PROCES- OG ENERGIOPTIMERING I ENERGITUNGE VIRKSOMHEDER V./ Peter Maagøe Petersen Viegand Maagøe 2. November 2012
HVEM ER VIEGAND MAAGØE Konsulentvirksomhed vedr. energieffektivitet og klima Etableret 2006 30 medarbejdere ingeniører og kommunikationsfolk Private og offentlige kunder i Danmark, Norge, Irland, EU, USA Kontor i København og Hinnerup Ny hjemmeside: www.viegandmagoe.dk Klima Bygninger Kommunikation Apparater og systemer Industri Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 2
PROCES OG ENERGIOPTIMERING Metode Case Udfordring af designkrav Den rette organisering Operatørindflydelse Operationelle nøgletal/enpi er Delta-T og varmepumper Overskudsvarme/PINCH LEAN som driver Smmenfatning - energiledelse Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 3
LØGDIAGRAMMET God husholdning Drift og vedligehold Styring Anlæg Proces Behov Energy service er ofte bestemt af brugerkrav (URS = User Requirements Specification Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 4
CASE: AUTOKLAVE 6 compressors of each 150 kw delivering 8.5 bar compressed air Trays with plastic tubes in bags with sterile water Sterilisation of products at 100% humidity and 120C for 50 min. 8 bar steam Compressed air reciever at 8.5 bar Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 20 autoclaves of each 15 meter length and 2 meter diameter 10C water 5
CASE: AUTOKLAVE 6 compressors of each 150 kw delivering 8.5 bar compressed air Trays with plastic tubes in bags with sterile water Sterilisation of products at 100% humidity and 120C for 50 min. 8 bar steam Compressed air reciever at 8.5 bar Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 20 autoclaves of each 15 meter length and 2 meter diameter 10C water 6
DESIGNKRAV SKAL UDFORDRES Indvejningstemperatur (mælk) Antal og varighed af rengøringer (CIP) Luftskifte og båndbredde Leverandørkrav M.m. Trykluft Køl Vand M.m. Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 7
BRUGERKRAV KØLEANLÆG Ventilation Proces 1 Oliekøling Proces 2 -------------- -------------- -------------- -------------- Rumkrav siger 10 C Leverandør kræver 12 C Anlæg kræver 30 C Leverandør kræver 2 C Køleanlæg Tfremløb? Proces 2 har intern kølevandscirkulation på ca. 30 C Men leverandør har sat krav om meget lav forsyningstemperatur Ofte bliver leverandør- og/eller brugerkrav ikke udfordret 1 C koster 3% på elforbrug Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 8
UDFORDRINGER IFT. ORGANISERING Indsats oftest forankret omkring teknisk afdeling Energispareindsats derfor oftest omkring utility Opfølgning på drift (EnPI) sker på overordnet niveau Operatørindflydelse ikke i fokus Samspil mellem proces og utility ikke i fokus Hvor går det bedst? Hvor en stærk tekniker med magt fører an Hvor indsats er forankret i LEAN/Six Sigma Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 9
HVEM HAR INDFLYDELSE? Operatører Brugerkrav/ standarder Design-/ projektafdeling Leverandører Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 10
Minutes (1440 min = 24 hours) OPERATØRINDFLYDELSE 1440 1320 1200 1080 E2 Operating Modes 960 840 720 600 480 360 240 120 0 27-06-2008 04-07-2008 11-07-2008 18-07-2008 25-07-2008 01-08-2008 08-08-2008 15-08-2008 22-08-2008 29-08-2008 05-09-2008 12-09-2008 19-09-2008 26-09-2008 03-10-2008 10-10-2008 17-10-2008 24-10-2008 31-10-2008 07-11-2008 14-11-2008 Push out/start up Caustic/Acid wash Idle/Hot Water Circ Off Product On Product 21-11-2008 28-11-2008 Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 11
VIGTIGT OM NØGLETAL Skal foregribe et konkret potentielt tab Ellers kan måleren ikke betale sig! Der skal være et klart ejerskab til hvert EnPI i organisationen En energiansvarlig kan ikke tage ansvar for alt! Der skal være klare procedurer for opfølgning Dagligt, ugenligt, månedligt eller... Et nøgletal skal så vidt muligt være nomeret kwh-tal kan være meget ugennemsigtige Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 12
