Titlul proiectului

STUDIU DE SOLUŢII PENTRU CREŞTEREA EFICIENŢEI ENERGETICE LA MARII CONSUMATORI INDUSTRIALI DE ENERGIE (CIMENT, ÎNGRĂŞĂMINTE, CERAMICĂ, CAUCIUC, PETROCHIMIE, CELULOZĂ, HÂRTIE, INDUSTRIA ALIMENTARĂ, METALURGIE) PE BAZĂ DE BILANŢURI ENERGETICE

Contract: 27/2005 Termen final: 10.08.2006 Beneficiar: MEC DGPE Executant: ICEMENERG

• Director General Gheorghe OLTEANU • Director proiect: Mircea GHIŢULESCU (mronyg@icemenerg.ro)

SINTEZĂ

PREZENTARE GENERALĂ

La mijlocul anului 2005 Comisia Europeană a finalizat cartea verde a eficienţei energiei a cărei deviză este “Producem mai mult cu mai puţin”.

Este unanim acceptată ideea că volatilitatea şi creşterea preţului petrolului conduce la reducerea indicatorilor de dezvoltare economică prognozaţi fapt ce produce o puternică presiune pentru dezvoltarea unor programe cuprinzătoare de promovare a eficienţei energetice la toate nivelurile societăţii europene.

Deoarece pe baza prognozelor actuale de dezvoltare Europa va fi dependentă de importul de hidrocarburi în proporţie de peste 80% (la petrol fiind o situaţie şi mai dramatică) este practic imposibil de făcut o predicţie privind preţurile petrolului şi gazelor pe termen mediu cu atât mai mult dacă şi consumul ţărilor în curs de dezvoltare va creşte în ritmul actual. În consecinţă va fi dificil de controlat nivelul preţurilor la petrol, iar preţul înalt al petrolului loveşte cel mai puternic în statele sărace şi în special asupra celor în curs de dezvoltare.

În aceste condiţii este imperios necesar un efort real pentru limitarea necesarului de energie la nivelul actual ca prim pas urmând ca în viitor să continue reducerea acestuia. Numai o astfel de politică coerentă şi echilibrată poate asigura securitatea alimentării cu energie a ţărilor europene.

O astfel de politică europeană ar avea, pe lângă importantul efect economic, meritul unei noi abordări prin concentrarea spre necesitatea creşterii reale a competitivităţii, dezvoltării durabile şi securităţii în alimentarea cu energie.

Este de subliniat influenţa benefică directă pe care o are creşterea eficienţei energetice asupra schimbărilor climatice. Din acest punct de vedere creşterea explozivă a necesarului de energie în ţările în curs de dezvoltare, cu consecinţele directe asupra încălzirii globale, nu pot fi combătute decât prin creşterea eficienţei energetice în procesele de producere şi consum de energie.

Strategia Uniunii Europene privind dezvoltarea durabilă prevede o politică de integrare a obiectivelor sociale, economice şi de mediu. Sectorul energetic are o legătură strânsă cu toate cele trei obiective fapt ce impune ca cercetarea şi dezvoltarea tehnologică să sprijine tranziţia către o alimentare cu energie durabilă prin economisirea energiei şi extinderea utilizării surselor regenerabile.

Pe plan mondial preocupările generalizate privind dezvoltarea energetică durabilă s-au concretizat în implementarea unor soluţii care au condus la creşterea eficienţei energetice atât în procesele de producere a energiei dar, mai pregnant, în procesele consumatoare.

Este fapt cunoscut că în ţările dezvoltate prin astfel de acţiuni s-a reuşit decuplarea creşterii PIB de creşterea consumului de resurse energetice pentru realizarea lui.

Strategia naţională de dezvoltare energetică a ţării noastre trebuie să prevadă ca în viitor eforturile principale să fie dirijate spre programe de conservare a energiei, fapt ce impune implementarea unor soluţii şi tehnologii noi care să permită reducerea decalajului ţării noastre faţă de ţările dezvoltate şi totodată să detensioneze actuala situaţie privind costurile pentru resurse energetice din import.

Eficienţa energetică prezintă un interes din ce în ce mai mare pentru sectorul industrial. Acest interes este motivat de o serie de evenimente începând cu creşterea continuă a preţului energiei în perioada ultimilor ani, volatilitatea mărită a preţului energiei, dereglementarea pieţei de energie şi nu în ultimul rând prin recenta intrare în vigoare a Protocolului de la Kyoto.

Costurile cu energia reprezintă o cotă importantă din costurile globale de producţie în cea mai mare parte din sectoarele industriale. În acelaşi timp unele sectoare trebuie să facă faţă unei concurenţe acerbe pe piaţă şi în consecinţă să opereze cu profituri foarte reduse. Eficienţa energetică poate fi una din cele mai bune căi de abordare a problemei creşterii profitului unui agent economic cunoscând că şi cele mai performante tehnologii şi echipamente consumă mai multă energie decât este strict necesară procesului industrial. Experienţa ţărilor dezvoltate arată că economii de energie de ordinul 15÷30 % pot fi realizate cu indicatori financiari acceptabili. Rezultă că în industrie există un potenţial uriaş de reducere a costurilor proprii cu energia şi a impactului asupra mediului prin identificarea şi corectarea ineficienţelor proceselor industriale.

Există o serie de de metode de îmbunătăţire a eficienţei energetice a proceselor industriale între care un rol primordial este jucat de bilanţurile energetice. Bilanţul energetic reprezintă procedura de colectare şi analiză a datelor referitoare la consumul de energie în scopul stabilirii cât mai precise a structurii sale pentru o unitate industrială, instalaţie sau echipament şi de identificare a posibilităţilor de economisire a energiei.

Pentru reducerea consumului de energie în industrie în ţările dezvoltate au fost desfăşurate ample studii care s-au finalizat prin realizarea unor ghiduri pentru informarea şi instruirea agenţilor economici în autoevaluarea eficienţei energetice şi prezentarea unor soluţii de succes posibil de aplicat în propriile intreprinderi pentru diminuarea costurilor cu energia. Aceste ghiduri sunt specializate pe tipuri de ramuri industriale şi tehnologii.

Ghidurile permit agenţilor economici să identifice şi să evalueze economiile de energie prin oferirea unor recomandări legate de tehnologii sau echipamente specifice fiecărui domeniu industrial cu mari consumatori de energie.

Realizarea şi în ţara noastră a unor astfel de documentaţii şi diseminarea lor sistematică este de natură să asigure aplicarea reglementărilor în vigoare şi creşterea competitivităţii în ramurile industriale mari consumatoare de energie şi împlicit la reducerea importurilor de resurse energetice din ce în ce mai costisitoare.

Proiectul a avut ca obiective principale stabilirea cât mai exactă a situaţiei consumurilor de energie la marii consumatori din ţara noastră, evaluarea poziţiei acestor consumuri faţă de valorile realizate de tehnologiile cele mai performante utilizate în ţarile dezvoltate. Bazat pe aceste date s-au propus soluţii de ameliorare a situaţiei actuale şi s-au creat un număr de ghiduri pentru conştientizarea şi instruirea agenţilor economici în vederea realizării bilanţurilor energetice cu o contribuţie proprie cât mai importantă. Au fost evidenţiate metode de autoevaluare a eficienţei energetice şi soluţii de îmbunătăţire aplicabile pentru fiecare din domeniile analizate (ciment, ceramică, chimie, celuloză-hârtie şi metalurgie).

Principalele obiective urmărite au fost următoarele: • Analiza structurii consumului de resurse energetice pe ansamblul economiei naţionale; • Analiza comparativă a tehnologiilor şi consumurilor specifice în ramurile mari

consumatoare de energie; • Analiza intensităţii energetice la marii consumatori de energie din ţară comparativ cu

realizările din ţările dezvoltate; • Studiul unor soluţii tehnologice de creştere a eficienţei energetice la marii consumatori de

energie; • Concepţia unor ghiduri pentru autoevaluarea nivelului eficienţei energetice pe tipuri de

agenţi economici specifici mari consumatori de energie precum şi pentru procese tehnologice specifice cu utilizare multiramura (alimentare cu caldura, procese de schimb de caldura, iluminat, aer comprimat);

• Realizarea unor materiale de prezentare şi a unui atelier de lucru pentru diseminare şi instruire a marilor consumatori cu privire la bilanţurile energetice şi soluţii specifice de creştere a eficienţei energetice.

Etapele principale de realizare ale proiectului au fost următoarele: Etapa 1 - Analiza structurii consumului de resurse energetice pe ansamblul economiei naţionale

În cadrul acestei etape s-a stabilit nivelul actual al indicatorilor de eficienţă energetică la nivel naţional şi s-a analizat structura consumurilor energetice în ramurile industriale mari consumatoare de energie.

Etapa 2 - Elaborarea de documentaţii specifice pe tipuri de consumatori privind chestionare tip de informaţii pentru întocmirea bilanţurilor energetice a avut ca rezultat documentaţii specifice pentru fiecare tip de mare consumator care cuprind informaţiile necesar a fi urmărite pentru a crea o bază reală de date pentru realizarea bilanţurilor energetice şi chiar o primă autoevaluare a situaţiei agentului economic din punct de vedere al eficienţei energetice. Tot în această etapă au fost elaborate analize energo-tehnologice pe domenii industriale a soluţiilor performante utilizate în ţările dezvoltate. Rezultatele acestor analize au servit ulterior la identificarea celor care sunt recomandabile pentru implementare şi în ţara noastră. În această etapă au fost analizate şi soluţiile performante pentru procese tehnologice şi echipamente cu utilizare multiramură.

Etapa 3 - Soluţii de creştere a eficienţei enrgetice la agenţii economici mari consumatori de energie, elaborarea de documentaţii ghid. Pe baza rezultatelor din etapele anterioare s-au elaborat documentaţii cu soluţii de creştere a eficienţei energetice specifice fiecărui domeniu industrial care cuprind indicaţii cu privire la cuantificarea costurilor cu energia, identificarea instalaţiilor şi echipamentelor mari consumatoare de energie, exemple concrete de măsuri (soluţii tehnice), modul de calcul al efectelor scontate şi a eforturilor de investiţii ierarhizate din punct de vedere financiar. Pentru fiecare domeniu industrial s-a realizat câte un ghid. Pentru a iniţia o activitate care ar trebui continuată în viitor au fost realizate şi prospecte tip “experienţă de succes” care prezinte sintetic una din soluţiile cele mai performante aplicate în ţara noastră sau într-o ţară dezvoltată, dar pentru care sunt condiţii de aplicare şi la noi.

Etapa 4 - Elaborare CD-ROM şi organizare atelier de lucru pentru diseminare chestionare tip pentru bilanţuri energetice şi ghiduri cu soluţii de creştere a eficienţei energetice. A reprezentat faza iniţială de diseminare a rezultatelor proiectului şi a constat în elaborarea unui material de sinteză stocat pe CD-ROM conţinând toate documentaţiile ghid realizate. Acest CD-ROM a fost difuzat în cadrul unui atelier de lucru unde au participat specialişti cu preocupări energetice din toate domenile industriale, din structurile guvernamentale şi din mediul universitar.

Etapa 5 - Elaborarea documentaţiilor ghid cu soluţii specifice de creştere a eficienţei energetice pe tipuri de procese tehnologice şi echipamente cu utilizare multiramură (alimentare cu căldură, iluminat, aer comprimat, cazane, motoare electrice). A avut ca rezultat finisarea documentaţiilor ghid realizate în faza anterioară şi completarea lor cu un ghid în domeniul consumatorilor de energie pe care îi întâlnim la qvazitotalitatea unităţilor industriale.

Pentru realizarea proiectului s-a format un consorţiului cu institutele de cercetare cu experienţă vastă în domeniile abordate precum şi cu reprezentanţi din mediul universitar pentru a crea condiţii optime atât din punct de vedere al capabilităţii tehnico-ştiinţifice cât şi al bazei materiale pentru a elabora o lucrare cu argumente pertinente bazată pe datele cele mai sigure existente în domeniile analizate.

Contribuţia partenerilor la realizarea proiectului a fost corespunzătoare specializării fiecăruia şi se przintă astfel:

• Conducătorul de proiect – ICEMENERG – A integrat informaţiile specializate primite de la parteneri, a asigurat partea de evaluare energetică a soluţiilor tehnice şi a elaborat cu ajutorul partenerilor documentaţiile ghid.

• Partenerul 1 CEPROCIM – a participat cu activităţi în domeniul cimentulului şi ceramicii; • Partenerul 2 IPROCHIM – a participat cu activităţi în domeniul chimiei şi petrochimiei; • Partenerul 3 CEPROHART – a participat cu activităţi în domeniul celulozei şi hârtiei; • Partenerul 4 ICEM – a participă cu activităţi în domeniul metalurgiei; • Partenerul 5 FORENERG – a participat cu activităţi în domeniul proceselor tehnologice

şi echipamentelor cu utilizare multiramură; Pentru realizarea obiectivelor propuse partenerii au utilizat în primul rând experienţa şi bazele de

date proprii (rapoartele de cercetare) acumulate din proiectele de C&D şi lucrările de bilanţuri energetice realizate anterior. De asemenea s-au utilizat instrumente şi echipamente din dotarea proprie precum şi tehnică de calcul hard şi soft - ware de tip general şi specializat pentru domeniile industriale analizate (banci de date, analiză statistică, balanţe de fluxuri masice şi de energie, simulatoare de linii şi echipamente tehnologice, pentru evaluarea analizelor indicatorilor financiari precum şi pentru stabilirea impactului asupra mediului).

Proiectul a preparat pentru agenţii economici din industrie o serie de ghiduri pentru evaluarea eficienţei energetice a instalaţiilor şi tehnologiilor utilizate, prezentarea unor soluţii de reducere a costurilor cu energia precum şi chestionare specifice ramurilor industriale folositoare pentru efectuarea bilanţurilor energetice în instalaţiile proprii.

Toate acestea având ca obiectiv final sprijinul consumatorilor de energie pentru implementarea de programe de management al energiei. În atingerea acestui deziderat primul pas se face prin realizarea bilanţurilor energetice de către agenţi economici specializaţi independenţi, dar pentru care partea referitoare la datele iniţiale poate fi făcută cu forţe proprii obţinându-se prin aceasta nu numai reducerea unor cheltuieli costisitoare, dar şi o mai atentă şi continuă preocupare a personalului legată de aspectele privind energia şi de regulă simultan cu privire la impactul asupra mediului datorat propriilor instalaţii tehnologice.

Principalele rezultate şi planul de diseminare au fost următoarele: • Ierarhizarea marilor consumatori de energie şi a tehnologiilor utilizate din punct de vedere

al apelului la resursele de energie şi evaluarea indicatorilor de eficienţă energetică realizaţi în fiecare din domeniile industriale vizate de proiect;

• Evidenţierea unor soluţii de creştere a eficienţei energetice la marii consumatori de energie cu evaluarea efectelor energetice, de mediu şi economice şi a resurselor de investiţii necesare pentru implementarea acestora;

• Elaborarea de chestionare tip de informatii pentru intocmirea bilanturilor energetice şi de documentaţii ghid cu soluţii specifice de creştere a eficienţei energetice pe tipuri de consumatori din domeniile industriale vizate de proiect;

• Realizarea de materiale model de diseminare a caracteristicilor şi rezultatelor obţinute în aplicaţii de succes (best practice) pentru domeniile industriale vizate de proiect;

• Conştientizarea şi instruirea reprezentanţilor agenţilor economici mari consumatori de energie precum şi ai administraţiilor locale printr-un atelier de lucru de diseminare a rezultatelor proiectului (prezentare detaliată pe domenii şi distribuirea unui CD-ROM conţinând chestionare tip pentru bilanţuri energetice şi ghiduri cu soluţii de creştere a eficienţei energetice).

Beneficiarii finali ai rezultatelor proiectului sunt agenţii economici mari consumatori de energie prin diseminarea şi monitorizarea rezultatelor implementării lor de către Agenţia Română de Conservare a Energiei şi filialele sale teritoriale.

Experienţa ţărilor dezvoltate arată că potenţialul de economisire depinde de foarte mulţi factori, dar că într-o primă aproximaţie se poate sconta pe valori de economisire de 5÷15 % la consumatorii mari de energie care de regula au programe de management energetic şi de 10÷30 % la consumatorii mici la care de cele mai multe ori managementul energetic nu reprezintă o preocupare curentă.

Prin aplicarea proiectului se vor obţine o serie de avantaje cu efecte tehnice, economice, sociale şi nu în ultimul rând în ceea ce priveşte impactul asupra mediului astfel cum se prezintă în continuare:

• Din punct de vedere tehnic: - Creşte capabilitatea agenţilor economici în managementul energiei consumate şi cu privire

la posibilităţile de dezvoltare viitoare în condiţii de eficienţă energetică îmbunătăţită; - Se disponibilizează, corespunzător economiilor realizate, apelul la resurse de energie

finală care pot fi puse la dispoziţia unor noi agenţi economici fară eforturi investiţionale în sectorul de transformare a energiei;

- Se pot fundamenta pertinent planuri sectoriale de reducere a intensităţii energetice din ramurile industriale cu efecte în diminuarea costurilor pentru resurse energetice din import.

• Din punct de vedere economic: - Scad costurile pentru energie ale consumatorilor industriali şi implicit costurile totale

crescând prin aceasta capacitatea lor de a rămâne pe piaţă în condiţiile unei concurenţe din ce în ce mai agresive;

- Se crează condiţii favorabile de asigurare a unei dezvoltări durabile cu eforturi financiare mai reduse şi prin aceasta obţinerea unei creşteri mai rapide a PIB decât creşterea costurilor pentru resurse energetice.

• Din punct de vedere social: - Creşte nivelul de trai al populaţiei prin îmbunătăţirea condiţiilor de confort şi sănătate

atât la locul de muncă precum şi ca urmare a micşorării impactului asupra mediului; - Diversificarea şi reducerea preţurilor şi tarifelor pentru bunuri şi servicii oferite pe piaţă

ca urmare a efectelor concurenţei între producători. • Din punct de vedere al impactului asupra mediului:

- Creşterea eficienţei energetice se realizează, de regulă, cu reducerea emisiilor de noxe în procesele industriale de aplicare şi la nivel global la nivelul producătorului de energie finală prin diminuarea consumurilor specifice de energie pe produs. Sunt efecte favorabile în domeniul apelor, solului şi emisiilor în atmosferă.

Documentaţiile finale au fost structurate pe prezentarea în cadrul unor broşuri separate dedicate fiecărei ramuri mare consumatoare de energie. Conţinutul tematic al acestor broşuri este asemănător, dar specific ramurilor şi cuprinzde, de regulă trei componente:

• Ghid cu soluţii specifice pentru creşterea eficienţei energetice; • Chestionar pentru autoevaluarea eficienţei energetice a proceslor industriale specifice,

prealabil bilanţurilor energetice; • Exemple tip „Soluţii de succes” aplicabile în industria românească.

O broşură separată este dedicată tehnologiilor şi echipamentelor cu utilizare multiramură în care au fost tratate suplimentar şi problematica proiectelor de eficienţă energetică referitor la investiţii, economii de energie, efecte saupra mediului şi indicatori financiari.

Etapa 1 - Analiza structurii consumului de resurse energetice pe ansamblul economiei naţionale.

În cadrul acestei etape s-a stabilit nivelul actual al indicatorilor de eficienţă energetică în ramurile industriale mari consumatoare de energie vizate de proiect şi la nivel naţional. Lucrarea s-a realizat pe baza informaţiilor statistice oficiale, a datelor extrase din teren sau cunoştinţelor acumulate în activitatea anterioară a partenerilor, fiecare în domeniul lui de specialitate. Se obţine astfel caracterizarea “Momentului 0” care ulterior va folosi pentru evaluarea rezultatelor tuturor acţiunilor de creştere a eficienţei energetice şi totodată va permite evidenţierea domeniilor, tehnologiilor şi instalaţiilor care oferă premize favorabile pentru implementarea unor soluţii noi, performante existente pe piaţă şi utilizate în ţările dezvoltate.

Beneficiarii finali ai rezultatelor proiectului vor fi agenţii economici mari consumatori de energie prin diseminarea şi monitorizarea rezultatelor implementării lor de către Agenţia Română de Conservare a Energiei şi filialele sale teritoriale.

Lucrarea a fost structurată pe capitole distincte reprezentând principalele industrii deţinătoare de mari consumatori de energie, un capitol în care se prezintă şi comentează situaţia la nivel naţional completate cu o parte introductivă de prezentare generală a proiectului şi o altă parte în care se prezintă concluzii şi propuneri referitoare la modul de continuare al activităţilor la proiect.

Industria produselor din materiale nemetalice (PMN)

Producerea cimentului • Cimentul este liantul cel mai utilizat în construcţii, datorită proprietăţilor sale fizico-

chimice şi fizico-mecanice deosebite. • În România, noutăţile tehnologice existente pe plan mondial în domeniul industriei

cimentului au fost adoptate la scurt timp după apariţia lor. Producţia de ciment a înregistrat următoarele evoluţii: - creştere continuă de la înfiinţare (1890) până la un maxim de 14,61 mil t în 1981; - reducere până la 12-13 mil t/an în anii 80, ca urmare a dezafectării unor capacităţi

tehnologic depăşite; - scădere accentuată în anii 90, până la un minim de cca. 5.6 mil t/an în 1999, ca efect a

reducerii consumului intern. S-a renunţat la procedeul umed de fabricaţie şi au fost dezafectate unele capacităţi de producţie pe procedeu uscat;

- stabilizare în jurul valorii de cca. 6 mil. t/an, în ultimii ani, după privatizare; - creştere anuală prognozată la cca. 5% pentru perioada începând cu anul 2005.

• În prezent, industria de ciment din România este complet privatizată, fiind împărţită între trei mari grupuri internaţionale: - Lafarge-Romcim – având drept acţionar majoritar grupul LAFARGE din Franţa, care

deţine fabricile de ciment de la Medgidia, Hoghiz şi Târgu Jiu – cca. 37 % din producţia de clincher,

- Holcim (România) – component al grupului HOLCIM din Elveţia, care deţine fabricile de ciment de la Aleşd, Câmpulung şi Turda - cca. 26 % din producţia de clincher,

- Carpatcement Holding – Membru al grupului HEIDELBERG ZEMENT din Germania, care deţine fabricile de ciment de la Bicaz, Deva şi Fieni - cca. 37 % din producţia de clincher.

