Fabryka jako źródło energii. Jak zamienić ciepło odpadowe w wartość dla biznesu?
Firmy szukające sposobów na ograniczenie kosztów energii często zaczynają od pytania o jej cenę, nowe źródła lub własną produkcję. Tymczasem część odpowiedzi może już znajdować się wewnątrz zakładu.
Ciepło powstające w procesach produkcyjnych często pozostaje niewykorzystane. To energia, za którą przedsiębiorstwo już zapłaciło. Kluczowe pytanie brzmi więc nie tylko: ile energii możemy odzyskać, ale gdzie odzyskana megawatogodzina stworzy największą wartość?
Najpierw wykorzystaj energię, którą już masz.
Przez lata rozmowa o kosztach energii w przemyśle koncentrowała się przede wszystkim na tym, skąd ją kupić i po jakiej cenie. Później coraz większą rolę zaczęły odgrywać własne źródła: fotowoltaika, kogeneracja czy inne rozwiązania ograniczające zależność od rynku.
Dziś do tego rachunku dochodzi kolejne pytanie: co dzieje się z energią, która już przepływa przez zakład?
W wielu procesach przemysłowych część dostarczonej energii ostatecznie zamienia się w ciepło. Powstaje ono m.in. podczas chłodzenia produktów i urządzeń, pracy sprężarek, w spalinach czy innych procesach technologicznych. Jeśli nie znajduje dalszego zastosowania, jego potencjał pozostaje niewykorzystany.
Nie oznacza to jednak, że każdy technicznie dostępny strumień ciepła powinien być odzyskiwany. O wartości projektu decyduje dopasowanie źródła do odbioru: temperatura, moc, liczba godzin pracy, jednoczesność podaży i zapotrzebowania, odległość oraz koszt integracji z istniejącą infrastrukturą. Dopiero zestawienie tych parametrów pozwala ocenić rzeczywisty business case.
– Techniczny potencjał odzysku ciepła nie jest jeszcze business case’em. Kluczowe jest dopasowanie źródła do odbioru: temperatury, mocy, profilu pracy i lokalizacji. Dopiero wtedy możemy określić, gdzie odzyskana energia stworzy największą wartość i dobrać technologię. Czasem będzie to bezpośredni odzysk, czasem pompa ciepła lub magazyn, a czasem wykorzystanie energii poza zakładem – mówi Bartłomiej Asztemborski, B2B menedżer w E.ON Energy Infrastructure Solutions Polska.
Gdzie odzyskana MWh tworzy największą wartość?
Jeżeli parametry ciepła są odpowiednie, może ono zostać wykorzystane bezpośrednio w innym procesie lub części zakładu. Jeśli jego temperatura jest zbyt niska, rozwiązaniem może być przemysłowa pompa ciepła. Gdy moment powstawania nadwyżki nie pokrywa się z zapotrzebowaniem, elementem systemu może stać się magazynowanie energii.
Celem nie jest więc odzyskanie maksymalnej liczby megawatogodzin za wszelką cenę, ale znalezienie konfiguracji, która przynosi najlepszy efekt biznesowy: ogranicza zakup energii z zewnątrz, zmniejsza ekspozycję na zmienność jej kosztów lub pozwala wykorzystać nadwyżkę tam, gdzie ma ona większą wartość.
E.ON Energy Infrastructure Solutions realizuje w polskim i europejskim przemyśle projekty obejmujące m.in. odzysk energii, ORC, pompy ciepła, wytwórstwo energii z agregatów kogeneracyjnych, kotłowni oraz fotowoltaikę i magazynowanie energii. Punktem wyjścia nie jest jednak konkretna technologia, lecz analiza całego systemu energetycznego klienta.
Energia, także poza fabryką.
Potencjał ciepła odpadowego nie kończy się na granicy zakładu. Jeśli przedsiębiorstwo nie ma możliwości wykorzystania całej dostępnej energii na własne potrzeby, jej nadwyżka może stać się wartościowym zasobem dla odbiorców w otoczeniu fabryki.
Dobrym przykładem jest huta ArcelorMittal Poland w Dąbrowie Górniczej, gdzie E.ON Energy Infrastructure Solutions zrealizował system odzysku ciepła ze spalin. Odzyskana energia jest ponownie wykorzystywana w procesie technologicznym, a instalacja pozwala odzyskać około 117 GWh energii rocznie.
