Effektiv energianvändning Länsstyrelsen

Transkript

1 Effektiv energianvändning Länsstyrelsen Satellitbild över Europa Hur uppnår vi detta? Peter Karlsson Källa: STEM Total energianvändning i Sverige 406 TWh/år (el 146 TWh/år) Industrin Transporter Bostads- och servicesektor Källa: STEM EUROPA 20% energy savings by 2020 CO 2 minskning % till 2050 EU är till 50% beroende av import av energi! - om inget görs ökar importberoendet till 70% år 2030 (olja 90%,gas 80%) - energianvändningen i EU ökar med 1-2% per år - enligt IEA Ministermöte (maj 2005) är EE en nyckelåtgärd Växthusgaser och klimatförändringar! - 20% energibesparingar skulle innebära 50% av nödvändiga CO2-minskningar enligt Kyoto Höglandsprojektet Start hösten 2004 Avslutades 2006 Fem kommuner: Tranås, Aneby, Eksjö, Nässjö, Vetlanda samt Sävsjö Konkurrensmöjligheter (Lissabon-agendan) - 20% motsvarar energiförbrukningen i Tyskland och Finland tillsammans - skapar nya hög-kvalitativa jobb 1

2 Över 360 besökta företag i olika branscher Energipriser Årsmedelpriser (kr/mwh) för olja och biobränslen 7 Gjuterier 148 Tillverkning/Verkstadsindustrier 101 Tjänsteföretag 8 Vård/omsorgsföretag 40 Butiker/affärsfastigheter Besparingspotential => El: 51 GWh Ca 20 % => Värme 42 GWh Total energianvändning El: 271 GWh Värme: 246 GWh Spotpriser i Norden och Tyskland under en vecka Vad kostar elen för industrin om 2-3 år? 120,00 Spotprice electricity 24/3-30/ Source www eex.de 2 Sek/kWh 110,00 Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun 100,00 90,00 80,00 70,00 Euro/MWh 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 Nordpool EEX 10,00 0, Date S PRAKTISK ENERGIANALYS HUR GÅR DET TILL Definierade begrepp En energianalys består av flera faser Energikartläggning, Analys Rapportskrivning med åtgärdsförslag Uppföljning. Enhetsprocesser Minsta gemensam nämnare för funktioner inom industrin. Gör att analyserna kan jämföras mellan företag i samma bransch. Stödprocesser Utgör ett stöd till produktionen Produktions processer Används för att framställa produkter 2

3 Definierade begrepp Belysning Ventilation Tryckluft Definierade begrepp Påläggning Formning Värmning Stödprocesser Exempel Pumpning Lokalkomfort Varmvatten Produktions processer Exempel Smältning Torkning Förpackning Sönderdelning Interntransport Administration Blandning Avverkning Hopfogning Kyl/frysning Energidata Kartläggning på företaget under produktionstid. Intervju och okulär besiktning Samtal med berörd drift-och underhållspersonal. Utred vilka krav och behov som finns. Inspektion av anläggningens klimatskal. Inspektion av anläggningens värmesystem och ventilation. Granska rutiner för service och underhåll. Kartläggning på företaget under produktionstid. Systematisk genomgång av alla enhetsprocesser. Bedöm funktion och skick på utrustningen. Avläsning av effekter. Mätning av effekter på utvald utrustning. Beroende på vilka mätinstrument som finns till förfogande mäts ström, spänning eller effekt. Kontrollera om det finns styr och reglerutrustning. Om det finns ta reda på om den används. Kartläggning på företaget under produktionstid. Effektmätningar Genom att utföra mätningar fås den verkliga effekten under olika förhållanden. Vid mätning under längre tid ser man också variationer i tiden. 3