• Capacitatea de producţie existentă la nivelul anului 2005: - Nr. cuptoare / Capacitate 11/24200 (t clincher /zi) - Capacitate de producţie (proiect) 8065000(t clincher/ an)

• Consumul specific de combustibili a scăzut după anul 1998 datorită modernizărilor instalaţiilor, utilizării alături de combustibili clasici de deşeuri combustibile (cocs de petrol, deşeuri de cauciuc, uleiuri uzate, deşeuri de lemn, etc.) şi renunţării la procedeul umed de fabricaţie ajungându-se în anul 2001 la 7,30 GJ/t clincher pentru procedeul umed, 3,549 GJ/t clincher la procedeul uscat şi mediu pe total producţie 3,899 GJ/t clincher;

• Consumul principal de energie termică (88 %) este în instalaţia de ardere a clincherului din totalul intrărilor de energie termică cu combustibilii;

• Consumul de energie electrică a scăzut după 1989 ajungând în anul 2001 la 122 kWh/t ciment;

• Principalii cosumatori de energie electrică pentru o fabrică de cimentsunt: - Măcinare ciment 41.0 %; - Măcinare materii prime 33.8 %; - Ardere clincher 21.2 %

• Obiectivele strategice ale industriei de ciment din România pe termen mediu sunt: - reducerea consumurilor energetice şi a costurilor de producţie; - diminuarea gradului de poluare a mediului înconjurător; - diversificarea sortimentaţiei de ciment produs, în conformitate cu prevederile normelor

europene. • Principalele direcţii de dezvoltare ale industriei de ciment din România pentru viitorul apropiat:

- trecerea la utilizarea în proporţii din ce în ce mai ridicate a combustibililor alternativi (deşeuri combustibile);

- lărgirea gamei de utilizare, în procesul de fabricare a cimentului, a deşeurilor necombustibile (ex. cenuşa de termocentrală, etc.),

- eficientizarea funcţionării instalaţiilor tehnologice şi reducerea pierderilor materiale şi energetice,

- automatizarea integrală a conducerii şi urmăririi proceselor tehnologice, - măsuri sporite pentru reducerea emisiilor de praf la sursele locale, dar şi a celor de CO2,

NOx şi SOx. Producerea ceramicii

• Tehnologia cu uscător intensiv şi cuptor tunel, automatizate este la nivelul european actual. Implementarea acesteia în ţara noastră are mare importanţă deoarece: - Asigură capacitati de productie de peste 2 până la 2,5 ori mai mari faţă de tehnologiile

existente în sector, producţia putând ajunge la 750 tone produs ars pe 24 de ore; - Asigură cele mai reduse consumuri de căldură atât la uscarea produselor (cca. 1000

până la 1050 kcal/kg apă evaporată respectiv 4186 – 4395 kJ/kg apă evaporată), cât şi la cuptor (250 – 340 kcal/kg produs ars, respectiv 1046 – 1425 kJ/kg produs ars);

- Asigură cea mai redusă intensitate energetică în sectorul ceramicii de construcţii, 20.683 kJ/Euro, faţă de 44.506 kJ/Euro la celelalte tehnologii. Este o reducere sub jumătate, demonstrând eficienţa energetică;

- Asigură o calitate deosbită a produselor arse; - Elimină în majoritatea fazelor tehnologice intervenţia personalului, reducând drastic

personalul de deservire; - Asigură desfăşurarea proceselor în mod automatizat, inclusiv operaţiile interfazice; - Permite urmărirea tuturor parametrilor termici şi hidraulici la uscare/ardere, aceştia

putând fi modificaţi în vederea optimizării proceselor; - Permite alinierea sectorului românesc pentru ceramica de construcţii la nivelul european

actual din domeniu, ştergand practic, acolo unde s-a implementat tehnologia, decalajul faţă de ţările europene avansate;

- Se obţin produse la nivel calitativ şi dimensional similar ţărilor din Uniunea Europeană.

Industria metalurgică (MET) • Reducerea consumurilor energetice într-o unitate siderurgică se poate face numai prin

aplicarea unui complex de măsuri tehnologice şi de organizare, în cadrul unui management energetic modern. Etapa iniţială a managementului energetic este cea de efectuare a diagnozei energetice a tehnologiilor şi instalaţiilor în exploatare, deoarece numai în acest mod se poate trece la etapa următoare, cea de optimizare din punct de vedere energetic a tehnologiilor şi instalaţiilor respective;

• Principalele fluxuri tehnologice din siderurgie, pe care realizează peste 90% din producţia anuală, sunt: - producerea cocsului; - producerea aglomeratului; - producerea fontei; - producerea oţelului în convertizor; - producerea oţelului în cuptoare cu arc; - producerea la cald a laminatelor finite din oţel; - producerea la rece a laminatelor finite din oţel

• În ultimii 10 ani, s-au facut eforturi substanţiale pentru modernizarea capacitîţilor de elaborare a oţelului şi a capacităţilor de laminare. Astfel majoritatea combinatelor: - deţin, în prezent, capacităţi de elaborare a oţelului bune/ acceptabile, potrivit gamei de

produse avute în vedere; - au instalaţii de turnare continuă (excepţie fiind Campia Turzii) – mai cu seamă pentru

turnarea continuă a blumurilor (turnarea continuă a ţaglei fiind posibilă numai la Târgovişte şi Oţelu Rosu);

- deţin în prezent capacităţi de laminare (cu excepţia celor de la Târgovişte şi Galaţi) care necesită un efort susţinut pentru modernizare.

• Referitor la perspectiva pâna în anul 2010, urmatoarele aspecte sunt relevante pentru corelaţia cu evoluţia consumurilor energetice: - în acord cu “Strategia de Restructurare a industriei siderurgice din Romania”, pentru

perioada 2004 -2010, este prevăzută o creştere de la 5900 mii tone în 2004, la 8789 mii tone în 2010;

- Gradul de utilizare al capacităţilor de oţel va creste la 98 %. - Nivelul capacităţilor de oţel prevăzute pentru anul 2010 este de circa 9000 mii tone/an.

Creşterile de producţie de oţel prognozate sunt determinate de creşterea randamentelor de exploatare ca urmare a modernizărilor şi managementului performant.

• Planurile de viabilitate alcătuite pentru fiecare din cele şapte combinate siderurgice integrate, în concordanţă cu noile previziuni strategice, arată că în raport cu criteriile de eficienţă practicate de Comisia Europeană, toate companiile siderurgice pot deveni viabile – eficiente economico-financiar şi competitive – în mod gradual în perspectiva anului 2010,

• Din totalul producţiei de oţel brut de 6059,42 mii tone, realizat de siderurgia româneasca în 2004, Mittal Steel SA Galaţi a produs o cantitate de 4683,44 mii tone oţel brut, ceea ce reprezintă 77,30 % din totalul oţelului brut produs de industria siderurgica. De asemenea, se constata ca si ponderea produselor laminate la Mittal Steel SA Galati este importanta (80,18%), avand o valoare de 4810483 t fata de 5999115 t pe intreaga siderurgie.In cazul acestei unitati siderurgice, ponderile cele mai mari in consumul energetic total le au suflantele (35,55 %), urmate de sectoarele furnale (16,94 %) si cocserie (12,38 %). De asemenea, in cazul Mittal Steel SA Galati, cea mai mare cantitate de energie (7,76 GJ) se consuma pentru producerea unei tone de var, urmata de producerea unei tone de cocs (6,43 GJ) si a unei tone de laminat in Laminorul de Benzi la Rece – LBR (4,46 GJ). In

aceste sectoare exista cele mai mari posibilitati de reduceri a consumurilor energetice prin modernizari. Pentru intregul flux tehnologic de la MITTAL STEEL SA Galati, consumul energetic in 2004 este de 21 240 034,91 Gcal, respectiv 88 927 778,15 GJ, ceea ce corespunde unor consumuri specifice de 18,987 GJ / t otel brut, respectiv 18, 486 GJ / t laminat. Valorile consumurilor enegetice specifice pentru MITTAL STEEL SA Galati sunt foarte apropiate de cele inregistrate pentru intreaga siderurgie romaneasca in anul 2004, si anume 18, 90 GJ / t otel brut, respectiv 19,09 GJ / t laminat.

Utilizarea energiei în industria prelucrătoare de consum final Stadiul din punct de vedere al intensităţii energetice şi al valorii adăugate brute în industria

prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri din România • Pentru a stabili nivelul actual al indicatorilor de eficienţă energetică la nivel naţional şi

analiza structurii consumurilor energetice în ramurile industriale mari consumatoare de energie vizate de proiect s-au analizat informaţii statistice oficiale existente şi care furnizează date complete numai pentru anul 2001 şi cei anteriori.

• O primă analiză a vizat ierarhizarea din punct de vedere al intensităţii energetice pentru a determina domeniile în care există interesul energetic de a se interveni cu soluţii de diminuare a necesarului tehnologic sau de reducere a pierderilor energetice de proces. În acelaşi timp este necesar a fi avută în vedere şi o ierarhizare a ramurilor industriale din punct de vedere al valorii adăugate brute în care există interesul economic de intervenţie cu măsuri structurale de reducere pe cât posibil a ponderii ramurilor care aduc valoarea adăugată mică şi creşterea celor care au valoare adăugată mare. Evident că strategia optimă va îmbina cele două posibilităţi de reducere a inensităţii energetice a economiei ţării noastre în dorinţa de a reduce cât mai mult din decalajul existent în prezent faţă de ţările din Uniunea Europeană.

• Valorile indicatorilor specifici pentru industria românească şi pentru principalele ramuri cu influenţă şi care acoperă practic în totalitate atât consumul de resurse cât şi valoarea adăugată la nivel naţional au o variaţie foarte mare de la o ramură la alta: - valoarea adăugată brută de la 199 mil. Euro95 la Industria cauciucului şi maselor plastice

(CMP) până la 3098 mil. Euro95 la Industria alimentară, a băuturilor şi a tutunului (ABT);

- consumul de resurse energetice de la 183 şi 185 mii. tep la CMP şi respectiv Industria lemnului (LMN) până la 2193 şi 2495 mii. tep la Industria chimică (CH) şi respectiv Industria metalurgică (MET);

- intensitatea energiei finale de la 11 kJ/Euro95 la ABT şi Industria uşoară (TEX) până la 242 kJ/Euro95 la MET.

• Există o serie de ramuri industriale care au un aport redus de valoare adăugată, participă în mod majoritar la consumul de resurse energetice şi realizează şi valori ale intensităţii energiei finale cu valorile cele mai mari. Aceste ramuri industriale au în frunte MET, CH şi PMN şi este evident că nu se poate renunţa la ele pe termen scurt sau mediu. Astfel de ramuri industriale trebuie avute în vedere cu prioritate pentru retehnologizare în scopul reducerii necesarului de energie de proces şi reducere a pierderilor de energie;

• O altă grupă o reprezintă ramurile industriale Industria celelozei, hârtiei şi tipăriturilor (CIP), CMP şi LMN care au intensitate a energiei finale de valoare medie, dar valoare adăugată brută redusă şi sunt cele care trebuie avute în vedere în eşalonul secund pentru împlementarea unor măsuri de retehnologizare;

• Există şi o serie de ramuri industriale care au valori ale intensităţii energiei finale medii (CM) sau chiar mică (ABT şi TEX), dar aduc un aport de valoare adăugată foarte mare. Astfel de ramuri industriale trebuie avute în vedere cu prioritate pentru creşterea ponderii lor în structura economiei naţionale;

• În tabelul următor se prezintă ponderile diferitelor ramuri industriale în consumul naţional de resurse energetice şi respectiv în valoarea adăugată brută.

Valori în [%] MET CH PMN CM ABT TEX CIP CMP LMN

Valoarea adăugată brută 5,2 5,2 4,2 20,5 37,5 15,0 3,4 2,4 4,4

Consumul final de energie 28,3 24,9 15,1 10,1 9,0 3,6 3,4 2,1 2,1

Rezultă următoarele observaţii: - două ramuri industriale MET şi CH consumă peste jumătate (53,2 %) din resursele de

energie finală în timp ce realizează numai ceva peste o zecime (10,4 %) din valoarea adăugată brută;

- dacă analizăm primele trei ramuri industriale (MET, CH şi Industria produselor din minerale nemetalice (PMN)) în ordinea consumului de resurse de energie finală se constată că acestea consumă aproape 70 % din resurse şi au o contribuţie la valoarea adăugată brută de numai 14,6 %;

- la polul opus se situează două ramuri industriale (CM şi ABT) care consumă un sfert din resursele de energie finală (25,2 %) dar contribuie la valoarea adăugată brută într-o proporţie de 58 %;

- deasemenea dacă analizăm primele trei ramuri industriale (ABT, CM şi TEX) în ordinea aportului la valoarea adăugată brută se constată că acestea asigură aproape trei sferturi (73 %) din valoarea adăugată brută în timp ce apelul la resursele de energie finală se situează la circa o treime (34,2 %);

- există un grup de trei ramuri industriale(CIP, CMP şi LMN) ale căror ponderi în consumul de resurse de energie finală şi respectiv în valoarea adăugată brută sunt practic egale şi care în total consumă 7,6 % din energia finală şi aduc 10,2 % din valoarea adugată brută;

• Stadiul din punct de vedere al intensităţii energetice şi al valorii adăugate brute în industria prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri din România indică faptul că în primul eşalon de intervenţie pentru implementarea unor măsuri de creştere a eficienţei energetice se situează trei ramuri industriale MET, CH şi PMN. Aceste ramuri industriale prezintă indicatorii de intensitate a energiei şi de consum de energie finală cei mai ridicaţi dintre toate ramurile analizate şi simultan au cele mai mici contribuţii în valoarea adăugată brută. În anul 2001 în aceste ramuri industriale intensitatea energetică era mai mare cu un ordin de mărime decât în celelalte ramuri, s-au consumat 6 milioane tep (70 % din total), iar valoarea adăugată brută a fost de 1,2 miliarde Euro95 (sub 15 % din total);

• Cele trei ramuri industriale anterioare împreună cu alte două (CM şi ABT) care consumă 25,2 % din resursele de energie finală dar contribuie la valoarea adăugată brută într-o proporţie de 58 % şi au cele mai mici valori pentru intensitatea energetică practic acoperă marea majoritate atât din punct de vedere al consumului de energie finală (95,2 %) cât şi din punct de vedere al valorii adăugate brute (72,6 %).

Comparaţie internaţională cu ţările europene privind eficienţa energetică în industria prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri

• Pentru a putea evalua potenţialul de creştere a eficienţei energetice este necesar să fie cunoscută situaţia din ţări din Uniunea Europeană mai dezvoltate (Germania, Franţa, Italia) şi din cele care au aderat mai de curând (Grecia, Spania, Portugalia);

• În tabelul următor sunt evidenţiate valorile medii pentru grupul de ţări analizat comparativ cu cele realizate în ţara noastră []:

Valori în kJ/Euro CH MET CM ABT PMN TEX CIP IND

Europa 10÷29,8 6,2÷32,2 1,3÷3,7 4,8÷8,4 17,7÷53,0 3,5÷5,7 5,6÷25,7 5,5÷13,9

România 206 125 22 10 103 11 32 40

Rezultă următoarele observaţii: - Chiar şi între ţările europene analizate intensitatea energetică variază substanţial pentru

ramurile industriale PMN (17,7 şi 53 kJ/Euro), MET (6,2 şi 32,2 kJ/Euro), CH (10 şi 29,8 kJ/Euro) şi CIP (5,6 şi 25,7 kJ/Euro) în timp ce pentru restul ramurilor (ABT, TEX şi CM) valorile sunt foarte apropiate;

- Se observă că, de regulă, valorile de intensitate energetică mare se realizează în ţările care au fost integrate mai târziu în Uniunea Europeană (Grecia, Portugalia şi Spania) în timp ce ţările dezvoltate (Franţa şi Germania) realizează, de regulă, cele mai mici valori;

- Diferenţa mică dintre valorile medii naţionale ale intensităţilor energetice în industria prelucrătoare de consum final din ţările europene analizate indică faptul că în ţările respective s-au luat măsuri de reducere a intensităţii energetice prin metode structurale cu orientare către ramuri industriale cu consum mic de energie finală şi valoare adugată brută mare;

- În ţara noastră se realizează valori ale intensităţii energetice de multe ori mai mari decât în media ţărilor europene (între 1,6 ori la ABT şi 13,4 ori la CH);

- Faptul acesta este cu atât mai grav cu cât depăşirile cele mai mari (20,6 ori la CH şi 20,2 ori la MET dacă se au în vedere valorile cele mai mici ale intensităţilor energetice realizate în ţările europene analizate) se regăsesc la acele ramuri industriale la care în ţara noastră se realizează peste 50 % din consumul de resurse de energie finală şi numai o zecime din valoarea adăugată brută;

- Singurele ramuri industriale din ţara noastră care realizează valori ale intensităţii energetice apropiate de cele realizate în ţările europene analizate (totuşi mai mari de 1,6 şi respectiv 2,5 ori faţă de valorile medii europene) sunt ABT şi TEX;

Scenarii privind consumul final de energie şi potenţialul de economisire prin reducerea intensităţii energetice cu diferite rate anuale şi respectiv la nivelurile europene pentru industria prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri din România

• Evaluarea potenţialul de creştere a eficienţei energetice respectiv de reducere a intensităţii energetice în industria prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri din România s-au stabilit următoarele ipoteze privind obiectivele şi perioada de analiză: - Durata de analiză 10 ani; - Obiective:

- Pornind de la obiectivele strategice stabilite în documentele asumate de ţara noastră în procesul de aderare la Uniunea Europeană în următorii ani va trebui să crească eficienţa energetică cu 40 ÷ 60 % respectiv cu o rată anuală de reducere a intensităţii energetice cuprinsă în plaja 5 %, 7 % şi 9 %;

- Pornind de la valorile intensităţii energiei finale realizate în ţările europene analizate este necesar să fie avute în vedre trei scenarii cu obiectivul de a atinge în următorii 10 ani valori ale intensităţii energetice egale cu cele mai mici realizate, cele mai mari realizate şi respectiv media pentru toate ţările.

• Pe baza acestor obiective s-a procedat la calculul principalilor indicatori în fiecare din cele şase scenarii considerându-se că valoarea adăugată brută pentru fiecare ramură industrială rămâne constantă în condiţiile în care creşte eficienţa energetică ceea ce înseamnă că se reduce consumul de energie în cadrul industriei prelucrătoare de consum final. Calculele au vizat determinarea potenţialului de economisire a resurselor de energie finală care pot constitui rezerva pentru dezvoltarea economică prognozată pentru viitorii 10 ani fapt ce va face posibil ca şi în ţara noastră să fie relizată decuplarea ritmului de creştere economică de ritmul de creştere a consumurilor de energie. În cadrul analizei s-au determinat valorile intensităţii energetice pentru industria prelucratoare de consum final şi principalele sale ramuri pentru fiecare din cele şase scenarii.

Apoi pe baza acestor valori prin corelarea cu valoarea adăugată brută au fost determinate valorile consumului final de energie. În final au fost determinate valorile cantităţilor de resurse de energie finală posibil a fi disponibilizate exprimate atât în valori fizice (mii tep) cât şi în valori relative (%) raportat la consumul de resurse de energie finală realizat în prezent.

Au rezultat următoarele: - În condiţiile date intensitatea energetică din CH, MET şi CM va rămâne substanţial mai

mare decât valorile cele mai mari realizate în ţările europene analizate chiar şi pentru scenariul cel mai exigent (optimist) din punct de vedere al ratei anuale de reducere;

- Pentru celelalte ramuri industriale indeplinirea obiectivelor corespunzătoare scenariilor mediu şi respectiv a celui pesimist (rată anuală de 5 %) vor permite coborârea sub valorile maxime realizate în prezent în ţările europene pentru PMN şi CIP, dar totuşi cu valori mai mari decât cele realizate cu indicatorul mediu;

- Ramurile TEX şi mai ales ABT ar ajunge la sau chiar sub valorile actuale din ţările europene analizate;

- O concluzie încurajantă o permite valoarea rezultată pentru IND care în condiţiile date privind ponderea diferitelor ramuri în cadrul industriei prelucrătoare de consum final la sfîrşitul perioadei de 10 ani se va situa la o valoare de numai 2,6 ori mai mare decât valorile maxime din grupul ţărilor europene analizate faţă de 6 ori în prezent;

- În condiţiile date consumul de energie prezintă evoluţii similare cu cele comentate anterior la analiza intensităţii energiei finale pentru unele ramuri industriale va rămâne mult mai mare decât valorile cele mai mari realizate în ţările europene analizate chiar şi pentru scenariul cel mai exigent (rata anauală de reducere 9 %) cu 621 mii tep la CH, cu 235 mii tep la MET şi cu 269 mii tep la CM;

- Pentru ramurile PMN şi TEX în condiţiile aceleiaşi rate se ating valori sub indicatorii maximi dar totuşi peste valorile medii;

- Ramura CIP ajunge în aceleaşi condiţii la valori apropiate de valorile medii, iar ABT coboară chiar sub indicatorul minim

- Plaja de evoluţie a diferiţilor indicatori se situează între scenariul valorilor minime limita superioară din punct de vedere al economiilor la consumul de energie finală şi scenariul de reducere a intensităţii energetice cu o rată anuală de 5%. Din acest punct de vedere MET şi CH pot realiza o economie anuală la consumul de energie finală cuprins între 2437 mii tep şi 4514 mii tep (circa 70% din potenţialul naţional de economisire), iar împreună cu PMN ponderea poate creşte la peste 87%.

- Aceleaşi două ramuri industriale MET, CH şi CM ramân chiar şi pentru rata anuală de reducere a intensităţii energetice de 9% cu potenţial de economisire mai mic chiar şi faţă de valorile maxime europene;

- Potenţialul de economisire pentru scenariul cu rata de 5% variază între 75% din consumul iniţial la CIP, 65% la MET şi 27% la CM;

- Acelaşi undicator în scenariul valorilor europene minime arată valori spectaculoase de peste 90% la MET (97%), CH, CM şi CIP şi cu cea mai mică valoare la ABT.

În final se poate concluziona că există un potenţial foarte mare de economisire a resurselor de energie prin retehnologizarea sau restructurarea industriei prelucrătoare de consum final şi principalele sale ramuri din România pentru care managementul energetic şi în principal efectuarea bilanţurilor energetice pot constitui elemente de esenţiale pe baza cărora se pot fundamenta decizii strategice.

