải giảm mức tiêu thụ.
Công nghệ mở rộng ngành với tiềm năng tiết kiệm
Điều này có nghĩa là hiệu quả năng lượng là rất cần thiết và điều này đặc biệt đúng đối với ngành công nghiệp. Ở Thụy Sĩ, ngành công nghiệp tiêu thụ khoảng 112 terawatt giờ năng lượng mỗi năm. Điều này có nghĩa là hơn một phần ba tổng mức tiêu thụ hàng năm là do khu vực thứ cấp - nhiều hơn tất cả các hộ gia đình Thụy Sĩ cộng lại. Ở Đức, ngành công nghiệp tiêu thụ 740 terawatt giờ và ở Hoa Kỳ, nhiều như 7708 terawatt giờ. Bất kỳ quốc gia nào nghiêm túc về việc chuyển đổi năng lượng đều được khuyên nên giải quyết vấn đề này. Nhưng làm thế nào một công ty có thể giải quyết nhiệm vụ tăng hiệu quả?
Một điều cần được nhấn mạnh ngay từ đầu: Với các phương pháp khả thi, không có phương án nào phù hợp cho tất cả. Theo nguyên tắc thông thường, các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng như thép, hóa chất hoặc sản xuất giấy, có thể tạo ra tác động lớn nhất bằng cách tối ưu hóa các quy trình sản xuất riêng lẻ và, ví dụ, tập trung vào các quy trình nhiệt hiệu quả hơn. Trong lĩnh vực xây dựng nhẹ, sản xuất phụ gia phi tập trung dựa trên in 3D là một cách tiếp cận để tiết kiệm khí thải vận chuyển và vật liệu.
Tuy nhiên, IEA ước tính rằng khoảng ba phần tư tiết kiệm năng lượng phải đạt được để thực hiện quá trình chuyển đổi năng lượng sẽ liên quan đến các ngành công nghiệp không sử dụng nhiều năng lượng và hoạt động thường xoay quanh các quy trình lắp ráp. Nói cách khác, các ngành công nghiệp này phải đạt được mức tiết kiệm lớn nhất cho đến nay. Như Alexander Sauer giải thích, các công nghệ cắt ngang như công nghệ cung ứng và xây dựng, chứ không phải công nghệ xử lý, mang lại tiềm năng tiết kiệm lớn nhất trong lĩnh vực này. Để khai thác tiềm năng này, một điều đặc biệt quan trọng: tính minh bạch. Ông nói “điều này nghe có vẻ tầm thường,” “nhưng các công ty thường ngạc nhiên bởi có bao nhiêu dòng năng lượng trong các nhà máy của họ mà họ không biết”. Nhưng kiến thức này là rất quan trọng để xác định các biện pháp và đạt được cải tiến.
Sử dụng hiệu quả các luồng năng lượng trong phòng sản xuất, do đó bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí
Phối hợp là chìa khóa
Dựa trên ví dụ của một công ty công nghiệp Đức, Alexander Sauer giải thích những biện pháp như vậy có thể trông như thế nào. Một hệ thống quang điện cung cấp năng lượng. Để đảm bảo điện này được sử dụng hiệu quả, công ty sử dụng hệ thống quản lý năng lượng thông minh. “Kết quả là, các quá trình có xu hướng sử dụng nhiều năng lượng được lên kế hoạch thực hiện khi công cụ dự báo dự đoán bức xạ mặt trời cao và do đó sản lượng điện cao”. Để sử dụng thặng dư sản xuất điện, công ty sản xuất khí trơ cần thiết cho các quy trình cốt lõi của mình. Các khí trơ như helium, argon hoặc CO2 thay thế không khí và đảm bảo, ví dụ, thực phẩm được đóng gói sẽ giảm đi nhanh chóng hoặc kim loại không bị oxy hóa trong quá trình gia công. Do đó, điện dư thừa được chuyển đổi và có thể được lưu trữ dễ dàng hơn. Vào mùa đông, một nhà máy đồng phát khí sinh học cung cấp nhiệt và bổ sung điện. Lĩnh vực sậy, nơi cung cấp nguyên liệu thô để bù đắp khí sinh học, được đặt ngay bên cạnh cơ sở của công ty.
Phối hợp là chìa khóa để tăng hiệu quả - phối hợp sản xuất và tiêu thụ, mà còn của các quá trình hoạt động với nhau. “Ví dụ, điều này có thể có nghĩa là hệ thống quản lý năng lượng thông minh đồng bộ hóa một quy trình tạo ra nhiệt thải với một quy trình khác có thể sử dụng nhiệt này,- như là, bằng cách sử dụng một bộ trao đổi nhiệt để đun nóng nước để tắm,” ông Alexander Sauer giải thích. “Theo cách này, nhiệt thải không phải thoát ra ngoài khí quyển đồng thời một quá trình khác phải được đốt nóng thông thường bằng cách sử dụng năng lượng bổ sung.”
Alexander Sauer cũng nhìn thấy tiềm năng tiết kiệm năng lượng lớn trong việc sản xuất khí nén, được sử dụng trong công nghiệp trong các xưởng sơn, để nâng thiết bị, phun cát, làm sạch, làm mát và sưởi ấm, chỉ một vài ứng dụng. Các thế hệ của khí nén đòi hỏi rất nhiều năng lượng. Hơn 90 phần trăm năng lượng tiêu thụ được chuyển thành nhiệt. Ít hơn 10 phần trăm cuối cùng có sẵn ở dạng khí nén. Và trong số này, khoảng 30 phần trăm bị mất do rò rỉ. Nếu một công ty kết hợp máy nén tạo ra khí nén với nhà máy đồng phát, do đó sử dụng nhiệt thải và cũng loại bỏ rò rỉ không khí, nó có thể đạt được những cải tiến hiệu quả đáng kể. Và điều này không được đánh giá thấp từ góc độ của toàn xã hội: EnergieSchweiz tính toán rằng khoảng hai phần trăm mức tiêu thụ năng lượng của Thụy Sĩ là do các ứng dụng khí nén.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, Alexander Sauer tin rằng có thể đạt được rất nhiều thứ chỉ bằng cách áp dụng lẽ thường: “Mặc dù hệ thống chiếu sáng tự động có thể liên kết với hệ thống quản lý năng lượng thông minh đã có sẵn, một công ty không nhất thiết cần các điều khiển phức tạp để tắt đèn, tắt máy và đóng cửa.”
Nhà máy thông minh được trang bị hệ thống quang điện và sản xuất một phần lớn các yêu cầu năng lượng của nó một cách tự động