4 Kartläggning på företaget under produktionstid. Sammanställning av komponenter Gör en grafisk presentation av effekt/energianvändningen på företaget. Utrustning såsom datorer, kopiatorer, servrar, skrivare, kopiatorer m.m. räknas och effekterna sammanställs under stödprocessen administration. Antalet ljuskällor räknas installerad effekt samt energiförbrukning beräknas. Kartläggning på företaget under icke produktionstid för att hitta tomgångsdrifter Titta på timvärdena över elanvändningen för att se efter hur mycket som används då ingen arbetar. Gör en rundvandring under icke-produktionstid och notera vad som är aktivt. Kartläggning på företaget under icke produktionstid. Gör en värdering av vad som kan förändras och inte behöver vara i drift. På tillverkande industrier kan man generellt acceptera tomgångsdrifter upp till ca % av det aktiva uttaget under dagtid. Skrivandet ska vara en integrerad del av hela arbetsprocessen. Skrivandet kan användas för att utveckla tankar och komma på idéer om hur man bör gå vidare med de olika momenten i arbetet. Under arbetets gång kan man också använda skrivandet för att komma ihåg vad som är gjort, Rapportskrivning Utvärdering av data Besparingspotential för varje åtgärdsförslag vad gäller: reducering av energiförbrukningen, ekonomiska fördelar minskade utsläpp 4

5 Nyckeltal total energianvändning Exempel: Olika typer av Nyckeltal för olika verksamhet Gjuteri: 902 kwh/m kwh/ton Mekanisk verkstad: 283 kwh/m 2 XXX kwh/st Elhandel Monteringsverkstad: 167 kwh/m 2 XXX kwh/st Plastindustri: 1260 kwh/m 2 1,6 kwh/kg Åskådliggörande av elfakturornas olika delar Timvärden D A ut B ut C ut A in B in C in Dag\ Tid Timvärden Effektuttag under ett dygn. Max effekt 950 kw 850 kw Elanvändning Produktion Tomgång vinter Effekt [kw] Tomgång sommar Tid [h] 5

6 Effektbalans. Energibalans. Plast AB Effektfördelning [kw] Plast AB Energifördelning [MWh/år] kw Lack3 342 Formsprutor 275 Metallisering 183 Elpannor 110 Kylmaskiner 99 Belysning 82 Lokalkomfort 76 Katalysator 76 Ugnar 63 Övrigt 57 Ventilation 55 Tryckluft Lack1 Tvättavdelning Sputter Gran.tork mm 24 Takvärme kw Formsprutor Metallisering 740 Lack3 690 Elpannor 670 Katalysator 337 Kylmaskiner Belysning Ventilation Tryckluft Lokalkomfort Sputter Lack1 Ugnar Gran.tork mm Tvättavdelning 30 Takvärme Hsp. ställverk T1 800kVA 10/0.4kV Lsp. ställverk Mätning med Fluke 41 Fack 1 Hsp. Fack 125A Al 3x A Al 3x A 2//3x A Al 3x70+21 SA01A1 Central lilla hallen SA01A2 Central Maskinhall SA01A3 Central stora hallen 20A 4x6+6 63A 63A 4x x A 4x A 4x A 4x16+16 SA01A1A1 App. Skåp App.skåp Central Tappmaskin Robot Robot SA01A2A1 Central Pannrum SA01A2B1 Central förrådsbod Kompressor SA01A3A1 SA01A3B1 Central Central plocklager garage Mätning med Fluke 41: Mätning av matning i ställverksfack Mätning med strömtång 6

7 Driftsanalys Effektuttag för en avdelning k W Clj Central CII Fre Lö r Sön M å n Tis Ons 28 0 Motordrifter Ca 65 % av industrins elbehov inom EU används av elektriska motorer Situation idag: Mindre än en tiondel av alla installerade växelströmsmotorer är varvtalsreglerade Inom EU (EU-25) skulle 50 TWh (*) energi kunna sparas per år genom övergång till varvtalsregleriade drivsystem * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems 0 00 : : : : : : Alf Hofman Vacon AB Det lönar sig att gå på pumpen! Optimal anpassing till processens behov Besparingspotential Besparingspotential per drifttyp pumpar 40 % fläktar 30 % kompressorer 10 % övriga 20 % * Source: Energy Efficient Motor Driven Systems Alf Hofman Vacon AB 7