Etapa 2 – Elaborarea de documentaţii specifice pe tipuri de consumatori privind chestionare tip de informaţii pentru întocmirea bilanţurilor energetice

A avut ca rezultat o serie de ghiduri chestionar, pentru marii consumatori care cuprind secvenţial şi pe niveluri informaţiile necesare a fi urmărite pentru a crea o bază reală de date pentru realizarea bilanţurilor energetice şi o primă autoevaluare a situaţiei agentului economic din punct de vedere al eficienţei energetice. Tot în această etapă s-au elaborat analize energo-tehnologice pe domenii industriale a soluţiilor performante utilizate în ţările dezvoltate. Rezultatele acestor analize vor fi utilizate ulterior la identificarea celor care sunt recomandabile pentru implementare şi în ţara noastră. Tot în această etapă au fost analizate şi soluţiile performante pentru procese tehnologice şi echipamente cu utilizare multiramură. Industria produselor din materiale nemetalice (PMN)

Producerea cimentului Soluţiile tehnologice de modernizare a principalelor utilaje din fluxul tehnologic adoptate de

industria de ciment mondială în scopul creşterii utilizării eficiente a energiei • Exploatarea materiilor prime:

- Automatizarea procesului de exploatare materii prime. S-au elaborat programe complete de optimizare pentru exploatarea materiilor prime

- Utilizarea deşeurilor necombustibile. Anual, pe plan mondial, în industria cimentului se utilizează cca. 87 milioane tone de zgură, care generează economii de 121 milioane tone material de natură calcaroasă (calcare, marno-calcare, etc.), 13 milioane tone material de natură silicioasă (argile, marne, loessuri, etc.), 407 PJ energie primară şi reducerea emisiilor cu 82 milioane tone CO2.

• Măcinarea materiilor prime şi a clincherului: S-au elaborat sisteme expert pentru automatizarea procesului de măcinare, bazate în special pe

algoritmul fuzzy logic, care asigură o funcţionare stabilă a instalaţiilor, optimizarea calităţii produsului, reducerea costurilor de operare, creşterea producţiei. Rezultatele implementării acestor sisteme au condus la creşteri ale producţiei cu până la 8% şi la reduceri ale consumurilor energetice cu până la 12 %.

Tendinţa pentru procesele de măcinare (materii prime, ciment, combustibili solizi) este aceea de utilizare pe scară tot mai largă a morilor verticale cu role, echipate cu separatoare de înaltă eficienţă (generaţia a III-a). În prezent, pe plan mondial, morile verticale cu role constituie soluţia adoptată preponderent pentru măcinarea materiilor prime şi/sau a combustibilului solid.

Separatoarele de înaltă eficienţă (generaţia a III-a) vor echipa atât instalaţiile de măcinare noi cât şi pe cele vechi, având un impact favorabil asupra procesului de măcinare în întreg ansamblul său (creşterea calităţii cimentului, scăderea consumului de energie, creşterea eficienţei măcinării, controlul temperaturii, scăderea costurilor de întreţinere).

• Arderea clincherului - Implementarea sistemelor de automatizare conduce la: reducerea cu până la 15 % a

emisiilor de NOx, reducerea cu până la 11 % a emisiilor de SO2, creşterea producţiei cu până la 6 %, reducerea cu până la 13 % a consumului de energie electrică, creşterea timpului de funcţionare la parametrii constanţi cu până la. 90 %.

- Soluţii de modernizare a instalaţiilor de clincherizare prin modificări constructive cu implicaţii directe asupra parametrilor de exploatare, a nivelului consumurilor energetice şi a calităţii produsului finit la componentele principale: - Schimbătorul de căldură - Cuptorul de clincher - Răcitorul de clincher

În ceea ce priveşte impactul asupra mediului s-au făcut progrese în scăderea emisiei de pulberi odată cu introducerea filtrelor cu saci. Acestea permit reţinerea unor cantităţi mari de praf fără a exista riscul apariţiei de disfuncţionalităţi.

Reducerea conţinutului de CO2 se poate realiza prin transformarea instalaţiilor pe procedeu umed în instalaţii pe procedeu uscat, care utilizează o cantitate de căldură mai redusă şi prin reducerea proporţiei de clincher din ciment prin utilizarea de adaosuri la măcinare.

O soluţie modernă de reducere a emisiilor globale de CO2 o reprezintă utilizarea unei părţi din resursele energetice secundare dintr-o fabrică de ciment într-un generator de energie funcţinând după un ciclu Rankyne, care recuperează căldura conţinută în gazele evacuate la coş, transformând-o în energie electrică.

Reducerea emisiilor de NOx poate fi realizată prin utilizarea de arzătoare low NOx. Utilizarea scruberelor umede pentru reducerea emisiilor de oxizi de sulf are dublul avantaj că

minimizează aceste emisii şi generează gipsul, care este reciclat în întregime în proces. Tehnici pentru creşterea eficienţei energetice la producerea ceramicii

• Utilizarea în construcţia cuptorului a materialelor eficiente de termoizolaţie, de tip carămizi termoizolatoare usoare si fibre minerale (fibre ceramice si bazaltice, unicomponent), pentru a reduce pierderile de caldura către exterior.

• Realizarea de vagonete cu structura uşoară, cu materiale de termoizolaţie uşoare, care să permită încălzirea şi răcirea rapidă şi eficientă a acestora şi să diminueze pierderile de căldură dinspre exterior.

• Utilizarea arzătoarelor de mare viteză, pentru a eficientiza schimbul de căldură între produse şi gazele arse şi pentru a uniformiza termic atmosfera din cuptor.

• Conducerea si controlul computerizat al procesului de ardere, pentru a reduce consmul de căldură şi poluanţii la coş.

• Reducerea auxiliarelor de ardere ceramice sau folosirea auxiliarelor de ardere de tip carbură de siliciu (SiC), pentru a nu încălzi şi răci alături de produse masa mare neproductivă.

Industria chimică (CH) Studiul utilizării eficiente a resurselor energetice din industria petrochimică, sinteză cauciuc şi de

îngrăşăminte chimice în principalele tehnologii avute în vedere conduce la următoarele concluzii: • Studiul este necesar pentru stabilirea de către societăţile comerciale ale strategiilor , care să

le permită o dezvoltare durabilă a sectorului de producere şi utilizare a energiei. • Pentru a fi eficient acest studiu trebuie să dispună pe datele reale privind operarea

instalaţiilor , bilanţurile din proiect existente constituind numai baza de pornire. • Tehnologiile analizate la instalaţiile din prezentul studiu, operaţionale în prezent şi

majoritatea în funcţiune, sunt construite în ultima generaţie de dezvoltare, când procesele tehnologice de bază au fost definitivate astfel încât retehnologizări cu efecte notabile privind consumurile tehnologice de utilităţi nu conduc la rezultate deosebite privind utilizarea energiei.

• În ceea ce priveşte instalaţiile oprite şi aflate în conservare, dar cu posibilităţi de repornire , se pot face următoarele consideraţii: - unele instalaţii necesită numai investiţii strict de repornire, revizii, reparaţii şi

completări, - alte instalaţii necesită modernizări sau retehnologizări cu sau fără măriri de capacitate ,

pentru a le aduce la un nivel tehnic competitiv. • Aceste investiţii şi efectele lor vor influienţa costurile de producţie ale fabricaţiilor

respective, aşa că în această etapă nu se pot notifica costurile viitoare.

• În funcţie de situaţiile concrete de repornire, se vor determina costurile şi eficienţa economică a tehnologiiilor de fabricaţie prin studii ulterioare, sectoriale sau specifice.

• Totuşi, din datele cunoscute actual se constată o preocupare majoră şi continuă în vederea conservării resurselor energetice, protecţiei mediului, stabilirii de noi soluţii pentru reducerea costurilor şi a creşterii calităţii produselor.

Industria celulozei, hârtiei şi tipăriturilor (CIP) În cadrul acestei ramuri direcţii mari de acţiune vizează reducerea consumurilor energetice şi

măsuri pentru a genera mai multă electricitate • Creşterea conţinutului în substanţă uscată a leşiei negre de la 65% la 80% • Creşterea uscăciunii cojii de la 45% la 55% • Creşterea presiunii aburului cazanului de regenerare de la 60 bar la 80 bar • Reducerea presiunii aburului de proces de la 4 bar la 3 bar • Utilizarea unei turbine de termoficare cu prize şi condensaţie pentru producerea de energie

electrică • Utilizarea unui refierbător în instalaţiile de pastă termomecanică • Creşterea uscăciunii nămolului alb de la 70% la 100% • Creşterea consistenţei pastei în treapta de albire cu peroxid de la 4% la 12% • Încălzirea apei demineralizate cu condensat de la condensatorul de terpene • Preîncălzirea ClO2 filtrat utilizând căldura celulozei de la extracţia oxidativă • Încălzirea ClO2în turnul de albire cu filtrul de la extracţia caustică • Preîncălzirea aerului de ardere • Preîncălzirea ClO2vapori de la uscarea hârtiei tissue • Încălzirea apei pentru preparare TPM • Disponibilizarea aburului viu prin preîncălzirea leşiei negre cu abur secundar • Preîncălzirea apei de alimentare a CR utilizând condensul de la stripare

Industria metalurgică (MET) Analiza energo-tehnologică pentru principalele fluxuri tehnologice siderurgice consumatoare de

energie arată că în unitatile metalurgice din ţara noastră se pot obtine importante creşteri ale eficienţei energetice prin aplicarea unor masuri din care principalele sunt următoarele:

• Pentru sectorul cocserie: - Îmbunătăţirea parametrilor funcţionali – cca. 117 Mcal/ t sarja - Modificarea echipamentelor existente sau utilizarea de echipamente noi (cca. 160

Mcal/t sarja) • Pentru sectorul aglomerare:

- Îmbunătăţirea procesului de sinterizare – cca. 2,1 Mcal/t aglomerat - Modificarea parţială a echipamentului – cca. 2,4 Mcal/t aglomerat - Utilizarea de echipamente noi – cca. 76 Mcal/t aglomerat

• Pentru sectorul furnale: - îmbunătăţirea (perfecţionarea) procesului tehnologic fără modificări de echipamente

existente sau echipamente noi – cca. 70 Mcal / t fonta - modificarea sau perfecţionarea echipamentului existent – cca. 33 Mcal/t fonta - realizarea de echipamente noi

- Creşterea randamentului termic al cauperelor prin instalarea preîncălzitorului de combustibil şi aer de combustie care recuperează căldura fizică a gazelor arse (cca. 42 Mcal / t fonta)

- Insuflarea prafului de carbune – cca. 0,68 Gcal/ t fonta • Pentru producerea otelului in convertizor:

- Controlul riguros cantitativ şi calitativ al încărcăturii – cca. 42 Mcal/t otel - Modernizarea instalaţiilor de încălzire a zidăriei oalelor de turnare – cca.14 Mcal/t otel - Recuperarea căldurii chimice a gazului de convertizor – cca. 51 Mcal/t otel

• Pentru producerea otelului in cuptorul electric cu arc: - Intensificarea topirii si cresterea eficientei energetice – cca. 70 Mcal/t oţel - Rafinarea otelului in agregatele de metalurgie in oala – cca. 25 Mcal/t otel - Preincalzirea fierului vechi in proportie de cca. 50% - la cuptoarele cu cuva unica – cca.

60 Mcal/t oţel - Preincalzirea fierului vechi in proportie de cca. 100% la cuptoarele cu doua cuve – cca.

86 Mcal/t oţel • Pentru cuptoare de incalzire si tratament din sectorul laminare:

- Reducerea cantitatii de caldura necesare incalzirii otelului; - Minimizarea caldurii gazelor evacuate din cuptor; - Marirea continutului de caldura a aerului de combustie preincalzit - Minimizarea pierderilor de caldura prin elementele constructive ale cuptorului - Optimizarea procedurilor de operare si control

Tehnologii şi echipamente utilizate în procesele industrială cu utilizare multiramură În cadrul acestui capitol s-a realizat o analiză energo-tehnologică a următoarelor sisteme şi

echipamente cu largă utilizare în toate unităţile industriale indiferent de ramura din care fac parte şi au fost stabilite măsurile necesare a fi implementate pentru creşterea eficienţei energetice:

• Sisteme de alimentare cu căldură pentru încălziri spaţiale - Reducerea pierderilor şi respectiv a aporturilor de căldură; - Reducerea pe cât posibil a necesităţilor de umidificare a aerului; - Automatizarea sistemelor de încălzire; - Recuperarea resurselor energetice secundare; - Folosirea unor echipamente cu performanţe ridicate şi care asigură un confort sporit; - Folosirea surselor alternative de energie; - Folosirea răcirii evaporative şi a acumulării de căldură.

• Cazane de abur - reducerea pierderilor de căldură pentru cazul când cazanul / cazanele existente au un

randament acceptabil; - înlocuirea cazanelor vechi cu randamente scăzute cu unele noi cu performanţe ridicate; - înlocuirea arzătoarelor vechi cu unele cu performanţe ridicate; - schimbarea combustibilului folosit.

• Sisteme de aer comprimat - Reducerea pierderilor de presiune la curgere (prin frecare); - Îmbunătaţirea concepţiei generale a statiei de compresoare – sisteme multicompresie; - Îmbunătaţirea compresoarelor - înlocuirea compresoarelor vechi cu compresoare noi cu

performanţe ridicate;

- Introducerea motoarelor electrice cu turaţie variabilă; - Recuperarea căldurii în diverse scopuri; - Îmbunătăţirea modului de utilizare a aerului comprimat la consumatori prin realizarea

de ajutaje economice, automatizarea şi etanşeizarea admisiei aerului comprimat la aparatele consumatoare, utilizarea de ajutaje corect dimensionate în vederea alegerii secţiunii minime de trecere;

- Normarea judicioasă a consumurilor specifice de aer comprimat pe unităţi de produs, pe secţii de producţie;

- Utilizarea unor sisteme sigure de control in funcţionare; - Îmbunătăţirea sistemelor de răcire, uscare şi filtrare; - Folosirea rezervoarelor pentru stocarea aerului comprimat; - Încălzirea aerului comprimat înainte de consumatori, pentru acelaşi consum volumetric

se reduce astfel consumul gravimetric. Încălzirea aerului chiar la temperaturi înalte, nu prezintă pericol de explozie a eventualului amestec aer si ulei.

- Reducerea pierderilor de aer; - Înlocuirea mai frecventă a filtrelor.

• Instalaţii de iluminat - Scăderea puterii electrice consumate de lămpi; - Scăderea numărului de lămpi montate. - Scăderea timpului de utilizare a sistemului de iluminat; - Măsuri cu caracter administrativ.

• Motoarele electrice Aşa cum rezultă din studiile ONU privind posibilităţile de reducere a consumurilor energetice

pentru ţările din Europa de Est, utilizarea acţionărilor cu viteză variabilă şi regulatoarelor electronice aplicabile în industrie, sectorul terţiar şi reţelele de încălzire urbană pot genera economii cuprinse între 25 şi 50% din consumul actual. Reglarea generatoarelor de utilităţi industriale în funcţie de sarcina momentan cerută de procesul tehnologic permite obţinerea următoarelor economii de energie electrică:

- 30÷50% pentru ventilatoare şi pentru pompele de alimentare a cazanelor; - 20÷25% pentru compresoare.

Sistemele de acţionare reglabile trebuie să se folosească în principal în următoarele cazuri: - atunci când condiţiile de funcţionare impun ca puterile să fie modificat des şi în limite

foarte largi (cazul pompelor de alimentare cu apă şi cel al turbocompresoarelor pentru transportul gazelor);

- în condiţiile în care se impune funcţionarea prelungită cu un debit mult mai mic decât cel nominal (cazul ventilatoarelor folosite în aerajul minier);

- pentru turbomaşinile care necesită reglarea automată a debitului, pentru care se impun cerinţe riguroase în ceea ce priveşte calitatea reglării (cazul pompelor de recirculare şi al turbocompresoarelor de răcire);

• Cuptoare industriale - Recuperarea avansată a căldurii fizice şi chimice a gazelor de ardere evacuate (cu efecte

energetice şi ecologice) Având în vedere principalele caracteristici ale gazelor de ardere evacuate din cuptoarele tehnologice acestea pot fi considerate: - resurse energetice secundare) de natură termică; - resurse energetice secundare de natură combustibilă.

Etapa 3 – Soluţii de creştere a eficienţei enrgetice la agenţii economici mari consumatori de energie, elaborarea de documentaţii ghid

Pe baza rezultatelor din etapele anterioare se vor elabora documentaţii cu soluţii de creştere a eficienţei energetice specifice fiecărui domeniu industrial care vor cuprinde indicaţii cu privire la cuantificarea costurilor cu energia, identificarea instalaţiilor şi echipamentelor mari consumatoare de energie, exemple concrete de măsuri (soluţii tehnice), modul de calcul al efectelor scontate şi a eforturilor de investiţii ierarhizate din punct de vedere financiar (“low cost / no cost”), cu costuri medii şi respectiv cele care necesită investiţii mari şi cu durată de realizare mai îndelungată. Pentru fiecare domeniu industrial se va realiza câte un astfel de ghid. Pentru a iniţia o activitate care ar trebui continuată în viitor pentru fiecare domeniu s-a realizat câte un prospect tip “soluţii de succes” care prezintă sintetic una din soluţiile cele mai performante aplicate în ţara noastră sau într-o ţară dezvoltată, dar pentru care sunt condiţii de aplicare şi la noi.

În cadrul lucrării au fost evidenţiate pentru fiecare domeniu industrial următoarele componente principale: • Elemente de management energetic; • Măsuri generale pentru creşterea eficienţei energetice; • Structura consumului de energie; • Costurile aferente consumului de energie; • Principalele instalaţii (procese) şi echipamente consumatoare de energie; • Schema bloc cu lanţul de producţie; • Principalii consumatori de energie; • Soluţii şi măsuri de creştere a eficienţei energetice; • Exemple de indicatori energetici specifici; • Chestionar pentru autoevaluarea eficienţei energetice prealabil auditului energetic; • Prospect „Soluţii de succes”. Industria produselor din materiale nemetalice (PMN) Producerea cimentului Industria cimentului trebuie să facă faţă continuu provocării de a găsi căi de creştere a producţiei

şi de reducere a costurilor de producţie, a consumurilor energetice şi a impactului asupra mediului. Într-o fabrică de ciment, aceste preocupări conduc, de obicei, la căutarea soluţiilor de optimizare a proceselor tehnologice. Pentru unele fabrici aceasta înseamnă realizarea de investiţii importante pentru modernizarea instalaţiilor tehnologice, iar pentru altele implementarea de programe pentru înlăturarea cauzelor care conduc la ineficienţă. Una dintre direcţiile cu impact major asupra performanţelor instalaţiilor de clincherizare este sistemul de combustie, a cărui importanţă este adeseori subestimată. Sistemul de combustie reprezintă un punct critic în procesul de producţie al cimentului şi poate avea un impact major asupra performanţelor unei fabrici.

Cheltuielile cu combustibilul reprezintă o parte importantă din totalul cheltuielilor de producţie, iar condiţiile de ardere din cuptor şi/sau calcinator pot avea efecte defavorabile asupra productivităţii instalaţiilor de clincherizare precum şi asupra măcinabilităţii clincherului şi a rezistenţelor finale ale cimentului rezultat.

Ghidul are ca scop prezentarea unor sugestii practice de management al eficienţei energetice, cuprinzând soluţii performante pentru reducerea consumurilor energetice pentru principalele procese şi instalaţii din industria cimentului. Este dificil de exprimat economia în bani sau valoarea investiţiilor asociate fiecărei soluţii în parte, aceasta trebuind să facă obiectul unui studiu individual, care este direct legat de costurile cu energia specifice fiecărei fabrici.

Măsurile pentru creşterea eficienţei energetice întâlnite frecvent în industrie se aplică şi în industria cimentului:

• înlocuirea unei forme de energie cu alta;

• controlul consumului de energie electrică în orele de vârf; • înlocuirea motoarelor electrice cu motoare de înaltă performanţă; • utilizarea de acţionări cu turaţie variabilă (convertizoare de frecvenţă); • optimizarea funcţionării instalaţiilor de aer comprimat şi a sistemelor de ventilare; • etanşarea cu materiale izolante a componentelor unor instalaţii (cuptoare, schimbătoare de

căldură, cazane, etc.), a traseelor de fluide, a clădirilor, etc. Principalii consumatori de energie la fabricarea cimentului

• Consumul de combustibili - intrările de energie cu combustibilii principali (gaz metan, cocs de petrol/cărbune, păcură, motorină, benzină) reprezintă cca. 90-95 % din totalul intrărilor de energie termică şi sunt repartizate astfel: - 80 - 90 % la instalaţia de ardere a clincherului; - 1,5 - 3,5 % la instalaţiile de uscare a adaosurilor pentru măcinarea cimentului; - 2 % la instalaţiile de uscare a materiilor prime; - 0,5 % la instalaţiile de măcinare-uscare a materiilor prime; - 6 - 8 % alţi consumatori.

• Consumul de energie electrică - Consumatorii principali de energie electrică sunt instalaţiile de măcinare materii prime şi de măcinare ciment, cu un total de cca. 70 % din totalul intrărilor de energie electrică. Defalcarea a consumului de energie electrică pe consumatori într-o fabrică de ciment este următoarea. - 2 – 7% la extracţie şi preparare materii prime; - 31-35% la măcinare materii prime; - 18% la ardere clincher; - 35-41% măcinare ciment; - 1,5% la expediţie ciment;

Principalele soluţii de creştere a eficienţei energetice la fabricarea cimentului • Automatizarea proceselor de exploatare materii prime, măcinare şi a procesului de ardere; • Utilizarea deşeurilor necombustibile şi a adaosurilor; • Modernizarea instalaţiilor de măcinare, a separatoarelor, a schimbătoarelor de căldură şi a

cuptoarelor şi răcitoarelor de clincher; • Utilizarea de mineralizatori în procesul de ardere; • Utilizarea combustibililor alternativi şi a deşeurilor combustibile;

Indicatori energetici specifici la fabricarea cimentului Principalii indicatori energetici specifici şi valorile estimative ale acestora pentru liniile de

fabricaţie a cimentului cu capacitatea de 3000 t clincher/zi, fără precalcinare sunt: • consumul specific de combustibil, cet, definit ca raport între consumul anual de combustibil şi

producţia anuală de ciment, are valori cuprinse între 2750 – 3050 MJ/tciment; • consumul specific de energie electrică, cel, definit ca raport între consumul anual de

energie electrică şi producţia anuală de ciment, are valori cuprinse între 110 – 120 kWh/tciment;

• consumul specific de energie, cen, definit ca raport între consumul anual de energie şi producţia anuală de ciment, are valori cuprinse între 3180 – 3450 MJ/ tciment;

• intensitatea energetică, i, definită ca raport între valoarea producţiei anuale şi consumul anual de energie, valori cuprinse între 0,045 – 0,060 lei/MWh.

