Sử dụng năng lượng hiệu quả

SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ CBGD: TS. VÕ LÊ PHÚ Khoa Môi Trường, ĐHBK TP.HCM TẠI SAO THỰC HIỆN HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG?  Lợi nhuận (cao sau khi hoàn thuế)  Tăng ưu thế cạnh tranh  Cải thiện sản lượng, thời gian sản xuất, nguyên liệu đầu vào và tính linh hoạt  Giảm bớt thời gian xây dựng, chi phí và độ phức tạp  Năng lực cơ sở hạ tầng được mở rộng  Bảo vệ môi trường và khí hậu  Nâng cao sức lao động và hiệu quả Cốt lõi của vấn đề HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG Quan điểm Thiết kế Mới  Kỷ thuật he äthống một cách tổng thể luôn luôn đem lại những tiết kiệm lớn không tốn kém  Các cải thiện về Kỹ thuật Mới và trang bị mới Quản lý (giống như Kiểm soát Chi phí Tài chính) Cần phải mạnh mẽ và có hệ thống Aùp dụng cách tiếp cận TQM cho các thiết bị Hiệu suất kỹ thuật ít khi được đo đạc Những lỗi thiết kế bị lập lại, không được phát hiện và khắc phục CÁC HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sản phẩm cuối cùng Dòng nguyên liệu Nhân lực Năng lượng Chất thải Công nghiệp LỎNG Nước thải độc, vô cơ và hữu cơ KHÍ Phát thải SO 2 , NO x, CO, v.v CHẤT THẢI RẮN Nguyên liệu hay sản phẩm bị thải bỏ hay bùn từ NM xử lý (ETP) THẢI BỎ NĂNG LƯỢNG Môi chất nóng, hơi nước, các phát thải nhiệt,v.v. , TẠI SAO CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP KHÔNG HIỆU QUẢ? Nguyên liệu Nước Năng lượng Sản phẩm Cuối QUY TRÌNH CÔNG NGHIỆP Khí thải Nước thải Chất thải rắn  Quản gia yếu kém (rò rỉ, rơi vãi)  Quy trình sai sót  Thiếu công nhân có tay nghề  Thiếu Sáng kiến Quản lý CÁC ÁP LỰC ĐỐI VỚI NGÀNH CÔNG NGHIỆP Hao hụt Tài nguyên/ Tăng giá Nguyên liệu Các rào cản thương mại Giá Nước& Năng lượng đang tăng Cạnh tranh Toàn cầu Bộ tiêu thuẩn ISO 9000, 14000, Nhãn sinh thái Nghị định thư/Thỏa thuận Quốc tê, VD Nghị định thư Kyoto, Giảm phát thải KNK, v.v. Xiết chặt Luật lệ về Môi trường, tăng chi phí kiểm soát ô nhiễm CÁCH TIẾP CẬN TIẾN BỘ ĐỐI VỚI QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Thay đổi Thiết bị Thay thế Nguyên liệu Cải tiến Quy trình Tái sinh & Tái sử dụng Cải thiện Quản gia Sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG ĐỂ GIẢM THIỂU CHẤT THẢI Thay đổi trong nguyên liệu đầu vào Thay đổi Công nghệ Quản gia tốt Thay đổi sản phẩm Tái sử dụng tại chỗ QUY TRÌNH 20 - 30% < 1 năm Quản gia tốt và kiểm soát qua trình tốt hơn 30 - 50% 1 - 3 năm Cải tiến thiết bị và/hoặc thay đổi công nghệ, tái sinh > 50% < 3 năm Thay đổi sản phẩm và/hoặc thay đổi quy trình THỜI GIAN TRIỂN KHAI TIỀM NĂNG GIẢM THIỂU CHẤT THẢI PHẠM VI LỰA CHỌN LỢI ÍCH TỪ VIỆC QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Giảm chi phí nguyên liệu Giảm Chi phí Xử lý Chất thải Giảm Chi phí Thải bỏ Chất thải Giảm Chi phí Năng lượng Cải thiện Hiệu suất Quy trình Cải thiện Chất lượng Sản phẩm Quan điểm Thiết kế Mới: Một Ví dụ  Thiết kế lại một hệ thống bơm công nghiệp mà được xem là tối ưu và tiêu chuẩn đã giúp giảm điện tiêu thụ từ 95 xuống 7 hp (-92%), chi phí xây dựng ít hơn, & hoạt động tốt hơn.  