Kolejnym krokiem może być wykorzystanie energii poza zakładem, w którym powstaje. W niemieckim Duisburgu ciepło odpadowe z produkcji stali jest wykorzystywane do dostarczania energii cieplnej potrzebnej w procesach produkcyjnych browaru König. E.ON zbudował i obsługuje infrastrukturę łączącą oba zakłady. Energia niewykorzystana w jednym procesie staje się dzięki temu zasobem dla innego.
Tę samą logikę można zastosować szerzej. Stabilna nadwyżka ciepła może, jeśli pozwalają na to warunki techniczne i ekonomiczne, znaleźć odbiorcę w sąsiednim przedsiębiorstwie, obiekcie komercyjnym lub lokalnym systemie ciepłowniczym.
Fabryka przestaje być wtedy wyłącznie odbiorcą energii. Może stać się również jej lokalnym źródłem.
Jeszcze dalej tę ideę rozwijają niskotemperaturowe sieci E.ON ectogrid™ (taki system jest rozwijany między innymi w Szczecinie na wyspie Łasztownia). Umożliwiają wykorzystanie lokalnie dostępnej energii i wymianę jej nadwyżek pomiędzy uczestnikami systemu. Pompy ciepła, magazynowanie oraz cyfrowe sterowanie pozwalają bilansować lokalne zapotrzebowanie na ciepło i chłód. W tym miejscu spotykają się dwa obszary kompetencji E.ON Energy Infrastructure Solutions: energetyka przemysłowa i lokalna infrastruktura energetyczna.
Nie technologia. System.
Największym błędem jest rozpoczynanie projektu od wyboru urządzenia. Dwa zakłady dysponujące podobną ilością ciepła odpadowego mogą mieć zupełnie inny business case ze względu na temperaturę, profil pracy, lokalizację odbioru czy istniejącą infrastrukturę.
Dlatego właściwa kolejność jest odwrotna: najpierw potrzeba, potencjał i ekonomika, dopiero potem technologia.
W jednym przypadku najlepszym rozwiązaniem będzie bezpośredni odzysk ciepła, w innym przemysłowa pompa ciepła lub magazyn. W określonych warunkach dostępne ciepło może zostać wykorzystane również do produkcji energii elektrycznej, np. w instalacji ORC.
Z perspektywy zarządczej oznacza to przejście od optymalizacji pojedynczego urządzenia do spojrzenia na cały system: produkcję i zużycie ciepła, chłodu i energii elektrycznej, ich zmienność w czasie, koszt energii zewnętrznej, możliwości magazynowania oraz potencjalnych odbiorców nadwyżek.
Dopiero wtedy można ocenić wpływ projektu na koszty operacyjne, ekspozycję na rynek energii i długoterminową konkurencyjność zakładu.
Energia jako usługa zamiast kolejnego CAPEX-u.
Dobry business case nie zawsze oznacza automatyczną decyzję inwestycyjną. Projekty energetyczne konkurują o kapitał z nowymi liniami produkcyjnymi, automatyzacją czy zwiększaniem mocy: inwestycjami bezpośrednio związanymi z podstawową działalnością przedsiębiorstwa.
Dlatego obok pytania „czy projekt się opłaca?” pojawia się kolejne: kto powinien go sfinansować, zrealizować i odpowiadać za jego działanie?
W modelach Energy as a Service / ESCO partner energetyczny może przejąć znaczną część tego procesu: od analizy i zaprojektowania rozwiązania, przez finansowanie i realizację, po późniejszą eksploatację. E.ON Energy Infrastructure Solutions Polska rozwija, finansuje i operuje instalacjami energetycznymi bezpośrednio w lokalizacjach klientów przemysłowych.
Dzięki temu transformacja energetyczna nie musi oznaczać kolejnego CAPEX-u ani samodzielnego przejęcia przez przedsiębiorstwo ryzyka technicznego i operacyjnego. Energia może stać się długoterminową usługą powiązaną z konkretnym efektem biznesowym, a kapitał firmy pozostać dostępny dla jej podstawowej działalności.
– Transformacja energetyczna nie powinna zwiększać złożoności po stronie klienta. Rolą partnera energetycznego jest połączenie technologii, finansowania i eksploatacji w jeden business case oraz przejęcie odpowiedzialności za jego realizację w długim okresie. Dla przedsiębiorstwa partner energetyczny ma wspierać podstawowy biznes, a nie tworzyć kolejny obszar ryzyka inwestycyjnego i operacyjnego – Jörn-Erik Mantz, CEO E.ON Energy Infrastructure Solutions Polska.
materiał partnera