8 Referensfall från sågverk 2 stegmatare (stegvis matning av stockar i höjd- och sidled) Tidigare: Hydrauliska drifter med en motor à 22 kw per stegmatare. Idag: Elektriskt drivsystem med en frekvensomriktare och en motor à 22 kw per stegmatare. -85 % el (mätt 36 tim, 9000 stockar) Budskap för energieffektiva motordrifter Hur är livscykelkostnaden i en motordrift fördelad? LCC-fördelning elmotor Inköp 5% Underhåll 5% kwh 50 0 Hydrauldrift 42 Eldrift El 90% Mätning en vecka Energiberäkning Energiberäkning 1120 W tim/dag 200 W S Byggnadens energiflöde Ventilationssystem E tot = Q t G t + Q v G t - E G 8

9 CAV system VAV system SH SH Luftburen kyla Vätskeburen kyla SH SH Värmeväxling Plattvärmeväxlare ~50% vv-grad Kyla Samtidig värmning och kylning Batterivärmeväxlare ~40% vv-grad Roterande värmeväxlare ~70% vv-grad 9

10 Ventilationsystem drifttid anpassas efter verksamheten flödet anpassas efter verksamheten (kyla) värmeåtervinning injustering rengöring kanaler,don,filter Ett räkneexempel: Antag : Energiberäkning Vi har ett fläktaggregat på 3 kw. Aggregatet är i drift årets alla timmar (8760 h). Vi har en energikostnaden är 0,60 kr/kwh. Tryckluftsproduktion Den total energikostnaden blir då 3 * 8760 * 0,60 = kr/år. Antag : Om det går att begränsa driftstiden till 10 timmar per dag under en arbetsvecka (5 dagar) och vi antar att vi arbetar 43 veckor på ett år. 100 % 5 % Då får vi en driftstid på 10 * 5 * 43 = 2150 timmar. Den totala energikostnaden blir då 3 * 2150 * 0,60 * kr/år. En skillnad på kr/år % Tryckluftproduktion Tryckluftproduktion Färg Enhet Benämning Med Min Max kw Kompressor 11,98 6,76 19,80 Läckage 8000 h/år x 10,8 kw = kwh 10

11 Tryckluft Tryckluft Tabellen som visar vad olika läckage orsakar i förluster. Läckageflödet gäller vid 7 bar = 8 bar(a) och att luftproduktionen går årets alla dagar dygnet runt. Effektbehovet baseras på 0,1 kwh/m 3 luft. Håldiameter Flöde Effektbehov Energikostnad per år kompressor 45 öre/kwh 1 mm 0,06 m 3 /min 0,4 kw kr 5 mm 1,5 m 3 /min 10 kw kr 10 mm 6 m 3 /min 40 kw kr Benämning Med Min Max Enhet 'Energi kwh' Kompressor Ny 13,22 0,00 32,08 kw 1 593,73 Kompressor Gammal 27,97 17,25 41,39 kw 3 371,02 20 mm 25 m 3 /min 150 kw kr Källa: Energimyndighetens broschyr TRYCKLUFT Åtgärder! Belysning Täta läckage Återvinn värmen Installera ventiler för delar som inte används S Milstolpar energibesparing med modern belysning Belysning i hemmen Lysrör + magnetiska driftdon Lysrör + energieffektiv a magnetiska driftdon Lysrör + elektroniska driftdon Dimbara elektroniska driftdon Dimbara elektroniska driftdon Dimbara system Dagsljusavkänning Sverige är sämst i EU på att spara belysningsel i hemmen. Belysningen står för hela 25 % av hushållselen, vilket är mest i Europa. Närvarostyrning Skälet är att vi gillar mysbelysning och energislukande halogenlampor. T8 System (lysrör med d = 26 mm) Bara 25 % av alla lampor hemma är av energisnål typ. T5 System (lysrör med d = 16 mm) Tidigare situation Potential 11