Không dùng công nghệ mới - chỉ thay đổi thiết kế theo 2 cách: Đường ống lớn, bơm nhỏ (không làm ngược lại)  Bố trí đường ống trước, sau đó đến thiết bị (không làm ngược lại)  Tối ưu hóa toàn bộ hệ thống, không làm từng phần riêng rẽ (làm yếu hệ thống), và tối ưu hóa vì lợi ích nhiều mặt, chứ không phải chỉ một mặt nào đó.  “Chỉ cần ngưng quan niệm cũ” - Không thể thay đổi được CÁC LÝ DO LÀM KÉM HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG  Thiết kế tương tự một cách nhanh chóng nghĩa là “sự lập lại có tính lan truyền”  “Sao chép chính xác” ngăn cản sự phát triển liên tục.  Tập trung vào tốc độ sản xuất và sản lượng, không tập trung vào các “chi phí nhỏ”  Nhiều giả định về hiệu quả làm tăng chi phí, rủi ro và chậm trễ.  Bất kỳ thay đổi nào trong thói quen bị xem là “rủi ro” CÁC LÝ DO CỦA VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG KÉM HIỆU QUẢ  Đầu tư bị thiên về hướng mở rộng sản xuất  Dễ dàng tài trợ cho thiết bị quá khổ, khó khăn cho đầu tư về hiệu suất  Tập trung vào chi phí ban đầu, và chi phí năng lượng tổng thể  Văn hóa TQM không được áp dụng vào các thiết bị năng lượng  Không có ai thừa nhận chất thải, ngay cả khi chúng được đo đạc. Thất thoát tăng lên nhiều lần  Các nhà thiết kế cho thiết bị thường giả định thiết bị sử dụng năng lượng nhiều hơn từ 2 đến 5 lần giá trị thực tế sử dụng.  Hệ số sử dụng của thiết bị = 30%, nhưng hệ số đồng thời của phụ tải bị bỏ qua.  Nhiều phụ tải ảo nghĩa là thêm nhiều tải làm mát và phải trả giá thông qua sự non tải của hệ thống điều hòa không khí  Nhiều phụ tải bị thổi phồng lên nghĩa là dàn ống trao đổi dài hơn, tổn thất áp suất lớn, quạt quá cỡ (làm nóng không khí một cách không cần thiết)  Chi phí đầu tư bị thổi phồng đi kèm với các máy lạnh, tháp giải nhiệt, bơm, quạt lớn , v.v.  Thêm chi phí Vận hành&Bảo trì, gây ồn hơn, bảo hiểm cao hơn... Thất thoát trong Dòng Năng lượng Nămg lượng sơ cấp Chuyển đổi Năng lượng cuối cùng Hộ tiêu thụ Năng lượng có ích Dịch vụ năng lượng Than Nhà máy điện Lưới truyền tải Đèn Năng lượng phát ra Độ rọi Chiếu sáng thường là một mục tiêu ngay từ đầu và dễ thấy trong các chiến dịch và chính sách tiết kiệm năng lượng. Tiềm năng Tiết kiệm: NUTEC (Thụy Điển) ước tính tiềm năng tiết kiệm từ hệ thống chiếu sáng hiệu quả cao là 64% trong lãnh vực dịch vụ. Thiết kế Hệ thống một cách tổng thể “Vượt Qua Rào cản về Chi Phí”  Đạt được các lợi ích nhiều mặt từ một khoản chi duy nhất: tiết kiệm năng lượng và vốn đầu tư và các chi phí khác  Cửa sổ cao cấp, mô tơ tốt và ballast có thể điều chỉnh đươc có những lợi ích nhiều mặt  Nguyên tắc cơ bản là tối ưu hóa toàn bộ hệ thống  Thiết kế có suy nghĩ kỹ và thống nhất.  