Producerea ceramicii Eficienţa utilizării energiei în sectorul ceramicii este realizată prin implementarea unor soluţii

tehnice care în ţările europene avansate sunt aproape generalizate. Şi în ţara noastră, fabricanti reprezentativi pentru ceramica de construcţii, au implementat şi implementează aproape în totalitate aceste elemente care asigură eficenţa energetică.

Tehnici de reducere a consumului de energie in industria ceramicii de constructii • Utilizarea în construcţia cuptorului a materialelor eficiente de termoizolatie, de tip carămizi

termoizolatoare usoare si fibre minerale (fibre ceramice si bazaltice, unicomponent), pentru a reduce pierderile de caldura către exterior;

• Realizarea de vagonete cu structura şi materiale de termoizolaţie uşoare, care să permită încălzirea şi răcirea rapidă şi eficientă şi să diminueze pierderile de căldură spre exterior;

• Utilizarea arzătoarelor de mare viteză, eficientizarea schimbului de căldură produse / gaze arse şi pentru a uniformiza termic atmosfera din cuptor;

• Conducerea si controlul computerizat al procesului de ardere, pentru a reduce consmul de căldură şi poluanţii la coş;

• Reducerea auxiliarelor de ardere ceramice sau folosirea auxiliarelor de ardere de tip carbură de siliciu, pentru a nu incălzi şi răci alături de produse masa mare neproductivă;

• Minimizarea timpului de staţionare a produselor uscate între ieşirea din uscător şi intrarea în cuptor, în vederea evitării răcirii produselor şi a evitării absorbţiei de umiditate de catre produse din mediul ambiant;

• Recuperarea avansată a căldurii din produsele arse, în zona de răcire a cuptorului, sub formă de aer cald pentru uscătoria de produse, în scopul reducerii consumului de combustibil la uscatorie şi implicit a emisiilor de poluanţi evacuaţi la coş;

• Înlocuirea combustibililor grei cu combustibili curaţi, care elimină mai puţine noxe la coş; • Optimizarea formei/alcătuirii produsului in vederea reducerii masei unitare a produsului,

pentru a reduce consumul de materie primă pe unitatea de produs şi implicit a consumului de caldură pentru uscare şi ardere şi pentru a permite schimbul eficient de caldură între agentul de încalzire/răcire şi produs.

Indicatori energetici pentru ceramica de constructii Compararea consumurilor specifice realizate la nivel european, prin tehnici BAT (best available

technologies) şi consumurile realizate de o unitate din România pentru consumul de combustibil, la producerea carămizilor şi blocurilor ceramice la nivelul anului 2005 sunt:

• Conform BAT 1.87 GJ/tonăprodus ars • Realizat la unitatea reprezentativă, pentru carămizi 1.40 GJ/tonăprodus ars

Consumul de combustibil (gaz natural) pentru realizarea carămizilor şi ţiglelor ceramice, conform BAT şi cel realizat în România, la nivelul anului 2005, în GJ/tonăprodus ars sunt:

• Conform BAT: - Carămizi 1,62…1.87 GJ/tonăprodus ars - Ţigle 1,97…2,93 GJ/tonăprodus ars

• Realizat la unitatea reprezentativă: - Produse ceramice (carămizi + ţigle) 2,688 GJ/tonăprodus ars

Consumul de energie electrică pentru realizarea carămizilor şi ţiglelor ceramice conform BAT şi cel realizat în Romania, la nivelul anului 2005, în GJ/tonăprodus ars sunt:

• Conform BAT: - Carămizi 0,08…0,22 - Ţigle 0,23…0,41

• Realizat la unitatea reprezentativă: - Produse ceramice (carămizi + ţigle) 0,157

Rezultă că unităţile reprezentative din România au implementate tehnologiile de uscare şi ardere de nivel european, relizând consumuri de combustibil şi energie electrică la nivelul celor mai competitive consumuri pe plan european.

Energia înglobată şi costurile aferente cu energia, la fabricarea ceramicii de construcţii Stabilirea conţinutului total de energie înglobată prin consum, în materialele de tip ceramica de

construcţii, s-a făcut pentru întreg fluxul de fabricaţie a acestora, pornind de la extracţia materiei prime şi până la expedierea produsului finit. În acest scop s-a elaborat un model care cuprinde toate elementele/procesele ce intervin în fluxul de fabricaţie, care presupun consumuri energetice, adică : consumurile specifice de energie la extracţia materiilor prime, consumurile pentru transportul materiei prime la fabrică precum şi consumurile de energie electrică şi combustibil pentru uscare, ardere, conveying.

Pe baza acestor consideraţii a rezultat costul aferent consumului de energie reprezintă 23,88 % din preţul de producţie al produsului.

Principalele soluţii de creştere a eficienţei energetice la fabricarea cimentului • Măsuri cu Perioadă Simplă de Recuperare a investiţiilor mai mică de 1 an (Low cost no cost)

- Termoizolarea la exterior a plafoanelor uscătoriilor tunel cu funcţionare continuă; - Termoizolarea la interior a planşeului din beton armat al uscătoriilor camere cu

funcţionare discontinuă; - Etanşarea şi termoizolarea la exterior a bolţilor tip arc ale cuptoarelor tunel; - Termoizolarea corespunzătoare a tubulaturilor de agenti calzi; - Utilizarea materialelor de tip fibre ceramice pentru termoizolatii la temperaturi ridicate.

• Măsuri cu Perioadă simplă de recuperare a investitiilor cuprinsă între 1 şi 3 ani: - Creşterea gradului de termoizolare a bolţii plane interioara, la cuptoarele cu boltă dublă; - Creşterea gradului de recuperare a căldurii din produsele arse, la răcirea finală a

produselor, prin mărirea cantităţii de aer cald recuperat; - Reducerea auxiliarelor suport de ardere sau a masei acestora; - Optimizarea formei si alcatuirii produselor in vederea reducerii masei unitare raportate

la volum; - Introducerea sistemului tip precuptor.

• Măsuri cu Perioadă Simplă de Recuperare a investitiilor mai mare de 5 ani: - Realizarea de vagonete cu structura usoara, cu materiale de termoizolatie usoare, cu

inertie termica redusa la incalzire/ racire, cu pierderi termice spre exterior reduse si inmagazinare de caldura minimizata;

- Utilizarea arzatoarelor de mare viteza (Jet) la zona constructiva de preincalzire a cuptorului;

- Conducerea si controlul computerizat al procesului de ardere la camera de combustie a uscatoriei si la cuptor;

- Introducerea sistemelor de uscare intensiva a pruduselor crude, cu jeturi rotative de aer cald. Industria chimică (CH) Analiza la această etapă arată că studiul este necesar pentru stabilirea de către agenţii economici

a strategiilor care să permită o dezvoltare profitabilă a sectorului de producere şi utilizare a energiei. Acest studiu trebuie să se facă pe datele reale privind operarea instalaţiilor, bilanţurile din proiect

existente consituind numai baza de pornire. Tehnologiile analizate la instalaţiile din prezentul studiu, operaţionale în prezent şi majoritate în

funcţiune, sunt construite în ultima generaţie de dezvoltare, când procesele tehnologice de bază au fost definitivate, astfel încât retehnologizări cu efecte notabile privind consumurile tehnologice de utilităţi nu conduc la rezultate deosebite privind utilizarea energiei.

În ceea ce priveşte instalaţiile oprite şi aflate în conservare, dar cu posibilităţi de repornire se pot face următoarele consideraţii:

• unele instalaţii necesită numai investiţii strict de repornire, revizii, reparaţii şi completări; • alte instalaţii necesită modernizări sau retehnologizări cu sau fără măriri de capacitate,

pentru a le aduce la un nivel tehnic competitiv.

Aceste investiţii şi efectele lor vor influenţa costurile de producţie ale produselor respective, aşa că în această etapă nu se pot estima costurile viitoare. În funcţie de situaţiile concrete, se vor determina costurile şi eficienţa economică a tehnologiilor de fabricaţie prin studii ulterioare, sectoriale sau specifice.

Contribuţia industriei chimice datorită conjucturilor economice din această perioadă este în continuă scădere.

În cadrul industriei chimice organice şi anorganice materiile prime, ţinând seama de specificul tehnologiilor, sunt hidrocarburi (derivate din prelucrarea ţiţeiului şi a gazelor naturale ) şi reprezintă 70 – 85% din cheltuielile de fabricaţie, iar utilităţile 8 – 10% (energie electrică, termică, apă de răcire, aer comprimat , azot, etc.), materii prime care sunt cuprinse în balanţa energetică globală a industriei.

Particularităţile specifice tehnologiilor petrochimice, şi în mod deosebit aceea că înseşi materiile prime iniţiale sunt resurse energetice, rezultă că o utilizare eficientă a energiei se obţine cu operarea la minim 80% din capacitatea proiectată a instalaţiei respective.

În industria chimică structura consumului de energie constă în principal din: • energie electrică absorbită din sistemul energetic naţional (SEN) având ca surse

termocentrale, hidrocentrale şi centrala nucleară de la Cernavodă. • energie termică produsă în CET-uri proprii sau de zonă, având la bază combustibili gazoşi

sau lichizi tip păcură. Singura unitate care utilize combustibil solid (cărbune) a fost dezafectată de la Vâscoza Lupeni.

Energia termică rezultată din reacţiile exoterme şi de la recuperarea condensului curat sau impurificat este refolosită prin spaţiile de recuperare în interiorul platformelor respective în diverse scopuri. Procentul de recuperare a acesteia este de circa 90%.

Alimentarea cu energie electrică a consumatorilor la un alt nivel calitativ şi de siguranţă precum şi gospodărirea raţională şi eficientă a bazei energetice presupune pe de o parte cunoaşterea performanţelor tehnico-economice ale tuturor părţilor componente ale întregului lanţ energetic de la producător la consumator, iar pe de altă parte asigurarea condiţiilor optime din punct de vedere energetic pentru funcţionarea acestora.

Principalul mijloc care este la îndemâna specialiştilor pentru realizarea acestor obiective importante îl constituIe bilanţul energetic care permite efectuarea atât a analizelor cantitative cât şi a celor calitative asupra modului de utilizare a tuturor formelor de energie în cadrul limitelor unui sistem determinat.

Ca măsuri de sporire a eficienţei energetice a proceselor energointensive putem enumera: • îmbunătăţirea contactelor electrice pe căile de curenţi intenşi • reglarea automată individual sau pe pachete mici a distanţelor anod-catod în procesele de

electroliză • adoptarea de electrozi din materiale rezistente la uzură chimică • identificarea şi adoptarea unui regim optim de sarcină în cadrul cuptoarelor încălzite

electric • reorganizarea spaţiilor de control al calităţii produselor (analiza curentă, cromatografică a

hidrocarburilor) • schimbarea sistemului de reglare a turaţiei motoarelor (folosirea convertizoarelor de frecvenţă) • recuperarea energiei de frânare a motoarelor electrice şi reintroducerea acesteia în instalaţia

de alimentare • izolarea instalaţiilor care produc noxe de restul halelor de producţie pentru a nu necesita

instalaţii mari de ventilaţie mecanică • izolarea termică mai bună • recircularea şi recuperarea căldurii din aerul fierbinte rezultat din procese chimice • recuperarea căldurii din apa de răcire • recuperarea gazelor combustibile rezultate la cracarea hidrocarburilor (cracarea gazului

metan pentru obţinerea acetilenei după obţinerea hidrocarburilor utile)

În lucrare se prezintă un chestionar pentru autoevaluarea eficienţei energetice prealabil auditului energetic în procesele de producere şi prelucrare a cauciucului care investighează detaliat următoarele domenii principale

• Alimentarea cu energie electrică • Depozitarea materiilor prime • Faza de amestecare • Prelucrare (mori, calandre şi extrudere) • Procese de vulcanizare • Rebuturi, rezidii şi reprelucrare • Depozitarea produsului final • Cazane şi distribuţia aburului • Aerul comprimat • Apa de răcire • Motoarele electrice • Închidere • HVAC • Iluminatul

Sugestii de creştere a eficienţei energetice în industria producătoare de îngrăşăminte • Societăţile comerciale producătoare de îngrăşăminte chimice au strategii diferite de

modernizare şi intrare pe piaţă într-un sistem concurenţial, atât intern cât şi extern. • Piaţa internă de îngrăşăminte va rămâne încă incertă o perioadă de timp datorită

incapacităţii financiare a consumatorilor interni. În aceste condiţii producătorii de îngrăşăminte chimice din România vor trebui să-şi plaseze producţiile pe piaţa externă.

• Sistemul funcţional în deplină siguranţă a instalaţiilor din sectorul de îngrăşăminte impune o asigurare continuă cu sursele energetice de bază (gaze naturale şi energie electrică) a instalaţiilor tehnologice şi implicit a celor ce asigurp alte surse de utilităţi (ex. abur, apă, aer instrumental, etc.)

• În aceste instalaţii nu este posibilă scoaterea din funcţiune a unor mari consumatori în orele de vârf deoarece periclitează siguranţa în exploatare a ansamblului.

• Instalaţiile pot fi oprite secvenţial sau menţinute în regim de funcţionare de avarie numai în cazul în care aceste situaţii sunt cunoscute şi comunicate în timp util producătorilor de îngrăşăminte chimice.

• În ceea ce priveşte chestionarul pentru autoevaluarea eficienţei prealabil auditului energetic pentru energie electrică se fac următoarele precizări:

• Curba de consum de energie electrică este specifică fiecărei societate comercială în parte. Pe baza experienţei noastre nu credem că există sau este posibil să fie implementat un sistem care să limiteze consumurile de energie electrică forţă în orele de vârf şi care în mod normal reprezintă peste 90% din total în condiţiile în care instalaţiile aflate în funcţiune realizează profilul de producţie viabil prezentat.

• Nu există posibilitatea de a scoate din funcţiune şi ulterior repornirea pentru perioadele de vârf. Aşa cum s-a precizat şi anterior aceste manevre pot afecta grav siguranţa în exploatare a instalaţiilor cu funcţionare continuă şi pot conduce la pierderi irecuperabile din punct de vedere financiar – contabile mai ales în cazul în care există contracte externe în derulare.

Aceste date tehnico-economice produsele din chimia organică şi în special din industria petrochimică, vor sta la baza alcătuirii unei broşuri cuprinzând elemente de diseminare a unor măsuri tehnice tip „Soluţii de succes”, care vor avea ca efect reducerea consumulurilor de materii prime şi energetice în sectorul respectiv.

Industria celulozei, hârtiei şi tipăriturilor (CIP) Transformarea unei fabrici existente în fabrică model necesită surse financiare mari şi poate să

nu fie fezabilă economic când avantajelele sunt numai costurile energetice. În orice caz, efortul financiar este considerabil pentru reducerea costurilor energetice în fabricile de celuloză şi hârtie. Monitorizarea în detaliu pentru aplicarea celor mai bune măsuri de eficienţă energetică vor constitui un set de "unelte" pentru planificarea sistematică în a atinge cele mai bune performaţe existente în fabricile de celuloză şi hârtie.

Implementarea programului de conservare a energiei necesită de obicei o schimbare în concepţia fabricii. Schimbările de concepţie trebuie demarate folosind un management superior. El trebuie să vină cu idei progresiste, să conceapă şi să dezvolte un plan de acţiune, să fie un adevărat lider în economisirea resurselor. Programul de conservare a energiei poate aduce beneficii mari, dar în general pot fi obţinute şi un mare număr de câştiguri secundare mai mici. Astfel, este necesar un efort continuu pentru a obţine beneficii timp îndelungat după implementarea proiectelor. Unul din primii paşi pe care fabrica trebuie să-i întreprindă este crearea unei bănci de date. Banca de date permite managementului să compare performanţele fabricii sale cu fabrici similare sau cu o fabrică model reprezentând cele mai bune practici actuale. Aceasta reprezintă motivaţia pentru oportunităţile oferite în acţiunile sale de conservare a energiei.

Apoi, în fabrica trebuie aplicat un program de eficientizare a energiei. Trebuie alocate resurse suficiente pentru îndeplinirea programului pus în practică de inginerii fabricii asistaţi de o echipa din conducerea fabricii, consultanţi externi şi alţi experţi care vor acoperi toate zonele de activitate ale fabricii.

Analiza proceselor tehnologice şi optimizarea energiei Fabricile existente constau în mod obişnuit din câteva linii de fabricare a celulozei şi maşini de

hârtie pentru piaţă, instalate la interval de 10-20 de ani de la contruirea fabricii. În cele mai multe cazuri echipamentul original a trebuit să fie dezafectat, dar echipamentele auxiliare cum ar fi sistemele de furnizare a aburului şi apei au fost încă pastrate. La intervale diferite de timp au fost instalate sisteme noi de efluent şi probabil cazane şi instalaţii de cogenerare noi. La data instalării, fiecare nou sistem a fost integrat în sistemele existente într-un grad mai mare sau mai mic, conducând în multe cazuri la un grad ridicat de interdependenţă între sistemele vechi şi noi. Într-un asemenea proces complex, este dificil să te asiguri că economiile de energie obţinute în activitatea unui proces tehnologic acoperă pierderile din altă parte. În inginerie este esenţial să te asiguri că orice proiect de eficientizare a energiei reduce energia totală utilizată în fabrică şi nu doar transferă energia economisită unui alt departamant sau unei alte activităţi din fabrică.

Un procedeu simplu de analiză este simularea pe calculator a balanţei energiei pe întreaga fabrică. Aceasta permite conducerii fabricii ca prin implementarea modelelor de proiecte pe un calculator să simuleze comportamentul “ce ar fi dacă “ şi astfel să verifice efectelele acestuia asupra consumului de energie pe întrega fabrică.

Modelele pot prezice variaţii în economisirea energiei cauzate de schimbarea temperaturii apei proaspete în funcţie de anotimp. Finalmente, o simulare dinamică permite înţelegerea stării regimului sistemului analizat astfel încât pot fi evaluate schimbările de regim pe durata tranziţiei. În orice caz, comportamentul “ce ar fi dacă“ poate consuma timp si nu acoperă bune sau cele mai utile soluţii.

Mijloacele de prelucrare dezvoltate, cum ar fi analiza pinch, stabilesc nivelul consumului minim teoretic de energie al proceselor tehnologice şi furnizează liniile directoare pentru modificările necesare atingerii acestui consum minim. Analiza pinch este un instrument puternic care trebuie totuşi aplicat cu grijă şi poate fi un temei puternic acolo unde nu poate fi implementat un proiect pretenţios de recuperare a căldurii. Tot aşa de bine, nivelele minime de consum de energie pot reclama cheltuieli mari de capital şi nu toate proiectele de recuperare a căldurii vor fi fezabile economic la un preţ dat pentru energie. Aplicarea ştiinţifica a nivelului consumului minim teoretic de energie este puternic motivată de îmbunătăţirea eficienţei şi de reducerea pierderilor.

Fiecare proces tehnologic dintr-o fabrică va fi comparat cu cel similar dintr-o fabrică model pentru a vedea cum se compară acesta cu cele mai bune practici şi unde poate fi îmbunătăţit.

Strategii de achiziţionare a energiei Energia cumpărată într-un mediu "dereglat" poate fi necompetitivă si variaţia preţulului energiei

poate avea un impact semnificativ asupra funcţionării fabricii. Deciziile privind energia trebuie să satisfacă o varietate de obiective: cerinţele de funcţionare ale fabricii, costuri minime, minimalizarea emisiilor de CO2 şi evacuarea reziduurilor. Restructurarea pieţelor de energie asigură oportunităţi de achiziţionare a energiei la preţuri mai mici, dacă fabricile sunt flexibile în utilizarea energiei. Pentru exploatarea acestor oportunităţi se cer schimbări considerabile în concepţie, începând cu un management mai energic al necesarului de energie şi intensificarea activităţii de management în achiziţie de energie. Instrumentele manageriale privind riscul financiar vor deveni mult mai importante într-o piata a energiei "dereglată".

Selectarea şi identificarea proiectelor Selectarea proiectelor este o obligaţie standard pentru personalul ingineresc al fabricii şi implică

calculul costurilor estimate, recuperarea investiţiei sau alţi indicatori economici comuni. În orice caz, selectarea proiectelor de eficientizare a energiei sunt sarcini suplimentare pentru personalul ingineresc.

Implementarea succesivă a mai multor proiecte poate avea impact asupra recuperării investiţiei. De exemplu, la orice proiect unde căldura este transferată pentru prepararea apei de alimentare a cazanului nu vor rezulta continuu economii dacă, la o dată anterioară, alte proiecte, cum ar fi reducerea consumului de abur sau recuperarea condensatului returnat, reduc debitul pentru prepararea apei de alimentare. Este important să se înţeleagă din timp această încrucişare a efectelor încă din etapa de selectare a proiectelor.

Tot aşa de bine trebuie să fie avantajos economic reducerea emisiilor de CO2. Comercializarea emisiilor este încă în faza de început dar poate oferi beneficii substanţiale pe măsură ce programele de limitare a emisiilor GHG devin recunoscute tot mai mult de legislaţie şi agenţiile de reglementare. Beneficiile economice apărute din reducerea consumului de energie pot depăşi economiile cu costul energiei şi poate include un bonus pentru fiecare tonă de emisii de CO2 redusă realizată prin reducerea consumului de combustibil fosil.

În sfârşit, vor fi luate în consideraţie oportunităţile de reducere a energiei când se planifică creşterea producţiei sau îmbunătăţirea calităţii produselor. Un capital suplimentar mic cheltuit pentru mărirea randamentului echipamentelor sau procesului tehnologic, cu o recuperare rapidă a investiţiei, pot fi metode mai bune decât un proiect cu o recuperare de durată a investiţiei.

