Sanayide Enerji Verimliliği

Sanayi tesislerinde uygulanacak enerji verimliliği çalışmaları ve yenilenebilir enerji uygulamaları ile tesisin işletim maliyetlerinde azalma sağlanabilir. Zira sanayi tesislerinin en önemli maliyetlerinden biri de enerji maliyetidir. Günümüzde enerji verimliliği, hem maliyetlerin azaltılması hem de çevresel performansın arttırılması açısından önemi gittikçe artan bir kavramdır.

Sanayide enerjinin kullanıldığı prosesler, ilgili üretim için gerekli ekipman ve hatlara göre farklılık gösterir. Bazı proseslerde yüksek miktarda ısı, bazılarında ise yüksek miktarda elektrik kullanımı söz konusudur. Yüksek miktarda ısı taşınan proseslerde yalıtım tedbirleri öne çıkarken elektrik kullanımının fazla olduğu proseslerde elektrik tüketen proses bileşenine özel enerji verimliliği tedbirlerinin alınması gereklidir.

Kimi üretim biçimlerinde, tek bir ürünü üretmek için farklı proseslerin (pişirme-şekil verme-kurutma veya ergitme-kalıplama-haddeleme-tavlama vb.) arka arkaya uygulanması gerekmekte, bazılarında ise benzer adımlar farklı hatlar boyunca tekrarlanmaktadır. Bazı proseslerde ise (cam ve kâğıt sektörlerinde olduğu gibi) kontinu (kesiksiz-bitimli) üretim veya bütünleşik hatlar söz konusudur. Üretim biçimi ne olursa olsun, enerji verimliliği analizleri için öncelikle prosesin bir bütün olarak ele alınması ve daha sonra prosesi oluşturan aşamaların ayrı ayrı değerlendirilmesi gerekmektedir.

Üretim zincirinin herhangi bir aşamasında tespit edilen bir enerji verimliliği fırsatının, zincirin tümüne olan etkileri dikkate alınarak değerlendirilmesi esastır. Eğer bahse konu tezgâhta/noktada/alanda/hatta yapılacak iyileştirme; zincirin tümünde bir aksamaya, verim düşmesine ya da genel anlamda üretimin olumsuz yönde etkilenmesine yol açacaksa, bu fırsat göz ardı edilmelidir. Ancak bu ihtimal genellikle sık rastlanan bir durum değildir.

Prosesin enerji verimliliği perspektifiyle değerlendirilmesi için, enerji konularındaki uzmanlık kadar proses bilgisine sahip olmak da önem taşımaktadır. Bu noktadaki analizlerin mümkünse her iki alanda yetkinliği bulunan kişilerce yapılması gerekmektedir. Ayrıca EVÇED tarafından geliştirilen “sektörel etüt kılavuzları”nın da bu değerlendirmelerde bir rehber olarak kullanılması önerilmektedir.

Proses analizinin yardımcı işletmelerin (buhar, fan, pompa, basınçlı hava, motorlar, elektrik sistemleri, vb.) durumu ile birlikte değerlendirilmesi bir başka önemli husustur. Söz gelimi buhar veya basınçlı hava sistem ve hatlarında yapılması düşünülen değişikliklerin proses(ler)i nasıl etkileyeceği incelenmeli, keza proseste yapılacak bir iyileştirme yatırımının da yardımcı işletmelere nasıl bir etkide bulunabileceği ayrıca değerlendirilmelidir.

ISO 50001 Enerji Yönetim Sistemi’nin bir işletmede kurulması bu analizlerin sağlıklı yürütülmesi ve olası verimlilik odaklarının doğru belirlenmesi açısından kritiktir. Pareto prensibi çerçevesinde süreçlerin enerji yükleri bağlamında analiz edilmesi, öncelikli müdahale alanlarının tespiti için faydalı bir yaklaşımdır. Enerji yükleri ile ürün üretim miktarları arasındaki korelasyonunun mümkünse uzun sürelere yayılan geçmiş veriler çerçevesinde ortaya çıkarılması, bunun için tekli veya çoklu regresyonların yapılması, başlangıç adımlarının doğru kurgulanmasına katkı sunacaktır. Teknik analizler sonrasında ortaya çıkarılan verimlilik fırsatlarının -oluşturacakları katma değer açısından- sıralanması ise olası tasarruf getirisi ve yatırım maliyeti arasındaki dengenin gözetilmesini sağlayacaktır.