PAS PÅ KAFFETAL Day Total production (Lbs) Fuel Consumption (lbs product per liter oil) Electricity Consumption (lbs product per kwh oil) Monday 1/12 Tuesday 2/12 Wednesday 3/12 Thursday 4/12 Friday 5/12 Saturday 6/12 Sunday 7/12 207,966 395,747 142,736 216,551 111,975 348,963 221,309 6.79 10.53 5.07 6.52 4.98 7.92 5.04 3.52 5.78 2.36 3.36 2.21 5.45 3.47 13 Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 13
STÆRKERE ENPI-STRUKTUR Total kwh EnPIs are influenced by: - Change in process recipe - Production logistics - Ambient conditions - Etc. Evaporators E1 & E2 Dryers D1 & D2. CIP Refrigeration plant Compres sed air 22% of 17% of 15% of 24% of 12% of...% of steam consumption steam consumption steam consumption electricity consumption electricity consumption... consumption Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 14
EKS.: TRYKLUFT Power for compressors are measured 3 new air meters Air supply section 1 Air supply section 2 Air supply section 3 - air meters can control leaks - air meters can control efficiency of air generation (idle load) - air meters can control operators usage of compressed air Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 15
COP FOR TRYKLUFTANLÆG Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 16
OVERSKUDSVARME/PINCH Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 17
Varme/kølebehov, [MWh] MERE PRAKTISK MINI-PINCH 900,00 800,00 Pinch analyse 90 % af varmeforbruget er under 80 C 50 % af køleforbruget er over 50 C 700,00 600,00 500,00 400,00 Nedkølinger Opvarmninger 300,00 200,00 100,00 0,00 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 Temperatur, [ C] Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 18
VI BRUGER KUN KOLDT VAND (?) Seed tank CIP stations Mixing tank 9 m3 9 m3 Fermentor Mixing tank 60 m3 80 m3 Dosing tank 25 m3 Steam: Cold water: Materials: Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 19
AFGIFTSNEUTRAL VARMEGENVINDING 1 mio. kwh/år genvundet til rumvarme 1 mio. kwh/år elektricitet til kompressor 1 mio. kwh/år elektricitet til kompressor 10 mio. kwh/år naturgas til rumvarme 9 mio. kwh/år naturgas til rumvarme Samlet driftsomkostning uden VGV: - El til køleanlæg (let proces): 500.000 kr. - Brændsel til rumvarme: 2.700.000 kr. - Afgiftsbetaling: 2.053.000 kr. - Total: 5.253.000 kr. Samlet driftsomkostning med VGV: - El til køleanlæg (let proces): 500.000 kr. - Brændsel til rumvarme: 2.430.000 kr. - Afgiftsbetaling: 1.848.000 kr. - Overskudsvarmeafgift: 189.000 kr. - Total: 4.967.000 kr.
HYBRIDVARMEPUMPER El/varmeprisforhold er i dag ca. 3 mod tidligere > 5 Med COP på 5 reduceres varmeomkostning 40% med varmepumpe Halvdelen af produceret varmemængde er tilskudsberettiget Varmepumpeløsning kan være tjent hjem på 3 år Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 21
PROCESOPTIMERING & VARMEPUMPE Varmeveksler Varmeveksler Damp Køl Varmeveksler Enhed Damp Varmeveksler Enhed Varmeveksler Varmeveksler 3-4 C optimering af varmevekslere giver besparelser på: Køling: ca. 640 MWh Opvarmning: ca. 640 MWh >30% af grundlaget for varmepumpe Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 22
LEAN ER MERE SEXET A B C D E L J K I H A B C D E L J K I H A D E L I H A D E L I H A B C D E A B C D E L H L H L H A C D L K H A B C D E A B C D E A B C D E Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 23
TANKSTERILISERING HOS NOVO NORDISK Lean project: Weekly number of performed sterilizations: 14 Weekly number of needed sterilizations: 2 Achieved energy savings: District steam [ton/yr] Savings [DKK/yr] CO 2 [ton/yr] 1.100 260.000 270 Decrease in plant CO2 emission: 7 % Spin-off: Electricity, WFI and time savings Better indoor climate/hvac-savings Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 24
ENERGILEDELSE Ledelsesopbakning altid essentielt Den rette organisering Team med dem med indflydelse Energiansvarlig Fokus på projektimplementering (DMAIC) Herunder handlingsplan Fokus på operationelle nøgletal Faste rutiner (et simpelt årshjul ) Løbende opdatering af kortlægning Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 25
ENERGILEDELSE TIL ET 12-TAL Energiansvarlig Procesansvarlige Forsyningsansvarlige Operatører Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 26