Monitorizarea şi creşterea continuă a performanţelor Odată alocat bugetul de capital şi implementate proiectele, este important ca activitatea de

economisire să continue şi să se repete în fiecare an. Tot aşa, este important să considerăm eficientizarea energiei ca un proces în continuă perfecţionare: odată ce un set de proiecte a fost implementat, este important să iniţiem planificarea unui alt program de eficientizare a energiei. Astfel, trebuie pus în practică un sistem de monitorizare şi creştere continuă a performanţelor. Printr-o combinaţie de hardware, software şi de practici manageriale, acest sistem te asigură că odată ce o conductă de abur a fost decuplată, ea rămâne decuplată, că odată ce un proces tehnologic a fost reglat, el rămâne reglat şi că beneficiile economice se acumulează continuu.

Există un potenţialul considerabil pentru reducerea energiei utilizate în fabricile de celuloză şi hârtie. Fabrica model de celuloză kraft poate funcţiona cu un consum de 9,9 GJ/ADt abur, 1,2 GJ/ADt combustibil fosil şi 578 kWh/ADt electricitate. Aburul şi electricitatea cerute în procesul tehnologic pot fi obţinute prin arderea leşiei şi deşeului de tocătură. În acest fel energia achiziţionată necesară pentru cuptorul de var este de numai 1,2 GJ/ADt combustibilul fosil. Fabricile existente de celuloză kraft achiziţionează în medie mai mult de: 5,99 GJ/ADt combustibil fosil şi 272 kWh/ADt electricitate. Fabricile din ţara noastră consumă din combustibil fosil între 5,2 ÷13,6 GJ/ADt şi 955÷1386 kWh/ADt

Fabricile model de hârtie tipar lucrează cu 80% TMP şi 20% DIP. Ele pot funcţiona cu 0,2 GJ/ADt abur şi 2430 kWh/ADt electricitate. Necesităţile de abur sunt asigurate pe plan intern. Energia achiziţiontă este în primul rând electricitatea, 2430 kWh/ADt, împreună cu numai 0,2 GJ/ADt din necesarul de 0,8 GJ/ADt combustibil fosil necesar pentru asigurarea continuă a nevoilor de abur cât şi pe durata situaţiilor de funcţionare tranzitorie în fabrică. Fabricile existente de hârtie tipar achiziţionează în medie 2850 kWh/ADt electricitate şi 4,46 GJ/ADt combustibil fosil. Fabricile integrate din ţara noastră consumă din combustibil fosil între 10,58 ÷17,02 GJ/ADt şi 1386 ÷ 1838kWh/ADt, iar în fabricile de hârtie (hârtia de ziar) între 13,43 GJ/t şi 2709 kWh/t.

Intensitatea energetică a fabricilor de celuloză şi hârtie se înscrie cu valori între 45÷79 RON/GJ. Fabricile existente se pot apropia de nevoile scăzute de energie ale fabricilor model prin

intermediul programului de eficientizare a energiei. Principalele instalaţii (procese) şi echipamente consumatoare de energie O mare parte a energiei termice se consumă la încălzirea diferitelor lichide şi la evaporarea apei.

Energia termică de asemenea se utilizează pentru mărire vitezei sau controlul reacţiilor chimice. Energia electrică se consumă în principal la transportul materialelor (pompare) şi acţionarea maşinilor de hârtie (în fabricile de celuloză integrate).

La fabricarea celulozei sulfat albite în fabrici modernizate se consumă aproximativ 10-14 GJ/ADt energie termică (nu include aburul folosit la producerea energiei electrice). Consumul de energie electrică la fabricarea celulozei se situează la 600-800 kWh/ADt, incluzând şi uscarea celulozei. Consumul de energie la uscarea celulozei reprezintă aproximativ 25% din energia termică şi 15-20% din energia electrică total consumată. Peste 50% din consumul de energie electrică se foloseşte pentru pomparea materialelor.

Consumul de energie depinde de configuraţia fluxului tehnologic, de echipamentul de lucru şi de eficacitatea controlului procesului tehnologic.

În capitolul anterior sunt prezentate consumurile specifice de energie şi balanţa energetică pe fabrică, respectiv pe faze tehnologice. Astfel pot fi identificate principalele faze tehnologice mari consumatoare de energie.

Fabricile de celuloză sunt unităţi energo-intensive, care consumă multă energie, dar în acelaşi timp produc abur şi energie electrică, prin utilizarea comustibililor regenerativi. Astfel, fabricile moderne neintegrate de celuloză sulfat sunt energetic independente, în principal datorită recuperării eficiente a energiei prin arderea în cazanul de regenerare săruri sodice a leşiei neagre concentrate şi utilizarea cojii drept combustibil la cazanul auxiliar CADL, în acest fel recuperîndu-se cca. 50% din lemnul iniţial. Mai mult, energia secundară de la diferite trepte ale procesului tehnologic poate fi recuperată sub formă de căldură şi apă caldă (40-80 0C). Combustibilii fosili sunt utilizaţi în principal drept combustibil suport (de ex. păcura sau g.n. la cuptorul de var).

Într-o fabrică de celuloză sulfat neintegrată, configuraţia convenţională a centralei termice prevede un cazan de regenerare şi un cazan de ardere a cojii care alimentează o turbină de contrapresiune pentru abur, cu priză reglabilă. Cazanul de regenerare este integrat în centrală electrică de termoficare unde se arde leşia neagră concentrată, iar căldura produsă se utilizează pentru generarea aburului de înaltă presiune, adică a aburului supraîncălzit. O parte a energiei aburului de înaltă presiune se utilizează la generarea de energie electrică într-o turbină de termoficare. Aburul de presiune medie extras de la priza turbinei şi cel de presiune joasă de la contrapresiune este utilizat pentru acoperirea energiei termice necesare în procesul de fabricare a celulozei sulfat. Raportul dintre randamentul electric şi randamentul termic în mod obişnuit de 0,2-0,3.

Gazele urât mirositoare se colectează şi se incinerează, în special din motive de protecţie a mediului, deoarece acestea generează cantităţi mici de energie netă sau deloc.

Într-o fabrică de celuloză şi hârtie în sistem integrat, excesul de energie produs în fabrica de celuloză nu este suficient să acopere consumul de energie de la fabricarea hârtiei. Necesarul suplimentar de energie termică trebuie produs în cazane de ardere a deşeurilor de la prepararea lemnului, precum şi în cazane termice auxiliare. Se folosesc combustibili fosil drept combustibil suport în cazanele de ardere a cojii şi a nămolurilor, dar şi drept combustibil principal la cazanele termice auxiliare.

Sarcinile de vârf în consumul de energie adesea sunt acoperite prin utilizarea unui cazan mic cu combustibil fosil.

Notă: Centralele electrice de termoficare bazate pe turbine de gaz, în combinaţie cu un cazan de abur şi o turbină de contrapresiune, sunt foarte eficiente şi relativ multe instalaţii de acest fel funcţionează în Europa de Vest.

Centralele electrice de termoficare sunt utilizate când necesarul de energie electrică la fabrica de hârtie este ridicat, deoarece raportul dintre randamentul electric şi randamentul termic al acestora este în mod obişnuit de 0,8-0,9.

În etapele individuale ale procesului de fabricare a celulozei în fabricile modernizate se înregistrează următoarele consumuri de energie:

• Dezgheţarea buştenilor consumă sub formă de apă fierbinte sau abur în jur de 30 MJ energie termică/m3 lemn procesat; (consum regăsit în zonele cu climă rece, în ţările nordice).

• Consumul total de energie la cojire este de 7 – 8 kWh/m3 lemn. • Energia pentru uscarea celulozei (numai la celuloza marfă) poate fi de ordinul 3 GJ/t

celuloză sau în unele cazuri 25% din necesarul total de energie termică pentru o fabrică de celuloză sulfat şi 15-20 % din necesarul de energie electrică.

• Consumul specific mediu de energie electrică la prepararea agenţilor de albire este prezentat în tabelul următor.

Valori medii pentru consumurile specifice de energie electrică la prepararea agenţilor de albire Chimicale (codul treptei de albire) Consumul de energie electrică (kWh/kgchimicale)

Bioxid de clor (D) 10 Oxigen (O) 0,4 Ozon (Z) 10 Peroxid (P) 3,5 Alcalii (E) 1,6 • Tratarea externă a apelor reziduale în mod normal se desfăşoară cu un anumit consum

energetic. Tratarea anaerobă este o excepţie, dacă conţinutul energetic al biogazul generat este recuperat prin ardere. Consumul de energie electrică la tratarea cu nămol activ este în jurul valorii de 1,2-2 kWh/kg CBO (aerare şi pompare), care este echivalent cu 1-1,5 kWh/m3. Energia consumată la filtrare este în funcţie de căderea de presiune prin mediul de filtrare. De exemplu, ultrafiltrarea apelor reziduale de la cretare consumă 3-5kWh/m3. Evaporarea la presiune joasă, folosind tehnica recompresiei mecanice a vaporilor, consumă 5-15 kWh/m3.

• În mod obişnuit, la tratarea efluenţilor consumul specific de energie pe tona de celuloză sulfat albită se ridică la 3 kWh/t pentru tratare mecanică şi la 46 kWh/t pentru tratare cu nămol activ.

Echipamentele mari consumatoare de energie electrică şi termică se regăsesc în schemele bloc şi ca valori în tabelele anterioare ale prezentei lucrări.

Măsuri de economisire a energiei Fabricarea celulozei În scopul de a reduce consumul de abur şi de energie electrică la consumatori şi pentru a

îmbunătaţi producţia interna de abur şi energie electrică se pot lua următoarele măsuri: • Măsuri pentru recuperarea superioară a energiei termice din RES şi pentru reducerea

consumului de energie termică:

- conţinut ridicat de substanţă uscată în leşia neagră ( evaporare + superconcentrare + ardere în CR) şi în coajă (cojire uscată + ardere ăn CADL)

- creşterea randamentului cazanelor de abur, (ex. temperatură scăzută a gazelor de ardere) - sistem eficient de încălzire cu energie termică secundară, (ex. cu apă caldă de aprox. 850C) - circuit de ape bine închis (recircularea apelor) - instalaţie de albire relativ închisă - consistenţă ridicată a celulozei - uscarea varului înainte de utilizare - utilizarea energiei termice secundare pentru încălzirea spaţiilor închise - control bun al procesului - echiparea corespunzătoare cu instalaţii AMCR (şi sistem DCS)

• Măsuri pentru reducerea consumului de energie electrică: - consistenţă cât mai ridicată posibil la sortarea şi epurarea pastei de celuloză - controlul vitezei la electromotoarele mari - pompe de vacuum eficiente - dimensionarea corectă a conductelor, pompelor şi ventilatoarelor

• Măsuri pentru creşterea producţiei de energie electrică: - cazane de înaltă presiune - preîncălzirea aerului şi a combustibilului alimentat la cazane - presiune cât mai scăzută posibil tehnic aplicabilă la ieşirea aburului din turbina cu

contrapresiune - turbină cu condensaţie pentru producerea energiei din aburul în exces - turbine cu eficienţă ridicată

Fabricarea pastelor mecanice şi chimicomecanice şi hârtiei În scopul de a reduce consumul de abur şi de energie electrică şi pentru a îmbunătaţi producţia

internă de abur şi energie electrică se pot lua următoarele măsuri: - Măsurile şi automatizările pot fi aplicate atât la fabricile mici cât şi la cele mari. Durata de

recuperare a costurilor de investiţie este, în mod normal, mai mică de un an de la implementare. - Implementarea unui sistem pentru monitorizarea utilizării şi eficienţei energiei. Pe bază de

informaţii sigure de utilizare a energiei se poate lua în considerare un plan de acţiune corespunzător de management al energiei care include stabilirea, controlul, analizarea şi corectarea obiectivelor de performanţă energetică.

- Modernizarea echipamentelor. Când se înlocuiesc sistemele convenţionale manuale cu echipamente cu consum mic de energie şi cu posibilităţi de control automat al procesului. Sistemele de control automat sunt mai eficiente pentru control şi pot genera o procesare mult mai corespunzătoare şi economii de energie.

- Reducerea la minimum a pierderilor de refuz prin utilizarea unor etape de prelucrare eficientă şi rafinare a refuzurilor. Dacă aglomerările de fibre (aşchii) şi fibrele neprelucrate sunt îndepărtate din linia principală a procesului, energia care a fost consumată pentru prima defibrare/rafinare va fi pierduta. Consumul specific de energie scade prin reducerea pierderilor de refuzuri după măcinarea şi rafinarea principală şi suplimentar rafinarea aşchiilor şi a aglomerărilor de fibre neprelucrate pentru a dezvolta proprietăţile acestora la nivelul de calitate cerut.

- Utilizarea sistemelor de recuperare a căldurii efective (se aplica numai pentru TMP şi CTMP). La rafinarea TMP sunt generate volume mari de abur pentru că aproximativ 2/3 din energia electrică de la rafinare este transformată în energie termică sub formă de abur saturat supraîncălzit. Impurităţile prezente in aburul TMP fac necesară unitatea de recuperare a căldurii pentru că nu este posibilă utilizarea directă a aburului la fabricarea TMP. Aburul de la TMP este separat de fibre în cicloane şi apoi condensat în refierbător în contracurent cu vaporizarea aburului curat. În mod normal, aburul curat este utilizat în secţia maşinii de hârtie.

- Aplicarea cogenerării de energie termica şi electrică acolo unde raportul energie electrică/abur o permite.

Prelucrarea maculaturii În scopul de a reduce consumul de abur şi de energie electrică şi pentru a îmbunătaţi producţia

interna a aburului şi energiei se pot lua următoarele măsuri: - Măsurare şi automatizare. Măsurile şi automatizările pot fi aplicate atât la fabricile mici cât

şi la cele mari. Durata de recuperare a costurilor de investiţie este, în mod normal, mai mică de un an de la implementare.

- Aplicarea tratamentului anaerob pentru apa reziduala. Consumul de energie este de 10 ori mai mic decât faţă de tratamentul aerob şi generează gaz metan care poate fi utilizat ca şi combustibil. Apa reziduală trebuie să îndeplinească o serie de cerinţe minime.

- Implementarea unui sistem pentru monitorizarea utilizarii şi eficienţei energiei. Pe baza unei informaţii sigure de utilizare a energiei se poate lua în considerare un plan de acţiune corespunzător. Managementul energiei include stabilirea, controlul, analizarea şi corectarea obiectivelor de performanţă energetică.

- Modernizarea echipamentelor. Se înlocuiesc sistemele manuale cu echipamente cu consum mic de energie şi cu posibilităţi de control automat al procesului. Sistemele de control automat sunt mult mai eficiente pentru control şi pot genera o procesare mult mai corespunzătoare şi economii de energie.

Fabricarea hârtiei În scopul de a reduce consumul de abur şi de energie electrică şi pentru a îmbunătaţi producţia

interna de abur şi energie electrică se pot lua următoarele măsuri: • Măsurare şi automatizare. Pentru realizarea unei eficienţe ridicate a fabricării hârtiei este

important ca procesul să fie stabil şi calitatea uniformă. Instabilitatea preparării pastei şi a părţii umede a maşinii produc ruperi de hârtie. Măsurătorile în flux şi controlul corect al procesului sunt, din acest motiv, esenţiale pentru fabricarea hârtiei. Zonele majore unde măsurarea şi automatizarea îmbunătăţesc atât calitatea cât şi productivitatea sunt prezentate mai jos: - Instalaţia de recuperare a suspensiilor solide din apele grase - Amestecarea şi dozarea pastei fibroase îngroşate - Măcinarea - Managementul părţii umede a maşinii - Măsurile şi automatizările pot fi aplicate atât la fabricile mici cât şi la cele mari. Durata de

recuperare a costurilor de investiţie este, în mod normal, mai mică de un an de la implementare. • Implementarea unui sistem de monitorizare a folosirii energiei şi performanţelor. Pe baza

datelor privind performanţele energetice, pot fi luate cele mai potrivite măsuri. Managementul energiei include stabilirea, controlul, analiza şi revizirea ţintelor de performanţe energetice.

• Deshidratarea mai eficientă a benzii de hârtie (carton) la secţiunea preselor maşinii prin folosirea tehnologiilor de presare cu zonă de presare extinsă (nu se aplică la fabricile de hârtie tissue).

• Utilizarea de măsuri şi tehnologii eficiente energetic cum sunt destrămarea de înaltă consistenţă, măcinarea optimizată, formarea pe sită dublă, utilizarea de sisteme de vacuum optime, acţionare variabilă pentru ventilatoare şi pompe, utilizarea de motoare electrice de înaltă eficienţă, dimensionarea corectă a motoarelor, recuperarea condensatului, creşterea uscăciunii la presa de încleiere sau utilizarea de sisteme de recuperare a aerului cald evacuat. Pentru unele din acestetehnici, implementarea poate fi posibilă numai la modernizare sau când este programată o înlocuire a echipamentului.

• Reducerea utilizării a aburului prin integrarea atentă a procesului folosind analiza pinch. Durata de recuperare a costurilor de investiţie este, în mod normal, de trei ani de la implementare.

Industria metalurgică (MET) Reducerea consumurilor energetice intr-o unitate siderurgica se poate face prin aplicarea unui

complex de masuri tehnologice si de organizare, in cadrul unui management energetic modern.

Principalele fluxuri tehnologice întâlnite în procesul de fabricaţie a produselor siderurgice sunt: • fluxul clasic, bazat pe minereu de fier şi cărbuni cocsificabili utilizaţi în furnale, urmate de

o oţelărie cu oxigen şi apoi de laminoare; • fluxul „reducere directă” care urmează filiera: minereu de fier utilizat în cuptoare de

reducere – oţelării electrice – laminoare; • fluxul „fier vechi” bazat pe folosirea fierului vechi şi a altor deşeuri în cuptoare electrice,

urmate de laminoare. Structura consumului de energie intr-o unitate metalurgica

• Consumuri energetice intr-un combinat siderurgic integrat (Mcal): Intrări Ieşiri Intrări - Ieşiri

Sectorul cocserie (Consumul de energie pe tonacocs) 10756,8 9733,2 1023,6 Sectorul aglomerare (Consumul de energie pe tonaaglomerat) 407,6 0 407,6 Sectorul furnale (Consumul de energie pe tonafontă lichidă) 4205,2 1227,1 2978,1 Sectorul oţelărie LD (Consumul de energie pe toţel lichid) 166,9 172 -5,1 Consumul de energie pentru a turna continuu pe tonasemifabricat 65,3 0 65,3 Sectorul laminoare Consumul de energie pe tonasemifabricat la laminorul degrosisor 191,1 0 191,1 Laminoare la cald Consumul de energie pe tonăprodus la laminorul de tablă groasă 678,5 0 678,5 Consumul de energie pe tonăprodus la laminorul de benzi la cald 482,4 34,1 448,3 Consumul de energie pe tonăprodus la laminorul de bare şi sârmă 571,8 571,8 Consumul de energie pe tonăprodus la laminorul de profile 573,4 32 541,4 Consumul de energie pe tonăprodus la laminorul de benzi la rece 603,9 0 603,9

Principalele procese siderurgice consumatoare de energie • Producerea cocsului; • Producerea aglomeratului; • Producerea fontei; • Producerea oţelului; • Producerea laminatelor finite din oţel. In fluxurile tehnologice de la laminare apar

următorii consumatori energetici importanţi: - pentru laminorul de semifabricate, în cuptoarele cu propulsie se încarcă blumurile

pentru încălzire în vederea laminării; - pentru laminorul Slebing, în cuptoare adânci se face încălzirea lingourilor până la

temperatura de laminare; - pentru laminorul de tablă groasă, în cuptoare cu propulsie se realizeaza încălzirea

bramelor de la turnarea continuă sau de la Slebing până la temperatura de deformare; - pentru laminorul de benzi la cald, în cuptoare cu propulsie se face încălzirea sleburilor; - pentru laminorul de benzi la rece: în cuptoare clopot cu atmosfera de protecţie

H2 + 4%N2 se realizeaza tratarea termică (recoacere pentru obţinerea proprietăţilor cerute; - pentru zincarea benzilor laminate la rece în cuptore de tratament termic continuu care

asigură normalizarea benzii în atmosferă de protecţie înainte de a fi introdusă în cuptorul cu zinc topit.

Măsuri de creştere a eficientei energetice Producerea cocsului

• Propuneri care vizează îmbunătăţirea parametrilor funcţionali (modernizări, tehnologii): - Reducerea temperaturii în camerele de încălzire; - Reducerea temperaturii de evacuare a cocsului metalurgic; - Reducerea deteriorării zidăriei refractare şi a defecţiunilor mecanice la baterie.

• Propuneri care vizează modificări sau introducerea unor noi echipamente: - Preîncălzirea şarjei prin recuperarea căldurii fizice a gazului brut de cocserie şi a gazelor arse; - Scăderea consumului de combustibil prin controlul semiautomat al arderii.

Producerea aglomeratului • Propuneri care vizează îmbunătăţirea parametrilor funcţionali:

- Îmbunătăţirea procesului de sinterizare; - Prevenirea aspiraţiei de aer fals pe lângă cărucioarele benzii de aglomerare.

• Propuneri care vizează modificări parţiale ale echipamentului: - Îmbunătăţirea funcţionării cuptorului de aprindere; - Evitarea aspiraţiei de aer fals pe lângă banda de aglomerare.

• Propuneri care vizează utilizarea de echipamente noi: - Realizarea unui sistem de control pe calculator al operaţiilor tehnologice; - Preîncălzirea aerului de combustie la arzătoarele cuptorului de aprindere; - Recuperarea căldurii fizice a gazelor arse.

Producerea fontei • Reducerea consumului de combustibil în furnal, optimizarea distribuţiei gazului, reglarea vitezei

de insuflare prin gurile de vânt şi echilibrarea suflării aerului cald pe circumferinţa furnalului, creşterea reductibilităţii materialelor din încărcătură, creşterea permeabilităţii furnalului, îmbunătăţirea proprietăţilor aglomeratului şi peletelor la temperaturi înalte, creşterea granulaţiei minereului de fier şi asigurarea temperaturii înalte a aerului insuflat în furnal;

• Scăderea consumului de combustibil la caupere, creşterea gradului de folosire operaţionala a furnalului, creşterea durabilităţii gurilor de vânt (îmbunătăţirea materialului şi a sistemului de răcire), creşterea capacităţii de răcire a mantalei furnalului;

• Creşterea randamentului termic al cauperelor prin instalarea preîncălzitorului de combustibil şi aer de combustie care recuperează căldura fizică a gazelor arse şi insuflarea prafului de carbune.