Và/hoặc gánh vác cả những thay đổi khác đã dự kiến  Nâng cấp, cải tạo, thay mới, mở rộng...  Đã được chứng minh ở nhiều hệ thống kỹ thuật Các Nguyên tắc của Thiết kế Hiệu quả  Bắt đầu từ dưới các hộ tiêu thụ do đó giúp tiết kiệm ở nhiều khía cạnh: giảm đến mức tối thiểu chính tải đó và các tải đi kèm  Giảm ma sát, cản trở, lưu lượng và tốc độ.  Sử dụng phối hợp thiết kế hệ thống một cách tổng thể để giúp tiết kiệm chi phí nhiều hơn sẽ có chi phí ít hơn các thiết kế nhỏ  Tiết kiệm tiền bạc từ việc giảm bớt cơ sở hạ tầng  Đơn giản hóa, ví dụ, không có các van cân bằng  Thay mới trong quá trình cải tạo theo kế hoạch Thất thoát Nhiều mặt Thất thoát ở nhà máy điện 70% Thất thoát truyền tải & phân phối 9%. Motor losses 10% Thất thoát ở bộ truyền động 10% Thất th át do mô tơ 10% Thất thoát ở bơm 10% Thất thoát ở van tiết lưu 10% Thất thoát trên đường ống 10% 9,5 đơn vị năng lượng đầu ra Nguồn: Drivepower Technology Atlas Courtesy of E SOURCE, www.esource.com Bắt đầu từ dưới lên để bắt lấy những tiết kiệm tổng thể  Những thất thoát tổng thể cần hỏi 10 đơn vị nhiên liệu tại nhà máy điện để phân phối 1 đơn vị lưu lượng tại đường ống  Chuyển những thất thoát tổnt thể trở lại thành những tiết kiệm tổng thể  Tiết kiệm một đơn vị lưu lượng hoặc ma sát trong đường ống sẽ giúp tiết kiệm khoảng 10 đơn vị nhiên liệu, chi phí, và ô nhiễm tại nhà máy điện.  Giảm kích thước thiết bị trong nhà máy: tiết kiệm một đơn vị lưu lượng hay ma sát sẽ tiết kiệm 2,4 đơn vị về kích cỡ mô tơ, v.v.. Đầàu tiên hãy giảm thiểu ma sát  Giảm tổn thất áp suất / áp suất tĩnh  Bố trí đường ống/ ống dẫn trước, sau đó mới đến thiết bị  Các đường ống/ống dẫn suôn, ngắn và có kích cỡ tối ưu  Giảm bớt những đọan cong: cánh hướng dòng  Dùng các van/damper có mức tổn thất áp suất thấp  Liệt kê tỉ mỉ các thiết bị để giảm bớt sự chồng chéo  Đầu tiên giảm thiểu lưu lượng, chọn lựa các ống dẫn/đường ống một cách hiệu quả, sau đó giảm kích thước các bơm/quạt  Sử dụng các bộ lọc và dàn ống trao đổi nhiệt có tốc độ quay thấp (<60 m/phút)  Làm tương tự đối với cho toàn bộ dây điện mạng điện: làm cho kích thước dây lớn hơn Phối hợp Thiết kế Để Có Lợi Ích Nhiều Mặt  Lợi ích Vận hành- sản lượng cao hơn, đầu ra và thời gian ít hơn, chu trình sản xuất nhanh hơn- có thể có giá trị hơn năng lượng và khoản tiền tiết kiệm được.  Ví dụ: các bộ hiển thị dùng màn hỉnh LCD và các đường ống trong suốt  Cải thiện cả về kỹ năng và năng suất lao động.  Tiết kiệm nhiều mặt nhờ đổi chiều những thất thoát  Các hệ thống khí có tổn thất áp suất, tốc độ thấp.  