提高能效比节能更重要

卓越能源论坛指出了流程工业节能的途径

作者:Anke Geipel-Kern 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:16 发布时间:2017-10-27
当然,最好的节能效果是您不消耗能源,但这是做不到的。对于流程工业来讲,最重要的是尽可能多地从所使用的能源中获取有价值的数据。
提高能效比节能更重要

对德国工业来讲,能源转型已经不再令人激动。虽然能源生产和能源密集型企业都因核能的逐步淘汰和可再生能源的发展缓慢而咬紧牙关坚持,但是越来越多的能源管理系统和ISO认证告诉我们,能源政策的压力结出了硕果,企业负责人关注着能源利用效率。但这并不意味着万事大吉,因为能源需求上升的速度比原来更快。这正是2017年5月卓越能源论坛重点讨论的问题。

技术探讨

本次论坛讨论了许多技术问题,例如节约压缩空气和制冷技术领域的问题,同时也讨论了许多新的法律法规,例如近期被热议的仪表操作法。Becker Büttner咨询公司的高级项目经理Markus Regler批评说道:“这项法律牵扯到的不仅仅是能源供应企业而且也涉及到一些自发电的工业企业和化工企业,这将把所有大型化工生产基地一网打尽。”这一法规背后隐藏着些什么呢?仪表操作法MsbG是2016年生效的数字化能源转型法DGEW中的核心。Regler先生介绍说道:“数字化能源转型法要求仪器仪表的生产企业推出智能化检测系统和现代化的测量装置。”其目的是使能源消耗更加透明,为智能电网铺平道路。对于工业企业和电力能源消费者来讲,无疑将要承担电力供应商设备扩建带来的成本费用。对化工企业来讲,数字化能源转型法意味着什么呢?VCI化工协会化工园区专业委员会就这一法律草案发表了自己的意见:“利用智能电表和网关建立分散式数据通信业务要求化学工业园区的IT系统作出重大和根本性的改变;也附带要求更换受监管的介质现有的检测基础设施,也是一件非常复杂的事情。”对于协会成员来讲,VCI协会估计建造复式数据采集系统的成本大约在上千万欧元。

政府补贴

投资能源效率领域的企业可以从德国联邦政府获得一笔可观的资金补贴。但许多企业并不知道这些补贴的存在,或担心申请这些补贴时产生额外的费用,因此很少有人用到这笔资金。Deneff(德国企业能源效率倡议)的专家Claire Range女士强调说:“即便是能源密集型企业也有明显的节能潜力可以挖掘。”例如废热,在许多流程工业企业中废热都是一种没有用的垃圾产品,常被直接排放到环境大气中。而在废热利用中恰恰有许多集成化的解决方案,例如利用流程工艺余热为办公楼采暖,以及从钢铁厂的高炉中可以获得更多的余热,在基础化工、造纸和水泥生产厂中也能获得大量的余热。Range女士认为,总的节能潜力可以达到226TWh ,目前实际节约的只是其中的很小一部分。

Range女士认为,在能源效率项目中只想着节约能源是一种目光短浅的行为。能效项目带来的附加值远远超出了节约的电力。瑞士SCCER促进项目框架内的“工业过程效率”(SCCER-EIP)中,Luzern技术大学的项目就是一个最好的实例。瑞士食品生产厂通过更换热水锅炉,不仅降低了能源成本,而且获得了更好的温度控制能力,减少了停机时间,需要的员工也更少了。

纵观全局

但此类孤立且单一的节能措施只有与能源管理系统结合起来才能发挥更大的效益。巴斯夫公司多年来成功的实践已经证明了这一点。“巴斯夫公司位于路德维希港的化工生产基地已经于2014年通过了ISO 50001认证。”巴斯夫能源管理经理Gunther Windecker博士介绍说。这家化工巨头计划到2020年时使其位于全球的生产基地都通过ISO 50001认证,以便实现企业自身制定的非常严格的节能目标。现在,这家集团公司正在引进能够将生产、基础设施和生产基地等数据汇总到一起的能源管理系统平台。Windecker先生以基础设施为例解释说:“综合性是路德维希港这一生产基地最大的强项,同时也是最大的挑战。这里的综合性不仅是指化工产品的综合性而且也指能源利用的综合性。当大型用电设备进入公共电网时,需要准确的时间数据,例如公共电网馈电和用电的准确时间。所有的用电情况都是相互关联的,而且必须保证公共电网的稳定性。在路德维希港,巴斯夫公司利用天然气-蒸汽涡轮机发电站来保证公共电网的稳定性。市场中没有“即插即用”的解决方案,只能对现有的系统进行优化改进。”

从数据中获得更高的附加值

Lukas Dökel先生也在从事提高企业能效的工作。Wago公司主张集中统一的能源管理。因此,它们开发了一款能够在众多不同工业领域中使用的能源数据管理系统,能够让工业企业通过几个步骤实现生产过程中的节能目标。

Wago公司的Lukas Dökel先生在介绍面向未来的能源管理系统

第一步是采集能源数据。采集数据时,Wago公司的系统能够自动地区别不同的信号,识别所连接的输入输出模块。采集汇总后的信号可以通过多个通道传输出去。Wago系统的信号处理功能可以提供更多的附加价值,它能够将信号处理成可以供能源管理或者生产控制管理等不同领域所需的数据。

智能化的传感器和数字化的检测仪表能够生成许多数据。Emerson过程管理公司负责能源管理的Marcus Müllenberg先生认为真正的挑战是如何利用这些检测值和传感器的数据。仅仅是简单地把得到的数据和信息发送给执行器让它们执行?他强调说:“需要利用数据实时观察能源效率的变化情况,必要时立即采取相应措施,即把能源数据转换成流程工艺过程中的有用信息。”为此目标,Emerson公司开发了一款基于Web网络的分析平台,在这一平台上用户可以通过智能手机应用软件和操作指令,分析仪器设备的能源利用效率、可靠性和可用性。

展望未来

流程设备运营商可以利用数字化技术开始下一步的节能工作。“通过数字化技术可以把任意的流程工艺数据转换成标准数据并进行评判分析。”Stefan Authier博士解释说。这些数据是可以任意组合的,流程工艺过程可以通过智能化(自主学习)的算法语言进行控制,从而提供了利用其他数据源数据的可能性,例如利用外部物流、合作伙伴、供应商、天气数据、交通数据和市场数据的可能性。

但在项目开始之前还有许多说服工作要做。而这也恰恰是Authier先生在他的报告中提出的要求。

Authier先生在Gendorf化学工业园中负责能源管理和过程管理的工作,他在工作期间完成了许多提高能源利用效率的项目。他解释说道:“传统意义上的节能项目越来越少。”为了使能源利用效率成为流程工业企业效率项目投资中的一个组成部分,专业技术咨询公司和流程工业运营商就要跨越一定的界限,例如像排污、净化、内部物流、生产计划、维护保养或者控制和管理等部门需要突破纯生产性的工作部门的界限,从全局考虑问题。
Authier先生还认为能源管理4.0中还有许多重要的要素,例如像与流程工艺过程有着密切关系的微反应技术或者在流程设备规划设计时就纳入的“前端效能设计”等新技术。

目前,市场上已经有很多此类的设想,Authier先生也开始了此类试验项目,以便开拓新的应用领域。流程工业企业的能源管理工作远远没有走到尽头,许多问题都要在2018年的卓越能源管理论坛中再次讨论。

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