Producerea otelului in convertizor • Controlul riguros al cantităţii şi calităţii materialelor încărcate în convertizor; • Controlul riguros al volumului de oxigen insuflat prin lance în convertizor; • Modernizarea instalaţiilor de încălzire a oalelor de turnare a oţelului în vederea asigurării

unor temperaturi ale zidăriei oalelor de 12000C; • Recuperarea căldurii chimice a gazului de convertizor prin etanşarea hotei pe gura

convertizorului. Producerea otelului in cuptorul electric

• Îmbunatatire a intrarilor in proces; • Intensificare a topirii si crestere a eficientei energetice; • Prevenire a pierderilor de energie ; • Îmbunatatirea corelarii diverselor faze ale procesului tehnologic / eliminarea unor faze tehnologice; • Recircularea / recuperarea energiei; • Reducere a consumului de energie electrică.

Structura consumului de energie primara in siderurgie: • Din cocs 42,6 % • Din carbune insuflat in furnal 6,5 % • Din cocs marunt si carbune folosit in otelarii 7,4 % • Din gaz de cocs 9,3 % • Din gaz metan 23,6 % • Din energie electrica 10,6 %

Etapa 4 – Elaborare CD-ROM şi organizare atelier de lucru pentru diseminare chestionare tip pentru bilanţuri energetice şi ghiduri cu soluţii de creştere a eficienţei energetice

În cadrul activităţilor prevăzute în cadrul proiectului la 14 iulie 2006 s-a organizat la Universitatea Politehnica Bucureşti, Facultatea de Energetică, Sala EH 017 atelierul:

“SOLUŢII PENTRU CREŞTEREA EFICIENŢEI ENERGETICE LA MARII CONSUMATORI DE ENERGIE INDUSTRIALI PE BAZĂ DE BILANŢURI

ENERGETICE” Obiectivul acestui eveniment a fost familiarizarea managerilor şi responsabililor energetici din

cadrul agenţilor economici industriali cu problematica bilanţurilor energetice precum şi prezentarea unor ghiduri de creştere a eficienţei energetice specifice marilor consumatori de energie din industria ţării noastre.

În cadrul atelierului au fost dezbătute ghidurile de creştere a eficienţei energetice pe bază de bilanţuri şi soluţii performante aplicabile la marii consumatori de energie specifici domeniilor cu intensitate energetică mare în prezent. Acestea ghiduri au fost prezentate de către realizatorii lor, parteneri în cadrul proiectului de C&D coordonat de ICEMENERG astfel:

• ICEM Metalurgie • CEPROCIM Materiale de construcţii • CEPROHART Hârtie şi carton • IPROCHIM Chimie şi petrochimie • FORENERG Procese multiramură

De asemenea, materialele prezentate în cadrul atelierului, precum şi ghidurile cu soluţiile de creştere a eficienţei energetice au fost incluse pe un CD-ROM, distribuit participanţilor.

La manifestare au participat reprezentanţi ai Autorităţii Contractante, ai unităţilor de C-D în cadrul cărora se elaborează proiectul, responsabili energetici din ramurile industriale vizate, ai FREE, cadre didactice, doctoranzi şi studenţi ai Facultăţii de Energetică, specialitatea Managementul Energiei.

Lucrările prezentate au abordat următoarele aspecte: • Corelaţia între intensitatea energetică şi valoarea adăugată brută corespunzătoare ramurilor

industriale analizate, respectiv între interesul energetic şi cel economic de implementare a măsurilor de reducere a pierderilor energetice de proces sau diminuare a necesarului tehnologic de energie

• Considerarea unor indicatori care să reflecte performanţele unor proiecte de eficienţă energetică

• Posibilităţi de finanţare a proiectelor de eficienţă energetică prin FREE • Soluţii de creştere a eficienţei energetice • Exemple de succes • Chestionare de evaluare a eficienţei energetice

Beneficiari ai proiectului aflaţi în sală au apreciat ca fiind utile rezultatele proiectului în activitatea curentă a societăţilor comerciale din ramurile industriale vizate, aşteptând multiplicarea ghidurilor şi punerea acestora la dispoziţia responsabililor energetici.

Datorită progreselor tehnologice specifice pe de-o parte şi a soluţiilor de reducere a consumurilor energetice pe de altă parte este necesară reactualizarea periodică a acestor ghiduri.

Manifestarea s-a dovedit a fi un real suces mai ales datorită schimbului de opinii, informaţii între reprezentanţii unităţilor de cercetare, învăţământ, producţie şi alte societăţi.

Etapa 5 – Elaborarea documentaţiilor ghid cu soluţii specifice de creştere a eficienţei energetice pe tipuri de procese tehnologice şi echipamente cu utilizare multiramură (alimentare cu căldură, iluminat, aer comprimat, cazane, motoare electrice)

În industrie se utilizează energie pentru desfăşurarea unei mari varietăţi de procese şi activităţi. Cel mai utilizat agent energetic este aburul care este furnizat fie direct din cazane de abur convenţionale

fie din instalaţii de cogenerare după ce a participat la producerea de energie electrică. În majoritatea industriilor aburul este produs prin arderea de combustibili fosili, în marea majoritate gaze naturale.

Unele procese industriale utilizează cu precădere alti combustibili, astfel în industria celulozei şi hârtiei un rol important îl au deşeurile de lemn şi leşiile negre sau în metalurgie cocsul şi gazul de furnal. Totuşi majoritatea căldurii de proces din industrie este produsă din gaze naturale. Acestea reprezintă combustibilul utilizat în cele mai diverse procese industriale cum sunt încălzirea fluidelor şi tratarea, fluidizarea, conservarea, formarea, sudarea, uscarea, calcinarea, aprinderea, aglomerarea şi topirea diferitelor materiale.

Un alt agent energetic este electricitatea utilizată pentru acţionări prin intermediul motoarelor cuplate cu pompe, ventilatoare, compresoare, echipamente de prelucrare şi manipulare. Numai o mică parte din acţionările la ax din industrie sunt asigurate de turbine cu abur sau motoare cu piston.

Agenţii energetici au un domeniu mare de consum într-un domeniu care nu vizează aspectul energetic, ci sunt utilizaţi ca materie primă cum este gazul natural în industria chimică şi cărbunii în industria metalurgică.

Consumul de energie variază substanţial de la o ramură industrială la alta funcţie de mărimea producţiei şi intensitatea energetică.

Analizele din punct de vedere al intensităţii energetice permit determinrea domeniilor în care există interesul energetic de a se interveni cu soluţii de diminuare a necesarului tehnologic sau de reducere a pierderilor energetice de proces.

În acelaşi timp este necesar a fi avută în vedere şi o analiză a ramurilor industriale din punct de vedere al valorii adăgate brute din care există interesul economic de intervenţie cu măsuri structurale de reducere pe cât posibil a ponderii ramurilor care aduc valoarea adugată mică şi creşterea celor care au valoare adăugată mare.

Din acest punct de vedere există o serie de ramuri industriale care au un aport redus de valoare adăugată, participă în mod majoritar la consumul de resurse energetice şi realizează şi valori ale intensităţii energiei finale cu valorile cele mai mari.

Aceste ramuri industriale au în frunte metalurgia, chimia şi produsele nemetalice şi este evident că nu se poate renunţa la ele pe termen scurt sau mediu.

Aceste de ramuri industriale trebuie avute în vedere cu prioritate pentru retehnologizare în vederea reducerii necesarului de energie de proces şi reducere a pierderilor de energie.

În această etapă, pe baza datelor acumulate s-au realizat documentaţiile finale structurate pe prezentarea în cadrul unor broşuri separate dedicate fiecărei ramuri mare consumatoare de energie.

Conţinutul tematic al acestor broşuri cuprinde, de regulă trei componente: • Ghid cu soluţii specifice pentru creşterea eficienţei energetice; • Chestionar pentru autoevaluarea eficienţei energetice a proceslor industriale specifice,

prealabil bilanţurilor energetice; • Exemple tip „Soluţii de succes” aplicabile în industria românească.

Deasemenea au fost elaborate documentaţiile ghid cu soluţii specifice de creştere a eficienţei energetice pe tipuri de procese tehnologice şi echipamente cu utilizare multiramură care contin recomandari pentru:

• cuantificarea costurilor cu energia • identificarea instalaţiilor şi echipamentelor mari consumatoare de energie • exemple concrete de măsuri (soluţii tehnice) • modul de calcul al efectelor scontate • eforturile de investiţii ierarhizate din punct de vedere financiar

Pentru exemplificare in continuare sunt prezentate exemple din materialele realizate.

GHID CU SOLUŢII PERFORMANTE DIN PUNCT DE VEDERE ENERGETIC ÎN PROCESE TEHNOLOGICE ŞI ECHIPAMENTE CU UTILIZARE

MULTIRAMURĂ

Aspecte generale de eficienţă energetică în cadrul proceselor tehnologice

• Concepte de utilizare eficientă a energiei o economisirea energiei – ansamblul de măsuri sau rezultate ale activităţilor

întreprinse de producătorii şi utilizatorii de energie pentru a evita risipa; o utilizarea raţională a energiei - utilizarea energiei de către consumatori în modul

cel mai potrivit pentru realizarea obiectivelor, cu luarea în considerare a restricţiilor sociale, politice, financiare, ecologice etc;

o substituirea unor forme de energie şi procese prin altele mai bine adaptate – măsuri ce se referă la schimbări făcute deliberat ca parte a unei politici energetice, în afara motivelor economice, tehnologice sau ecologice.

Obiectivul central al politicii de conservare a energiei este obţinerea aceleiaşi efect util cu consumuri reduse de energie.

• Eficienţa energetică Conceptul de eficienţă energetică capătă un caracter concret şi un conţinut numai

dacă este legat de un contur bine definit şi de o activitate care se desfăşoară în mod organizat în interiorul acestuia.

o Semnificaţii: - În sens restrâns, noţiunea de eficienţă energetică are înţelesul de

performanţă energetică. Prin urmare, creşterea eficienţei energetice are drept consecinţă economisirea energiei.

- În sens larg, noţiunea are aceeaşi semnificaţie ca şi în limba engleză, fiind legată de cerinţa reducerii mărimii facturii energetice sau a cheltuielilor specifice cu energia.

o Concluzie:

Sensul larg al noţiunii de eficienţă energetică include şi sensul său restrâns.

Eficienţa energetică a devenit o necesitate economică, exprimată concentrat prin condiţia de reducere a ponderii cheltuielilor cu energia în cadrul costurilor

totale de producţie.

Aflată sub presiunea angajamentelor asumate prin Protocolul de la Kyoto, Comisia Europeană a lansat în anul 2000 cea de-a III a Carte Verde „Spre o strategie europeană a siguranţei în alimentarea cu energie”. Cartea Verde a Energiei reprezintă primul studiu energetic cu o importanţă deosebită, realizat în spaţiul european şi constituie baza unei strategii energetice pe termen lung a Comunităţi Eruropene. Scopul definit este de a atenţiona ţările semnatare asupra stării actuale a sectorului energetic, precum şi a implicaţiilor producerii şi a consumului de energie asupra economiei şi mediului înconjurător.

• Direcţii generale de acţiune lansate de Cartea Verde care vizează direct eficienţa energetică: o Managementul cererii de energie – consumul de energie trebuie să fie controlat şi dirijat.

o Decuplarea consumului de creşterea economică - reprezintă tendinţa politicii comune de energie, prin care se încearcă reducerea sau stoparea influenţelor negative ale sectorului energetic asupra mediului şi vieţii sociale, instrumentul recomandat fiind folosirea eficientă a energiei concomitent cu reducerea impactului asupra mediului.

o Sursele de energie noi şi regenerabile – în prezent acestea reprezintă doar 6% din balanţa energetică a UE. Directiva privind promovarea energiei regenerabile conţine prevederi care fac referire la programe de sprijin naţionale pentru producătorii de energie pe baza de surse energetice regenerabile, în conditiile acordării unor garanţii producerii energiei electrice din aceste surse şi suportarea costurilor tehnice prin racordarea la reţea a producătorilor de energie.

o În concluzie, eficienţa energetică presupune: - identificarea fluxurilor de energie care se risipesc; - identificarea celor mai profitabile măsuri pentru eliminarea pierderilor, cu

estimarea prealabilă a costurilor pe care le presupun, în balanţă cu profiturile rezultate prin creşterea eficientei energetice;

- aplicarea acelor pachete de măsuri pentru a elimina pierderile energetice, considerate eficient economic, obiectivul fiind reducerea costurilor cu energia şi implicit creşterea profitabilităţii.

• Auditul energetic instrument de evaluare a eficienţei energetice Auditul energetic – reprezinta o componentă fundamentală şi în acelaşi timp un instrument

de lucru al oricărui program de acţiune având ca obiectiv economisirea energiei. Întocmirea unui audit energetic - permite obţinerea unei imagini accesibile a modului în

care fluxurile de purtători de energie intră, se distribuie, se transformă şi se consumă în interiorul conturului de bilanţ.

Auditul energetic pune în evidenţă: o schimburile energetice cu exteriorul; o schimburile energetice între părţile care alcătuiesc subiectul analizei şi modul în

care sunt în final valorificate resursele preluate din exterior; o identificarea punctelor unde se manifestă ineficienţa, precum şi mărimea

pierderilor cauzate de aceasta; o crearea premizelor de bază a viitoarelor decizii având drept scop eficientizarea

energetică a întregului sistem: reorganizări, raţionalizări, îmbunătăţiri, modernizări, retehnologizări, etc.

Scopul întocmirii unui audit energetic este: o evaluarea eficienţei energetice în interiorul unui contur la un moment dat şi

întocmirea unui plan de măsuri pe termen mediu, conţinând o serie de propuneri concrete justificate economic pentru îmbunătăţirea situatiei existente;

o monitorizarea continuă a consumurilor de energie şi utilităţi în scopul evaluării şi ameliorării eficienţei energetice şi în final a minimizării cheltuielilor specifice cu energia;

o evaluarea soluţiilor tehnice posibile şi a condiţiilor de alimentare cu energie (conţinutul contractelor de furnizare, mod de tarifare etc.) în vederea minimizării facturii energetice pe termen lung (cel puţin 10 ani).

• Politica de eficienţă energetică - bariere în calea promovării eficienţei energetice

Esenţa politicii energetice constă în realizarea unei echilibru între cererea şi oferta de energie în condiţii suportabile din punct de vedere social şi ecologic.

Structura politicii de eficienţă energetică conţine ca elemente centrale următoare obiective:

o creşterea motivaţiei pentru investiţii; o stimularea iniţiativelor de creştere a eficienţei energetice în toate domeniile

(industrie, rezidenţial, terţiar, transporturi); o educarea consumatorilor industriali şi casnici;

o conştientizarea efectelor asupra mediului a reducerii consumurilor energetice. Pentru realizarea acestor obiective sunt necesare următoarele acţiuni promoţionale:

o iniţiative legislative; o sprijin financiar pentru acţiuni demonstrative;

o promovarea cercetării; o asistenţă tehnică gratuită;

o elaborarea unei strategii pentru conservarea energiei; o diseminarea rezultatelor obţinute;

o instruirea personalului; o analize şi bilanţuri energetice;

o relaţii şi contacte internaţionale. Studiile şi analizele efectuate au pus în evidenţă patru tipuri de bariere importante:

o bariere tehnice: - lipsa de echipamente, inclusiv aparate de măsură;

- lipsa de cunoştinţe şi experienţă în gestiune; - lipsa cadrului adecvat pentru cercetare şi transfer tehnologic;

o bariere economice: - preţuri ale purtătorilor de energie care nu reflectă costurile;

- sistemul de control al preţurilor şi neconsiderarea preţurilor marginale; - deformarea participaţiei energiei în preţul de cost al produselor;

o bariere financiare:

- fonduri limitate în economia de energie; - lipsa unor licitaţii financiare şi fiscale pentru investiţii;

- alte priorităţi adiţionale pentru investiţii energetice; o bariere instituţionale, manageriale:

- structura decizională inadecvată la nivel local şi naţional; - legislaţie şi reglementări incomplete pentru eficienţă energetică;

- neconştientizarea potenţialului de conservare a energiei; - lipsă consultanţă economică şi bancară în domeniu;

- lipsă management energetic modern în întreprinderi.

• Potenţialul de creştere a eficienţei energetice Industria reprezintă unul dintre principalii consumatori de energie ai societăţii umane:

o ponderea industriei la nivelul Uniunii Europene variază între 30 – 40% din consumul total de resurse energetice primare;

o costurile cu energia au o pondere importantă, aceasta fiind diferită în funcţie de sectorul industrial, putând atinge cote de până la 70 % din costurile totale.

Cota parte a costurilor energetice din costurile totale pentru unele sectoare industriale.

Sectorul industrial Cota parte a costurilor energetice din costurile totale

Producerea de frig 70 % Industria cimentului 55 % Industria producerii amoniacului 50 % Industria producerii aluminiului 30 % Industria siderurgică 30 % Industria sticlei 30 % Industria de îngrăşăminte chimice 25 % Industria hârtiei 25 % Industria ceramicei 20 % Industria metalurgică 15 % Industria textilă 12,5 % Industria alimentară 10 % Industria petrolieră 7,5 %

Tabelul următor prezintă potenţialul estimativ de economie de energie pentru unele sectoare industriale. Se observă o variaţie a potenţialului de creştere a economiei de energie cuprinsă între 10 şi 50%.

Potenţialul estimativ de economie de energie pentru unele sectoare industriale.

Sectorul industrial Potenţialul estimativ de economie de energie

Industria metalurgică 20 – 45 % Industria chimică 25 – 40 % Industria petrolieră 30 – 45 % Industria cimentului 10 – 50 % Industria alimentară 25 – 45 % Industria de fabricare a sticlei 30 – 40 %

• Efectele creşterii eficienţei energetice Creşterea eficienţei energetice are efecte pentru:

o societatea care o implementează - o eficienţă energetică mai ridicată înseamnă o profitabilitate mai mare, ceea ce implică creşterea competiţiei în piaţă şi a calităţii produselor, etc.

o întreaga societate umană - utilizarea eficientă a energiei constituie, în contextul dezvoltării durabile, un aspect al preocupării generale de utilizare eficientă a resurselor materiale de orice fel, determinată de conştientizarea caracterului epuizabil al acestora.

Majoritatea pachetelor de măsuri de creştere a eficienţei energetice au drept consecinţă imediata reducerea a impactului asupra mediului.

Tipuri de proiecte de eficienţă energetică

• Clasificări (criterii avute în vedere) - tipuri de proiecte o Mărimea gradului de intervenţie în structura schemei de bază a procesului

tehnologic din cadrul conturului analizat - Înlocuirea, schimbarea totală a tehnologiei existente; - Acţiuni care au ca ţintă îmbunătaţirea tehnologiei existente, prin modificări

aduse tehnologiei de bază. o Natura vecorului energetic

- Combustibil; - Căldură; - Energie electrică; - Aer comprimat.

o Poziţia consumului (consumatorului) de energie în lanţul transformărilor energetice din cadrul conturului industrial - instalaţii care aparţin categoriei consumatorilor finali de energie, exemple:

instalaţii de uscare, instalaţii pentru concentrarea soluţiilor de substanţe solide dizolvate în lichide - vaporizatoare, reactoare chimice şi încălzitoare, cuptoare cu combustibil;

- transformatori de energie, exemple: schimbătoare de căldură, maşini rotative antrenate, turbine cu abur, turbine cu gaze, cazane de abur şi apă fierbinte, cazane recuperatoare, pompe de căldură şi instalaţii frigorifice.

o Destinaţia consumului final de energie - consumuri tehnologice, se referă strict la procesele tehnologice şi activităţile

direct productive (cazane de abur, motoare electrice, sisteme de aer comprimat);

- consumuri pentru asigurarea şi menţinerea unor anumite condiţii de muncă şi viaţă (nivel de confort) în cadrul conturului industrial, exemple: încălzirea, ventilarea şi climatizarea spaţiilor industriale, iluminat;

o Nivelul costurilor de implementare a proiectelor de eficienţă energetică - Proiecte „no-cost”: managementul energetic; - Proiecte „low-cost”: contorizări, monitorizări, necesitatea adoptării unor

modificări fluxului tehnologic din conturul industrial analizat, schimbarea naturii fluxului de energie preluat din exterior;

- Proiecte „high-cost”: modificarea soluţiei de alimentare şi / sau a concepţiei de utilizare a energiei în cadrul procesului tehnologic, recuperarea avansată a energiei disponibilizate de către fluxul tehnologic, implementarea unor procedee şi tehnici noi, etc.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a clădirilor (încălzire, ventilare, apa caldă de consum) o Obiectivele acţiunilor de ameliorare a eficienţei energetice a clădirilor sunt:

- realizarea şi menţinerea condiţiilor de confort; - eliminarea pierderilor energetice; - monitorizarea corespunzătoare a consumurilor energetice.

o Măsurile adoptate sunt în general orientate în următoarele direcţii principale:

- instalarea unor sisteme pentru măsurarea şi controlul (reglajul) consumurilor energetice;

- intervenţii în structura clădirilor, pentru reducerea pierderilor de energie termică a acestora;

- îmbunătăţirea caracteristicilor tehnico-funcţionale ale instalaţiilor şi echipamentelor consumatoare;

- adoptarea unor soluţii de recuperare avansată a resurselor energetice secundare.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a sistemelor de alimentare cu căldură pentru încălziri spaţiale

Principalele metode de reducere a consumului de căldură, vor fi orientate către următoarele aspecte:

o caracteristicile tehnico-constructive ale aparatelor de schimb de căldură pentru încălzire;

o caracteristicile constructive, fizice şi termice ale incintei alimentate cu căldură; o regimul de alimentare şi modul de reglare a căldurii livrate.

• Măsuri care vizează tipul constructiv al aparatelor consumatoare, şi sistemele de măsură, reglare şi control amplasate la nivelul acestora.