Proseste enerjiyi verimli kullanmak için yapılacak hassas müdahaleler, prosesisin tipine ve ürünlerin çeşitliliğine göre değişebilmektedir. Bazen prosesin niteliği, üretimin durdurulmasına veya kısılmasına imkân vermeyen bir nitelik arz edebilmektedir. Bununla birlikte, ISO 50001 çerçevesinde geliştirilecek bir Enerji Yönetim Sistemi, üretim planlamayla enerji yönetimini senkron hale getirecek ve enerji verimliliğinin sürekli biçimde gözetilmesini kolaylaştıracaktır

Buhar, doğası gereği, proses ısıtma ve aynı zamanda güç üretimi için de kullanılabilen çok esnek bir enerji transfer ortamıdır ve bu sebeple buhar kullanımı sanayide çok yaygındır. Veriler, sanayide ortalama buhar enerji kullanımının, tesis bünyesindeki toplam enerji tüketiminin %35-40’ı kadar olabileceğini göstermektedir. Bu nedenle, bu sistemleri optimize etmek ve işletme maliyetlerini minimize etmek çok önemlidir.

Endüstriyel buhar sistemlerinde enerji verimliliği, basınç seviyelerine, buhar kullanım miktarına ve ısıtma, ayırma, kurutma gibi buhar kullanan proseslere ve enerji üretim kaynağına bağlıdır.

 

En basit tanımı itibariyle, basınç farkı oluşturarak havanın akışını sağlayan cihazlara fan denir. Fanın hareketli elemanı olan kanatlar, hava üzerine iş yaparak ona statik ve kinetik enerji kazandırır. Havaya kazandırılan bu statik ve kinetik enerjilerin birbirine oranı, fanın özelliklerine bağlıdır.

Fanlar sanayide yoğun olarak kullanılan ve önemli oranda enerji tüketen elemanlardır. Endüstriyel tesislerdeki elektrik tüketiminin %70’ini motor sistemleri oluşturmaktadır. Fanların sistem verimi %79 veya daha yüksek olabilse de sıklıkla %50’nin altına ve hatta %15-20’lere düşebilmektedir. Bu yüzden fan sistemlerinin etkinliğinin değerlendirilmesi ve optimizasyonu, büyük enerji verimliliği fırsatları sunmaktadır.

Pompalar su ve sıvı akışkanları bir yerden bir yere transfer etmekte kullanılan ekipmanlardır. Avrupa Komisyonu tarafından yapılan araştırmalarda, dünyadaki elektrikli motorlardaki enerji talebinin yaklaşık %22’sinin pompalama sistemlerinden kaynaklandığı ortaya konulmuştur. Pompalama sistemlerinin ihtiyaç duyduğundan daha fazla debi veya daha fazla basma yüksekliğinde çalıştırılması verimsizliğe neden olmaktadır. Pompalama istemlerinin yüksek miktarlarda enerji tüketmesi aynı zamanda büyük enerji verimliliği fırsatları sunmaktadır.

Atmosferden aldığı havayı sıkıştırarak basıncı arttıran makinelere hava kompresörleri denir. Hava, ortam veya atmosfer basıncının üzerinde bir basınca sıkıştırılır. Basınçlandırılan hava, dağıtım sistemi (boru tesisatı) yoluyla taşınır ve havayı sıkıştırmak için kullanılmış olan enerjinin bir kısmı geri kazanılarak iş yapılır. Sistemin aşırı yüksek basınçta işletilmesi, kaçaklar, açık bırakılan damlama boruları ve yoğuşma suyu boşaltıcıları, kısıtlı boru tesisatı, filtreler ve diğer bileşenlerde geri kazanılamayan basınç kaybı ve verimsiz kompresör kontrolü gibi sebeplerle basınçlı hava sistemlerinde verimsizlik olmaktadır. Başınçlı Hava Sistemlerinde performansı optimize etmek için; basınçlı hava sisteminin üretim amaçlı hava taleplerini nasıl karşıladığı, israfın nasıl önleneceği, basınçlı hava enerji depolamasının nasıl uygulanacağı ve kompresör kontrolünün nasıl optimize edileceğini anlamak gerekir.