Giảm các phụ thấp kèm theo, giảm công suất, tối ưu hóa tốt hơn  Thiết bị nhỏ, công suất điện thấp hơn, đường ống, không gian, cấu trúc tải nhỏ hơn,... Tiết kiệm 1-2% tổng các chi phí  Chi phí năng lượng tiết kiệm được, giống như bất kỳ tổng phí tiết kiệm được khác, rơi ngay xuống hàng cuối cùng  Những trang bị mới có hiệu quả năng lượng cơ bản thường bổ sung thêm 1% vào tổng lợi nhuận cuối cùng  Nếu việc bán một sản phẩm mới giúp thu được 10% lợi nhuận, thì tiết kiệm $1 giá trị năng lượng sẽ làm tăng lợi nhuận tương đương với $10 của việc bán sản phẩm mới - khó khăn hơn và không chắc chắn bằng việc tiết kiệm năng lượng!  Nếu bạn ít vốn thì đừng lãng phí chúng vào các máy móc thiết bị quá cỡ và quá phức tạp Đo đạc Cẩn thận Để Quản lý Hiệu quả  Nếu bạn không đo lường, bạn không thể quản lý chúng  Bạn sẽ nhận được những gì mà bạn đo lường  Hãy xác định giá trị kinh tế về độ chính xác, tính ổn định của các dầu dò, và mua chúng theo giá trị đó  Thông tin cần phải gởi đến những người cần đến nó: theo định nghĩa, những hệ thống không có phản hồi những hệ thống không khôn ngoan  Sử dụng các công cụ và phần mềm hiện đại để mô hình hóa số liệu; chẩn đoán và hành động ngay lập tức Các đề xuất về quản lý  Thiết lập một chương trình hợp tác quản lý năng lượng: nhà vô địch tại chỗ, người đào tạo, trách nhiệm giải trình, khuyến khích có định hướng, cải tiến liên tục  Đẩy mạnh những thay đổi văn hóa lâu dài cần thiết, bao gồm cả việc chấp nhận rủi ro có kiểm soát  Không nên xem các thiết bị là những khoản phải chi để giảm thiểu mà hãy xem chúng như là trung tâm lợi nhuận để tối ưu hóa bằng cách giảm chất thải  Tính chi phí cho các quá trình thông qua các chi phí dự phòng của các dịch vụ sử dụng  Xem xét lại các quy định phân bổ vốn để các nhân viên tài chính và vận hành chia xẻ cùng một mục tiêu Các đề xuất về quản lý  Đo đạc, hình tượng hóa và phổ biến số liệu  Chuyển đổi hệ thống đo lường dùng hiệu suất sang đo lường dùng tiền tệ  Yêu cầu thiết kế hệ thống một cách tổng thể  Thiết lập các mức ngưỡng thực hiện thấp nhất: phần thưởng cao hơn  Do lợi nhuận ít, chúng ta phải đổ mồ hôi chi nhiều điều vụn vặt - và hiệu quả năng lượng còn hơn cả điều vụn vặt Các đề xuất về quản lý  Công nghệ và thiết kế biến động không ngừng. Đừng bao giờ ngừng việc học hỏi. Nếu bạn vừa mới trang bị thêm, hãy trang bị thêm lần nữa  Như những nhà thiết kế thông thường có thể nói với bạn, nếu điều gì đó (a) không làm việc, hay (b) đã có trong thiết kế của họ, thì hiệu quả kỹ thuật của những thiết kế đó cần phải so sánh với công nghệ tốt nhất có sẵn trên thị trường. Điều này đã được thực hiện chưa?  Yêu cầu và khuyến khích những nhà cung cấp và nhà thầu về những thiết bị có hiệu suất cao: thưởng trên những tiết kiệm đo đạc được, không phải những phí tổn  Nếu bạn tiếp tục làm cái bạn đã làm, bạn sẽ tiếp tục nhận cái bạn đã có