Exemple de astfel de măsuri: o Controlul sistemelor de încălzire - conduce la economii importante de energie

pentru toate tipurile de clădiri; o Utilizarea contoarelor de energie termică care înregistrează cantitatea de agent

termic şi temperaturile pe tur şi retur - permite calcularea automată a energiei termice consumate în perioada de încălzire;

o Dimensionarea, întreţinerea şi exploatarea corectă a sistemelor de distribuţie a căldurii de la sursă la aparatele consumatoare (diametre optime de conducte şi grosimi ale izolaţiei, grad de etanşeitate, regim piezometric, etc.);

o Recuperarea resurselor energetice secundare. Sistemele de recuperare sunt considerate a fi eficient implementate în cazul în care fluidele ejectate prezintă o temperatură adecvată, iar consumul de energie posibil a fi asigurat de energia produsă prin recuperare are un număr suficient de mare de ore de funcţionare;

o Utilizarea resurselor regenerabile, în special a energiei solare - conduce la economii semnificative de energie. De exemplu, în acest sens se pot monta ziduri solare pe pereţii care sunt orientaţi către S şi S-V.

• Măsuri de reducere a consumului de căldură pentru încălzire care vizează incinta, respectiv clădirea încălzită : o îmbunătăţirea constructivă a incintelor printr-o compartimentare

corespunzătoare, ceea ce conduce la diminuarea pierderilor de căldură prin infiltraţii şi ventilare naturală;

o reducerea suprafeţelor vitrate, avându-se în vedere reducerea iluminatului natural (ceea ce poate avea drept consecinţe creşterea consumului de energie electrică pentru iluminatul artificial);

o îmbunătăţirea caracteristicilor fizice şi termice ale materialelor de construcţie utilizate pentru realizarea incintei;

o intervenţii în anvelopa clădirii care cuprinde acoperişul, zidurile, podeaua, uşile şi ferestrele clădirii.

Actualele metode de reducere a pierderilor de căldură prin elementele de construcţie vizează aspectele prezentate în paragrafele următoare.

o Materialele izolante - au ca principală caracteristică capacitatea de a menţine aer, deoarece aerul este un izolant natural foarte bun. Alte caracteristici deosebit de importante ale materialelor izolante sunt flexibilitate la temperatura de lucru, antiinflamabilitate, rezistenţa la apă şi vaporii de apă, rezistenţa chimică, uşurinţa în depozitare şi manevrare, etc. Dintre materialele izolante cele mai utilizate sunt : vata minerală, fibra de sticlă, spuma poliuretanică şi polistirenul expandat. Conductibilitatea lor termică este cuprinsă între 0,03-0,05 W/mK.

o Izolarea acoperişului - este cea mai eficientă măsură din punct de vedere al economiei de energie, corespunzător ponderii mari a pierderilor de căldură prin acoperiş.

o Izolarea zidurilor - conduce la creşterea confortului termic şi diminuarea considerabilă a pierderilor energetice. Ea realizează cu ajutorul materialelor izolante fixate mecanic sau cu adezivi şi consolidate cu plasă sau printr-o combinaţie de izolaţie şi tencuială de ciment.

o Izolarea aplicată pe partea interioară a pereţilor - prezintă avantajul că nu necesită modificarea faţadei clădirii, se poate aplica numai pe anumite porţiuni ale clădirilor şi este mai uşor de aplicat.

o Izolarea fundaţiei şi izolarea pardoselii - evită apariţia punţilor termice. o Ferestrele constituie zone cu pierderi - importante de căldură în cadrul clădirilor.

De asemenea, apar frecvent punţi termice între ramă şi perete. De aceea la cladirile vechi industriale se practică înlocuirea ferestrelor simple cu soluţii moderne eficiente din punct de vedere energetic .

Soluţii de îmbunătăţire a protecţiei termice a anvelopei clădirii specifice fiecărui element al anvelopei:

o izolarea termică suplimentară la interior aduce un aport termic şi o inerţie termică mai redusă. Soluţia este recomandată corpurilor de clădiri sau încăperilor cu ocupare temporară şi lipsite de degajări semnificative de vapori.

o izolarea termică suplimentară la exterior - este mai eficientă deoarece elimină complet toate punţile termice, conduce atât în timpul iernii cât şi în sezonul cald la o spaţiul util, implică deranjamente minime pentru locatari în timpul execuţiei.

Alte categorii de măsuri de creştere a eficienţei energetice a clădirilor sunt: o Măsuri ce vizează reducerea pierderile de căldură prin infiltrare:

- Pentru etanşeizarea elementelor mobile (uşi, ferestre) se utilizează materiale tip spumă şi materiale textile;

- Se urmăreşte reducerea pe cât posibil a numărului de deschideri a uşilor şi ferestrelor;

- Izolarea rosturilor se face cu o spumă pe bază de vată minerală şi polistiren expandat care se introduce între zidul interior şi cel exterior. Acest tip de izolaţie are un cost relativ scăzut şi durata de recuperarea mică;

- Montarea de uşi automate; - Închiderea etanşă a uşilor de încărcare; - Dimensionarea curespunzătoare a uşilor în cazul halelor industriale, conforme

cu activitatea. o Reducerea pe cât posibil a necesităţilor de umidificare a aerului; o Folosirea răcirii evaporative şi a acumulării de căldură.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a sistemelor de ventilare Reducerea consumului de căldură pentru ventilare se poate realiza în principiu prin

aceleaşi metode ca şi în cazul încălzirii, la care se adaugă măsuri specifice cum sunt: o Utilizarea pe cât este posibil a ventilării în circuit închis (şi / sau mixt), în limitele

admise de noxele degajate în interior; o Reducerea numărului de schimburi de aer cu exteriorul (în cazul ventilării în

circuit deschis), în concordanţă cu necesităţile locale ale incintei; o Scurtarea intervalelor de ventilare (în cazul în care nu se dispune de sisteme de

automatizare, care să permită pornirea şi oprirea automată, la atingerea anumitor parametrii limită);

o Oprirea instalaţiilor de ventilare pe timpul pauzelor, zilelor de week-end şi a sărbătorilor;

o Dotarea cu sisteme de reglare automată a temperaturii şi umidităţii aerului; o Îmbunătăţirea performanţelor tehnice ale aparatelor şi instalaţiilor utilizate; o Îmbunătăţirea performanţelor în funcţionarea bateriilor de încălzire a aerului,

utilizate în centralele de ventilare, precum şi a aerotermelor, în cazul ventilării locale a incintelor;

o Întreţinerea şi exploatarea corectă a instalaţiilor. • Soluţii de creştere a eficienţei energetice a sistemelor de preparare a

apei calde de consum Metodele de reducere a consumului de căldură pentru prepararea apei calde vizează

următoarele:

o optimizarea programului (orarului) de funcţionare a instalaţiilor de apă caldă; o utilizarea de aparate economice (ex. dispersoare de duş); o contorizarea consumului de apă caldă la consumatori; o utilizarea acumulatoarelor de căldură; o reducerea temperaturii de stocare a apei la 50oC; o întreţinerea şi exploatarea corectă a instalaţiilor de preparare a apei calde; o curăţarea periodică a suprafeţelor de schimb de căldură, pentru menţinerea în

timp a performanţelor; o limitarea temperaturii de calcul a apei calde la 50oC, pentru reducerea depunerilor în

instalaţii şi pentru a nu accentua fenomenele de coroziune a instalaţiilor; o utilizarea sistemelor de recirculare a apei calde; o izolarea optimă a conductelor de distribuţie şi a rezervoarelor de stocare, precum şi întreţinerea în timp a acestora;

o utilizarea sistemelor de măsurare şi reglare automata. o decalarea în timp a consumului de apă caldă sanitară faţă de consumul

tehnologic de apă caldă sau fierbinte, aspect care trebuie să fie avut în vedere la dimensionarea instalaţiilor de producere, transport şi distribuţie a apei calde;

o desfăşurarea în timp a consumurilor în cursul zilei de lucru, pe baza acesteia obţinându-se reducerea valorii maxime şi a duratei consumului;

o recuperarea resurselor energetice secundare şi utilizarea resurselor regenerabile (energie solară, biomasă).

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a sistemelor de cazane de abur • Măsuri de creştere a eficienţei energetice care vizează direct cazanul de abur

o Reducerea pierderilor de căldură pentru cazul când cazanul / cazanele existente au un randament acceptabil: - Reducerea pierderilor de căldură cu gazele de ardere - pentru realizarea

acestui deziderat, combustia trebuie să se desfăşoare în condiţii bune şi excesul de aer trebuie să fie optim ;

- Implementarea soluţiilor de recuperare a căldurii conţinute de gazele de ardere - cele mai adecvate soluţii de recuperare internă (recuperatoare de căldură performante, pentru preîncălzirea aerului şi/sau a combustibilului) ;

- Preîncălzirea apei de alimentare; - Recuperarea căldurii aburului rezidual; - Înlocuirea schimbătoarelor de căldură cu ţevi şi manta cu schimbătoare de

căldură moderne cu placi; - Utilizarea periodică a procedeului de purjare, folosirea resurselor energetice

secundare rezultate în urma acestui proces; - Recuperarea condensatului şi a căldurii conţinute de acesta; - Izolarea termică a exteriorului cazanului şi a conductelor aferente.

o Înlocuirea cazanelor vechi cu randamente scăzute cu unele noi cu performanţe ridicate;

o Înlocuirea arzătoarelor vechi cu unele cu performanţe ridicate; o Schimbarea combustibilului folosit (de exemplu înlocuirea pacurii cu gazul

natural, unde este posibil); o Suplimentarea cu surse (pompe de caldură, pereţi solari) şi acumulatoare de

căldură. • Modernizarea sistemelor de abur şi condensat. - vizează reducerea

pierderilor de căldură respectiv de abur sau condensat. Principalele măsuri care pot fi implementate sunt următoarele: o Optimizarea întregului sistem de conducte : reducerea lungimii conductelor,

pentru micsorarea pierderilor de căldură; o Reducerea la minim a pierderilor masice de abur şi condensat, ceea ce conduce

in consecinţă şi la reducerea pierderilor de căldură; o Menţinerea într-o condiţie de bună funcţionare a tuturor oalelor de condensat,

conduce la reducerea pierderilor masice şi respectiv de căldură; • Ventilatoare şi pompe. Aceste proiecte vizează următoarele măsuri:

o Înlocuirea ventilatoarelor şi pompelor vechi cu unele de ultima generaţie cu caracteristici performante;

o Folosirea acţionării cu turaţie variabilă; o Optimizarea sarcinii; o Implementarea unui sistem de monitorizare şi control.

• Activităţi de management care se întreprind periodic, conducând la creşterea eficienţei energetice: o Desfaşurarea procesului utilizând încărcarea nominală;

o Stabilizarea cererii de căldură (programul cererii de căldură asigurată din cazan); o Oprirea echipamentului când cererea de căldură solicită acest lucru; o Asigurarea calităţii corespunzătoare a aburului (program de tratare chimică a apei); o Monitorizarea combustibilului utilizat şi a amestecului comburant (corelat cu

cererea de căldură); o Verificarea admisiilor de aer fals; o Curăţarea sistemelor de evacuare a gazelor de ardere; o Reglarea arzătoarelor la parametrii impuşi; o Calibrarea instrumentelor, a aparatelor de masură precum şi a sistemelor de

control a arderii; o Monitorizarea eficienţei cazanului, comparându-se performanţele realizate cu cele

standard corespunzătoare tipodimensiunii instalaţiei; o Implementarea de programe de mentenenţă uzuale şi preventive; o Menţinerea curată a suprafeţeleor de schimb de căldură; o Verificarea permanentă a integrităţii reţelelor de abur şi condensat; o Detectarea defectelor utilizând echipamente de detecţie ultrasonice, pirometrice şi de ascultare;

o Inspectarea izolaţiei şi detectarea eventualelor defecte. • Alte măsuri care contribuie la creştrea eficienţei energetice:

o Implementarea de proceduri de operare a echipamentelor; o Instruirea personalului şi implementarea ideii de eficienţă energetică; o Operarea cazanului la cea mai scăzută presiune (pentru agent termic abur ),

respectiv temperatura pentru apă fierbinte (pentru a satisface cererea de căldură impusă de consumator, fără a afecta performanţele acesora);

o Optimizarea locurilor de montare a senzorilor pentru a fi uşor accesaţi şi verificaţi; o Blocarea şi închiderea zonelor de control pentru a preveni intervenţiile greşite; o Optimizarea traseelor de abur şi condensat; o Verificarea uzuală a echipamentelor, înlocuirea segmentelor uzate; o Abgradarea arzătoarelor; o Utilizarea intensificatorilor de turbulenţă în zonele de ardere; o Transformarea sistemelor de încălzire cu abur directe în indirecte; o Scurtarea traseelor retelelor de abur şi condensat o Verificarea periodică a izolaţiei conductelor şi echipamentelor.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a instalaţiilor de iluminat Pachetele de soluţii pentru creşterea eficienţei energetice se pot grupa în trei categorii

de măsuri care vizează: o direct scăderea puterii electrice consumate de lămpi:

- înlocurirea becurilor incandescente cu alte tipuri de lămpi mai eficiente din punct de vedere energetic - se pot obţine economii importante de energie electrică, cu un timp foarte mic de recuperare a investiţiei;

- utilizarea cît mai eficientă a luminii naturale prin aranjarea optimă a spaţiului interior şi prin utilizarea sistemelor de control a intensităţii luminoase

o scăderea numărului de lămpi montate. În acest caz problema cea mai des întâlnită este suprailuminarea. Aceasta poate avea mai multe cauze: - sistemul de iluminat a fost greşit proiectat; - camera a avut iniţial o altă destinaţie; În aceste cazuri este necesară refacerea calculului pentru sistemul de iluminat urmărind fie reducerea numărului de corpuri de iluminat fie reducerea puterii instalate a acestora. Măsurile de economisire a energiei din această categorie sunt: - trecerea la un iluminat local sau mixt; - împărţirea sistemului de iluminat în mai multe circuite.

o scăderea timpului de utilizare a sistemului de iluminat; În clădirile în care există un orar strict se pot lua măsuri pentru scădere timpului de utilizare a sistemului de iluminat, prin introducerea unor sisteme care să permită acest lucru. Aceste sisteme se împart în trei categorii: - sisteme care limitează timpul de funcţionare a sistemului de iluminat (sisteme

automate de aprindere corelate cu orele de funcţionare, fotocelule, sisteme sonore integrate în sistemele de control şi management al energiei)

- sisteme care limitează utilizarea sistemului de iluminat în funcţie de intensitatea luminii naturale. În această categorie intră sistemele cu celule fotovoltaice (care convertesc radiaţia solară în electricitate). Cînd curentul generat de celula fotovoltaică atinge valoarea prestabilită sistemul de control opreşte sistemul de iluminat.

- sisteme care permit funcţionarea sistemului de iluminat doar în cazul prezenţei ocupanţilor în încăpere. Aici sistemul de control se bazează pe semnalele primite de la senzorii de mişcare sau de la senzorii cu infraroşii.

o măsuri de management şi cu caracter administrativ: - supravegherea permanentă a zonelor pentru cunoaşterea faptului dacă

sistemele de iluminat existente sunt adecvate tipului de activitate; - retragerea sistemelor ineficiente; - verificarea periodică a sistemelor existente în vederea respectarii

normativelor în ceea ce priveşte eficienţa energetică a sistemelor şi asigurarea confortului;

- utilizarea luminii naturale (unde este posibil); - dezvoltarea simţului responsabilităţii în ceea ce priveşte luminarea zonelor

neocupate (neutilizate); - evitarea zonelor suprailuminate; - întreţinerea corespunzătoare a lămpilor. Astfel ămpile murdare cu praf şi

grăsime – în special în cazul halelor industriale - fără lentile de amplificare, fără suparfeţe reflectorizante poate conduce la scaderea performanţelor iluminatului cu cca 30%

- curăţarea de cel puţin 2 ori/an a suprafeţei utile a lămpilor. - văruirea regulată a pereţilor (un perete murdar poate reduce intensitatea

luminoasă de de 1,4 ori) şi utilizarea perdelelor.

- curaţarea regulată a geamurilor si luminatoarelor având în vedere că factorul de transmisie a fluxului luminos scade de la 0,5 pentru un geam curat la 0,3 pentru un geam murdar.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a motoarele electrice o Utilizarea acţionărilor cu viteză variabilă şi regulatoarelor electronice aplicabile în

industrie - sectorul terţiar şi reţelele de încălzire urbană pot genera economii cuprinse între 25 şi 50% din consumul actual. Reglarea generatoarelor de utilităţi industriale în funcţie de sarcina momentan cerută de procesul tehnologic permite obţinerea următoarelor economii de energie electrică: - 30÷50% pentru ventilatoare şi pentru pompele de alimentare a cazanelor; - 20÷25% pentru compresoare.

Principala aplicaţie din punct de vedere al economiei de energie este reglarea vitezei pompelor, ventilatoarelor şi compresoarelor.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a cuptoarelor industriale Soluţiile de creştere a eficienţei energetice se înscriu în următoarele direcţii principale:

o Măsuri care vizează reducerea pierderilor de căldură: - Reducerea pierderilor de căldură cu gazele de ardere - constituie principala

categorie de pierderi, din cadrul acestui tip de instalaţie, combustia trebuie să se desfăşoare în condiţii bune şi excesul de aer trebuie să fie optim.

- Izolarea termică a exteriorului cuptorului . - Implementarea soluţiilor de recuperare avansată a căldurii conţinute de gazele

de ardere . o Înlocuirea arzătoarelor vechi cu unele cu performanţe ridicate; o Înlocuirea alimentarii cu combustibilului folosit (de exemplu înlocuirea pacurii cu

gazul natural, unde este posibil); o Înlocuirea alimentarii cu combustibil cu energie electrică

Aplicarea soluţiilor de recuperare avansată în cazul cuptoarelor tehnologice alimentate cu combustibili clasici conduce la creşterea eficienţei energetice a acestor tipuri de instalaţii. Prin aplicarea recuperării căldurii fizice şi chimice a gazelor de ardere evacuate se reduc pierderile de căldură conducând la creşterea eficienţei energetice şi concomitent cu aceasta a eficienţei ecologice şi economice a cuptoarelor tehnologice.

o În primul caz, cel al recuperării gazelor de ardere ca resurse energetice secundare de natură termică, principalele soluţii tehnice aplicate în cazul cuptoarelor industriale sunt: - Recuperarea internă a căldurii gazelor de ardere pentru: preîncălzirea aerului,

preîncălzirea combustibilului şi preîncălzirea materialelor tehnologice. - Recuperarea externă a căldurii fizice a gazelor de ardere în scopuri energetice

(cazane recuperatoare). o În cazul, soluţiilor de recuperare a gazelor de ardere ca resurse energetice

secundare de natură chimică, soluţiile tehnice posibile sunt: - Recuperarea externă a căldurii fizice a gazelor de ardere în scopuri

energetice (cazane recuperatoare), caracterizate de elementele menţionate mai sus.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice a sistemelor de aer comprimat Măsurile care pot fi implementate se pot grupa în două categorii principale:

o Măsuri la nivelul instalării sau retehnologizării sistemului industrial de aer comprimat - Reducerea pierderilor de presiune la curgere (prin frecare); - Îmbunătaţirea concepţiei generale a statiei de compresoare – sisteme

multicompresie; - Îmbunătaţirea compresoarelor - înlocuirea compresoarelor vechi cu

compresoare noi cu performanţe ridicate; - Introducerea motoarelor electrice cu turaţie variabilă; - Recuperarea căldurii reziduale în diverse scopuri; - Îmbunătăţirea modului de utilizare a aerului comprimat la consumatori prin

realizarea de ajutaje economice, automatizarea şi etanşeizarea admisiei aerului comprimat la aparatele consumatoare, utilizarea de ajutaje corect dimensionate în vederea alegerii secţiunii minime de trecere;

- Normarea judicioasă a consumurilor specifice de aer comprimat pe unităţi de produs, pe secţii de producţie;

- Utilizarea unor sisteme sigure de control in funcţionare; - Îmbunătăţirea sistemelor de răcire, uscare şi filtrare; - Folosirea rezervoarelor pentru stocarea aerului comprimat; - Încălzirea aerului comprimat înainte de consumatori, pentru acelaşi consum

volumetric reduce consumul gravimetric. Încălzirea aerului chiar la temperaturi înalte, nu prezintă pericol de explozie a amestecului aer si ulei.

o Măsuri la nivelul exploatării şi mentenanţei sistemului industrial de aer comprimat - Reducerea pierderilor de aer; - Înlocuirea frecventă a filtrelor.

• Soluţii de creştere a eficienţei energetice prin managementul energetic Managementul energiei într-un contur industrial presupune cunoaşterea în profunzime a

activităţii desfăşurate în interiorul acestuia, monitorizarea (supravegherea, înregistrarea, controlul) fiecăruia dintre consumurile de purtători de energie, analiza modului de valorificare a conţinutului lor de energie şi în final îmbunătăţirea eficienţei utilizării energiei în conturul respectiv.

Un management energetic eficient şi permanent este un bun instrument impotriva creşterii continue consumurilor energetice şi implicit a cheltuielilor aferente. Totodată creşterea eficienţei energetice poate conduce şi la beneficii colaterale, care în caz contrar nu ar fi apărut, ca de exemplu reducerea impactului asupra mediului înconjurător, ceea ce reprezintă un obiectiv prioritar al politicii actuale.

Beneficiile unui program de management al resurselor energetice pot fi următoarele: o Creşterea eficienţei utilizării resurselor energetice primare; o Reducerea sau eliminarea pierderilor de energie; o Creşterea profitabilităţii; o Monitorizarea bună a fluxurilor energetice, ceea ce conduce la luarea unor decizii

bine gândite referitoare la distribuţia resurselor; o Reducerea impactului negativ asupra întreprinderii a creşterii preţurilor la energie; o Furnizarea de opţiuni viabile pentru reducerea consumurilor energetice; o Reducerea impactului asupra mediului înconjurător.

Atitudinea conducerii şi a restului personalului organizaţiei faţă de modul de utilizare a energiei este reflectată de gradul de conştientizare, gradul de preocupare, calitatea şi eficacitatea sistemului de monitorizare, modul de valorificare a rezultatelor astfel obţinute şi reacţia aşteptată din partea fiecăruia dintre nivelurile de autoritate la mărimea şi evoluţia în timp a cheltuielilor cu energia.

Investiţii si alte costuri caracteristice proiectelor de eficienţă energetică

Implementarea proiectelor de eficienţă energetică presupune alocarea resurselor financiare, care pot fi proprii societăţilor comerciale sau pot fi obţinute sub formă de credit de la diferite instituţii financiare.