12 Belysning i offentliga verksamhetslokaler Belysning i industrin Belysningen står, generellt, för 30 % av elanvändning i offentliga verksamhetslokaler. En av förklaringarna kan vara gamla belysningsarmaturer. Ofta gamla omoderna lysrörsarmaturer. Belysningen står, generellt, för 30 % av elanvändning. Belysningen är ofta tänd även när ingen vistas i lokalen. Ljusutbyte Ljuskällor Metallhalogenlampor En vidareutveckling av kvicksilverlampan. Har betydligt bättre färgåtervinning Lämpliga som strålkastare. Ljusutbyte lm/w. Livslängd timmar Upptändningstid på 2-3 minuter. Keramiska metallhalogenlampor Tack vare sitt högre ljusutbyte och större livslängd kommer den förmodligen att ersätta vanliga halogenglödlampor i butiker. De senaste varianterna går att ljusreglera. Ljusutbyte lm/w Livslängd timmar. Nya armaturer och ljuskällor Lysdioder Goda egenskaper för tex effektbelysning, ficklampor, trafikljus, displayer mm. Många färgnyanser. Dålig färgåtergivning. Ljusutbyte vit 40 lm/w färgade 50 lm/w Nya armaturer och ljuskällor Induktionsbelysning Högt ljusutbyte, bra färgåtergivning, direkt tändning och återtändning. Den viktigaste fördelen är dock den mycket långa livslängden på timmar. Laboratorier 100 lm/w (10 år 200 lm/w) Livslängd ca timmar. Avger ej värmestrålning. 12

13 Belysning Nya armaturer och ljuskällor Före Layout Lokalernas Belysning över lokalerna Mått Installation Sammanställning och ytor och effekter 60 W glöd 7,7 m 60 W glöd 26,95 m 2 1x36 W lysrör 3,5 m 2x135=270 W => 12,6 W/m 2 3,9 m Samtliga 250 W Hg 17,4 m 2x60+1x43=163 W => 6 W/m 2 95,70 m W Hg 3x2x43+3x265=1053 W => 11 W/m 2 Samtliga 2x36 W lysrör 21,45 m 2 Samtliga 2x36 W lysrör 6x2x43=516 W => 6,2 W/m 2 5,5 m 3,9 m 21,4 m 83,46 m 2 Nya armaturer och ljuskällor Efter Borealis huvudverkstad Borealis huvudverkstad Tomgångsanalys Dygn Industribelysning Befintliga: 24 st 400W Kvicksilver Ersättning: 30 st 150W Keramisk metallhalogen Effektreducering: ca 60% från 12 kw till 5kW Återbetalningstid: ca 3,3 år Belysnings styrka: ca 200 lux till 600 lux Bättre färgåtergivning 13

14 Driftsanalys Tomgångsdrift Ekenäs Mekaniska AB Vetlanda Energieffektivisering på en mekanisk verkstad Minskning förbrukning År Totalt kwh Omsättning MSEK , , , , ,018 Kvot kwh/ omsättning % SMEEFFEN Small Medium Enterprises Efficient Energy Uppvärmning och klimatkyla Livsmedelkyla Livsmedelkyla Uppvärmning Energi [kwh] Belysning Ventilation Energi [kwh] Belysning Luftridå Klimatkyla vid Entré Fläktar till ventilation Ugnar Tappvarmvatten Plug-in kylare/frysar Bageri 0 Övrigt Drift av pumpar Övrigt Tappvarmvatten Grill Livsmedelkyla 0 Uppvärmning och klimatkyla 14

15 Gjuteriföreningens bidrag till Sveriges energieffektivisering Energimyndigheten har gett Swerea SWECAST, f.d. Gjuteriföreningen stöd för att se över branschens energianvändning. Egna reflektioner Varför åtgärdas så få förslag på energieffektivisering efter det en energianalys har utförts? Målet är att främja hållbar tillväxt ur ett produkt-, energi- och miljöperspektiv. Dålig förankring hos företagsledning. Otillräckliga kunskaper om energianvändning hos ansvarig personal. Otydlig ansvarsfördelning vad gäller åtgärder. För lite resurser kopplade till åtgärder. Möjliga orsaker. Samarbete under hela analysarbetet Utbildning av energiansvariga personer Energiansvarig på företaget är med och gör en energikartläggning. Rapporten skrivs gemensamt av energiexperten och den energiansvariga. Resultatet presenteras på företager i närvaro av någon person i ledande ställning. Nätverk av energiansvariga från olika företag kan bildas vid utbildningstillfället. Tack för mej Peter Karlsson peter.karlsson@liu.se info@indlast.se 15