Principalele componente ale alocaţiilor financiare aferente unui proiect sunt: • Costuri de capital sau investiţii efective (directe); • Cheltuieli curente de producţie (operare şi mentenanţă); • Cheltuieli cu dobânzile creditului, în cazul în care societatea comercială a obţinut

un credit mai apar. Proiectele de investiţii în domeniul eficienţei energetice, au din punct de vedere

economic următoarele caracteristici comune: • Nu necesită investiţii foarte mari; • Durata de implementare a proiectui este sub un an; • Cheltuielile curente de producţie (operare şi mentenanţă) sunt scăzute; • Durata de recuperare a inevstiţiei este redusă (sub doi ani).

În continuare, pentru exemplificare, se prezintă valorile orientative ale investiţiilor şi costurilor de operare si mentenanţă pentru diferite proiecte de eficienţă energetică. Diversitatea foarte mare a proiectelor, diversitatea pieţei de echipamente şi caracterul dinamic în timp conduce la o variaţie a acestor valori în domenii mari în timp scurt.

• Izolarea termică a echipamentelor şi a conductelor. Investiţia specifică se situează între 250-1000 €/m de conductă.

• Modernizarea sistemelor de iluminat. Investiţia specifică pentru astfel de proiecte poate avea valori de până la 140 €/corp de iluminat.

• Modernizarea surselor de alimetare cu energie. Investiţia specifică în cazane de abur şi de apă fierbinte variază între 30-80 €/kWt instalat. Ea depinde de tipul cazanului, tipului arzătorului, materialele suprafeţelor de schimb de căldură, gradul de automatizare a acestuia şi de capacitatea instalată. Costurile de operare şi mentenanţă sunt în general de cca. 1-2 % din investiţia efectivă.

• Schimbătoare de căldură. Pentru acest tip de proiecte investiţia specifică este între 300-1000 €/m2 de suprafaţă de schimb de căldură. Ea depinde de tipul constructiv şi gradul de complexitate al aparatului, materialele folosite şi natura agenţilor termici şi parametrii lor. Cheltuielile de operare şi mentenanţă sunt sub 1 %.

• Instalaţii frigorifice. Instalaţiile frigorifice sunt cu compresie şi absorbţie. Pentru instalaţiile frigorifice cu compresie investiţia specifică este între 100-150 €/kWf instalat. Pentru instalaţiile frigorifice cu compresie este între 150-300 €/kWf instalat.

• Sistemele de aer comprimat. Investiţia specifică în sistemele de aer comprimat variază între 250-1000 €/kWe instalat. Ea depinde de tipul compresorului, dotarea instalaţiilor (motoare cu turaţie variabilă) şi nivelul de automatizare.

• Centrale de cogenerare. Investiţiile în centralele de cogenerare depind de tipul motorului termic folosit. Astfel, investiţia specifică este între: o Pentru centrale de cogenerare cu turbine cu abur 800-1100 €/kWe instalat; o Pentru centrale de cogenerare cu turbine cu gaze 700-900 €/kWe instalat; o Pentru centrale de cogenerare cu motoare cu ardere internă 700-1000 €/kWe instalat; o Pentru centrale de cogenerare cu ciclu mixt gaze-abur 900-1200 €/kWe instalat.

• Aparate de măsură. Pentru acest tip de proiecte investiţiile specifice sunt: o Pentru energie electrică (ampermetre, voltmetre, wattmetre) între 150-200 €/aparat; o Debitmetre. Investiţia depinde de tipul constructiv (cu diafragmă, cu turbină,

Vortex, electromagnetic, volumetric), de diametrul conductei şi de tipul agentului energetic vehiculat, astfel pentru combustibil gazos investiţia specifică este între 150-1700 €/aparat, pentru abur între 2300-9000 €/aparat, pentru apă între 150-500 €/aparat;

o Contoare de căldură. Investiţia depinde de mărimea consumului şi natura agentului termic, valorile fiind între 1800-4500 €/aparat.

Aspecte tehnice de impact asupra fluxurilor financiare pe parcursul duratei de exploatare

Implementarea proiectelor de eficienţă energetică se face având în vedere anumite condiţii tehnice, care caracterizează echipamentele şi instalaţiile energetice, în momentul punerii în aplicare a acestor soluţii de creştere a eficienţei energetice. Aceste condiţii de natură tehnică, se pot reflecta ulterior în aspecte economice, care apar cuantificate în fluxurile financiare aferente acestor proiecte. Pe durata de viaţă, în timpul exploatării proiectelor implementate, aceşti factori se pot modifica independent (deprecierea în timp a unor proprietăţi tehnice) sau dependent (organizare şi conducere defectuoasă) de cei ce le gestionează.

La aceste aspecte de natură tehnică se adaugă şi factori economico-finanaciari, care caracterizează mediul economic la un anumit moment de timp. Factorii de natură tehnică care pot modifica fluxurile financiare (fluxul de venituri şi cheltuieli) pe parcursul duratei exploatării proiectelor, se pot sintetiza în următoarele aspecte:

• Modificarea în timp a caracteristicilor tehnice ale echipamentelor şi instalaţiilor energetice;

Caracteristicile tehnice ale diverselor instalaţii şi echipamente care se pot modifica în timp (aferente tipurilor de proiecte de eficienţa energetică prezentate anterior) sunt:

o Scăderea randamentelor (cazane, cuptoare care utilizează combustibil clasic), datorată depunerilor pe suprafeţele de schimb de căldură, ceea ce conduce la creşterea consumului specific şi anual de combustibil şi odată cu acesta a componentei cheltuieli anuale cu combustibilul (din fluxul de venituri şi cheltuieli aferent);

o Degradarea în timp a izolaţiilor aferente instalaţiilor, echipamentelor, rezervoarelor de stocare, conductelor, ceea ce conduce la creşterea pierderilor de căldură către exterior şi odată cu acestea a consumurilor energetice aferente compensării acestor pierderi şi cheltuielile anuale cu energia consumată (componentă a fluxurilor anuale de venituri şi cheltuieli);

o Decalibrarea aparatelor de măsură şi control poate conduce la măsurători false, însoţite de creşterea cheltuielilor aferente consumurilor energetice (combustibil, energie termică şi electrică).

• Modificarea parametrilor iniţiali şi a caracteristicilor fluxurilor energetice (combustibil, aer, agent termic, energie termică, energie electrică); o Creşterea nivelului termic a agenţilor termici conduce la apariţia coroziunii, care

afectează suprafeţele de schimb de căldură, având drept consecinţă reducerea coeficientului global de schimb de căldură;

o Modificarea în timp a caracteristicilor şi parametrilor combustibililor utilizaţi: putere calorifică inferioară, presiune, temperatură, ceea ce conduce la modificarea condiţiilor şi caracteristicilor arderii;

o Modificarea calităţii apei, cu consecinţe asupra suprafeţelor de schimb de căldură; o Modificarea regimurilor hidraulice şi termice (în special în cazul conductelor de

transport, schimbătoarelor de căldură), conduce la creşterea consumurilor energetice. La elementele de natură tehnică menţionate se adaugă si următoarele elemente care pot

influenţa semnificativ fluxul de venituri şi cheltuieli, pe durata de viaţă a proiectelor energetice: o Variaţiile în timp a preţurilor combustibililor utilizaţi; o Managementul energiei pe durata de viaţă a proiectului implementat.

• Funcţionarea la sarcini parţiale a instalaţiilor şi echipamentelor (modificarea in timp a încărcării agregatelor tehnologice, a cazanelor, cuptoarelor, turbinelor);

• Modificarea gradului de simultaneitate a consumurilor energetice componente (în cazul proiectelor de eficienta energetică complexe).

Tipuri de risc pentru proiectele de eficienţă energetică Implementarea proiectelor de eficienţă energetică poate implica următoarele riscuri:

• Risc corporativ. Acest tip de risc depinde de structura acţionariatului societăţii sau de structura grupului din care face parte compania. Acesta creşte atunci când creşte numărul acţiunilor companiei sau grupului deţinut de către o singură persoană fizică sau juridică;

• Riscul de business. Acest tip de risc depinde de planul de afaceri al companiei şi de implementarea lui, de implementarea diferitor programe (de exemplu programele legate de protecţia mediului), de variaţia preţurilor la purtătorii de energie;

• Riscul de rambursare a creditului. Acest tip de risc trebuie asigurat foarte bine prin garanţii, care de obicei trebuie să acopere peste 100 % din valoarea creditului şi trebuie să fie cât mai „lichide” din punct de vedere al unei posibili vânzări a lor. Această măsură reduce şi riscul de ne plată a creditului. Rambursarea creditului poate fi afectată şi de funcţionalitatea companiei, care trebuie evaluată pe o perioadă cel puţin egală cu perioada creditului;

• Risc extern. Riscul extern depinde de factori pe care compania la un moment dat nu îi poate controla, de exemplu obţinerea de licenţe, concesii, preţurile la unele produse care sunt stabilite de autorităţi naţionale, de exemplu preţul la energia electrică care în unele cazuri este stabilit de către ANRE. Riscul extern mai include şi riscul pieţei pe care operează compania, inclusiv riscul competiţiei de pe acea piaţă. Riscul politic face parte la fel din riscuri externe. Implicarea unui acţionar majoritar al companiei în politică ar putea avea un efect negativ asupra business-ului;

• Riscul tehnic. Include riscul de punere în funcţiune şi riscul de tehnologie folosită. Uneori apare şi riscul legat de creşterea capacităţii de producţie. Riscul de punere în funcţiune trebuie diminuat prin încheierea a unor contracte de punere în funcţiune cu companii specializate. Riscul de tehnologie apare atunci când tehnologia folosită este nouă şi inovatoare. În acest caz trebuie verificat dacă acea tehnologie este prezentă pe plan mondial şi care sunt feedback-urile pentru ea;

• Riscul ratei de schimb valutar. De obicei, toate operaţiile financiare în România sunt efectuate în RON, dar în marea majoritate creditele sunt contactate în valută, ceea ce conduce la apariţia unui risc a ratei de schimb valutar. De obicei, pentru a diminua acest risc operaţiunile de schimb valutar trebuie efectuate fără întârzieri.

FORMULARE TIP RECOMANDATE PENTRU ÎNTOCMIREA

AUDITULUI ENERGETIC ÎN VEDEREA EVALUĂRII

EFICIENŢEI EGNERGETICE A UNUI CONTUR INDUSTRIAL

Situaţia statistică a consumurilor energetice anuale pe ultimii 5 ani de activitate

Consumuri energetice anuale Consumul anual de energie (MWh, MJ, Gcal) Tipul purtatorului

De energie consumat 2001 2002 2003 2004 2005 Combustibil gazos tip A Combustibil gazos tip B Combustibil lichid tip A Combustibil lichid tip B Combustibil solid tip A Energie electrica tip A Energie electrica tip B Abur tip A Abur tip B Apa fierbinte tip A Apa fierbinte tip B Aer comprimat tip A Aer comprimat tip B Observaţii: Purtătorii de energie de tipul A, B sau C se deosebesc prin putere calorifică,

compoziţie, preţ (tarif), tensiune, parametrii, sursă de livrare etc.

Situaţia consumurilor energetice ale organizaţiei pentru ultimul an financiar încheiat

Consumurile energetice pentru ultimul an financiar Cantitatea anuală Tipul purtătorului

de energie consumat Masă sau volum Conţinut de energie Cost

unitar Cost anual

Combustibil gazos tip A Combustibil gazos tip B Combustibil lichid tip A Combustibil lichid tip B Combustibil solid tip A Energie electrica tip A Energie electrica tip B Abur tip A Abur tip B Apa fierbinte tip A Apa fierbinte tip B Aer comprimat tip A Aer comprimat tip B

Analiza fiecăruia dintre transformatorii interni de energie din interiorul conturului de bilanţ general.

Analiza transformatorilor interni de energie Sensul fluxului de

energie Natura fluxului de energie Cantitate

anuala Cost

unitar Cost anual

mil lei Energie electrica Combustibil tip A Combustibil tip B Aer comprimat Alte cheltuieli de funcţionare

Intrări în contur

Cheltuieli totale anuale Energie electrica Energie mecanica Căldură sub forma de abur Căldură sub forma de apa fierbinte

Aer comprimat

Ieşiri din contur

Pierderi energetice Observaţii: Un transformator de energie poate avea un consum propriu de energie, care nu

apare în mod distinct în acest tabel, dar care se poate deduce prin diferenţa între energia intrată, energie utilă ieşită şi pierderile de energie. El generează unul sau mai multe fluxuri utile de energie direct utilizabilă. Acest tabel trebuie completat cu o listă a consumatorilor alimentaţi şi o schemă a sistemului de distribuţie a energiei, după caz.

Consumul energetic aferent activităţii direct productive (consumatori finali, eventual organizaţi pe centre de consum energetic)

Consum energetic productiv Consumuri defalcate

pe subsisteme Total consum

productiv Felul purtătorului

de energie consumat

u.m. Cost

unitar A B C

Cantitate

Cost

Energie electrică Combustibil gazos Combustibil lichid Abur Apă fierbinte Aer comprimat Total Volum activitate Observaţii: Şi în cazul consumatorilor finali se poate întâmpla ca aceştia să fie alimentaţi cu două

feluri de combustibili, cu două feluri de energie electrică etc.

Consumul energetic aferent activităţilor indirect productive (consumatori finali, eventual organizaţi pe centre de consum energetic)

Consum energetical activităţilor indirecte Consumuri defalcate pe

subsisteme Total consum neproductiv Felul purtătorului de

energie consumat u.m Cost unitar

A B C Cantitate Cost Iluminat electric Încălzire spaţii Apă caldă menajeră Ventilare Condiţionare aer Apă rece Total Observaţii: Defalcarea consumului total între activităţile direct productive şi cele neproductive sau

indirect productive pentru fiecare centru de consum energetic nu este obligatorie, dar poate fi relevantă în anumite cazuri. Dacă acest lucru nu este posibil dintr-un motiv oarecare, formularele se pot combina.

Consumul de energie pentru activitatea de transport intern şi extern

Consum energetic al activităţilor de transport

Consumuri defalcate pe categorii Total consum transport

Felul purtătorului de energie consumat u.m. Cost

unitarIntern Aprovizionare Desfacere Cantitate Cost

Benzină Motorină Ulei Energie electrică Total Greutate transportată x kilometraj parcurs

Consum specific cumulat

Situaţia resurselor energetice secundare disponibile la nivelul conturului de bilanţ dat

Situaţia Resurselor Energetice Secundare Posibilităţi pentru Natura şi

caracteristicile R.E.S.

u.m. Intensitatea maximă a fluxului

Cantitate anuală Reducere Recuperare

internă Recuperare

externă

EXEMPLE DE APLICAŢII A UNOR PROIECTE DE EFICIENŢĂ

ENERGETICĂ

Exemplu 1- Recuperarea căldurii fizice a gazelor de ardere la cuptoarele de coacere pentru preîncălzirea aerului de ardere

Proiectul de creştere a eficienţei energetice propus pentru un cuptor industrial, aparţinând sectorului alimentar, constă în recuperarea căldurii fizice a gazelor de ardere. Combustibilul utilizat este gazul natural.

• Situaţia actuală - Caracterizarea energetică a cuptorului industrial anterior aplicării soluţiei de creştere a eficienţei energetice, este sintetizată în tabelul următor:

Mărimi energetice caracteristice cuptorului de coacere Mărime energetică U.M. Valoare

Consum de combustibil (gaz natural) mN3/h 60

Randament , η1 % 22 Temperatură gaze de ardere la evacuarea din cuptor oC 380 Temperatură aer de ardere oC 20

Întocmirea auditui energetic, ca primă etapă a unui program de acţiune coerent, care are ca obiectiv îmbunătăţirea eficienţei energetice, a pus în evidenţă principalele puncte sau zone de ineficienţă ale conturului industrial.

Concluziile auditului au subliniat faptul că eficienţa energetică este scăzută la nivelul cuptoarelor de coacere. De aceea ca principală recomandare a fost:

Recuperarea căldurii fizice a gazelor de ardere la cuptoarele de coacere pentru preîncălzirea aerului de ardere;

Schema de încadrare a recuperatorului de căldură este prezentată în figura următoare

Schema de amplasare a recuperatorului de căldură.

Cuptor Arzător

Recuperator La coş

Ventilator aer

Contur de bilanţ 2

• Soluţia propusă. Constă în recuperarea căldurii sensibile a gazelor de ardere la cuptoarele de coacere în scopul preîncălzirii aerului de ardere (PA)

În cele ce urmează se vor prezenta modul de aplicare şi rezultatele (efectele) acestei măsuri de creştere a eficienţei energetice, pentru un cuptor.

Schemele de principiu a recuperării căldurii sensibile a gazelor de ardere evacuate din cuptorul de coacere sunt prezentate în figura următoare.

a b

Schema de principiu a recuperării căldurii sensibile a gazelor de ardere pentru preîncălzirea aerului de ardere a cuptorului de coacere:

a - fără preîncalzirea aerului de ardere; b - cu preîncalzirea aerului de ardere

1 camera de lucru a cuptorului de

coacere G cantitatea de produse tehnologice

realizate 2 combustibil (gaz natural) Va1, Va2 volumul de aer rece, respectiv

preîncalzit 3,11 aer de ardere rece, respectiv

preîncalzit Vg1, Vg2 volumul de gaze de ardere

înainte, respectiv dupa preîncălzirea aerului de ardere

4, 5 produse tehnologice la intrarea şi ieşirea din camera de lucru

tae, tai temperatura aerului rece, respectiv preîncalzit

6,10 gaze de ardere fierbinţi, respectiv reci tg1, tg, tgev temperatura gazelor de ardere la iesirea din camera de lucru înainte de recuperare, după recuperare, respectiv la evacuarea în mediul ambiant

7,8 ventilator de aer, respectiv de gaze de ardere

tft temperatura materialelor tehnologice la intrarea în camera de lucru

9 preîncalzitor de aer tp temperatura produselor finite B1, B2 debitul de combustibil consumat

înainte, respectiv după preîncălzirea aerului de ardere

Soluţia de recuperare aplicată este o recuperare internă a resurselor energetice

secundare (RES). de natură termică (gaze de ardere). Recuperarea internă se caracterizează prin încadrarea în fluxul tehnologic a recuperatorului de căldură.

Tipul de recuperator de căldură pentru preîncălzirea aerului de ardere (PA) utilizat este un recuperator cu ţevi netede de oţel., tip bloc compus din 400 de ţevi netede de oţel, cu dimensiunile φ45*2,5mm.Principalele caracteristici ale recuperatorului de căldură sunt sintetizate în tabelul următor:

Caracteristicile principale ale recuperatorului de căldură Mărime caracteristică U.M. Valoare

Temperatură aer preîncălzit oC 248 Temperatură gaze de ardere la evacuare din cuptor (la funcţionarea cu PA)

oC 130

Suprafaţă de schimb de căldură m2 302 Coeficient de exces de aer - 1,2

• Evaluarea proiectului de eficienţă energetică - Indicatorii de eficienţă aferenţi recuperării căldurii sensibile a gazelor de ardere pentru preîncălzirea aerului de ardere la cuptorul de coacere sunt sintetizaţi în tabelul următor:

Cuantificarea proiectului de eficienţă energetică

Denumire indicator U.M. Tip indicator

Valoare indicator Observaţii

Consum orar de combustibil , B2h mN3/h energetic 51 B2h = 60 mN

3/h Consum anual de combustibil, B2 mN

3/an energetic 346800 B2=408000 mN3/an

Economia absolută anuală de combustibil, ΔB mN3/an energetic 61200 ΔB=B1 – B2

Economia relativă de combustibil, Δb % energetic 15 Δb=(B1 – B2)/ B1 Randament cuptor (cu PA), η2 % energetic 28 η1=22 Grad de recuperare a gazelor de ardere, δ % energetic 67 δ = Qga/QPA Durata brută de recuperare a investiţiei, DRB an economic 1,2 DRB=ΔIPA/ΔC Reducerea emisiilor de CO2, comparativ cu soluţia de referinţă tCO2/an ecologic 134,6

Reducerea contribuţiei la epuizarea rezervelor naturale, ΔERN mN

3/an ecologic 1224 ERN = Σi (mi/a) a=50 ani

Reducerea efectului de seră, ΔGWP tCO2/an ecologic 134,6 GWP=Σi (GWPi*mi)

GWP CO2 = 1 GWP CH4 = 35

Notaţiile folosite în tabel au următoarele semnificaţii: Qga - căldura conţinută de gazele de ardere la evacuarea din cuptor ; QPA – căldura efectiv recuperată prin preîncălzirea aerului de ardere ; ΔIPA – investiţiile suplimentare aferente soluţiei de recuperare implementată (PA); ΔC – economia de cheltuieli aferente economiei de combustibil realizată prin

recuperare din care se scad cheltuielile anuale cu energia electrică consumată suplimentar (aferentă diferenţei de putere electrică necesară antrenării ventilatorului de aer şi gaze de ardere, în cazul implementării preîncălzitorului de aer).

Concluzie:

Soluţia propusă este eficient a fi implementată, în condiţiile menţionate din exemplul analizat, conducănd la economii de resurse energetice primare

simultan cu reducerea emisiilor de noxe în atmosferă. Eficienţa economică este cuantificată prin termenul de recuperare determinat, cu o valoare sub valoarea

termenului de recuperare normat aferent acestui tip de proiect.

1. INDUSTRIA CERAMICII DE CONSTRUCŢII

- Soluţii de succes –

RACIREA RAPIDĂ A PRODUSELOR ARSE

Generalităţi Răcirea Rapidă (RR) se poate realiza după ce

produsele părăsesc zona de ardere. Temperatura produselor poate fi redusă cu viteze de răcire ridicate, de până la 1000C/h, de la circa 9000C la circa 6200C, urmând ca în intervalul de temperatură 620 – 5200C răcirea să se facă lent, cu viteze reduse, datorită trecerii prin punctul de temperatură 5730C, temperatură la care au loc transformări ale cuarţului, cu importante variaţii de volum în produs şi deci cu pericol de apariţie de fisuri / crăpături în produs dacă răcirea ar fi bruscă. Finalmente, sub 5200C, produsele pot fi răcite iarăşi intensiv, cu viteze ridicate, dar mai reduse decât în faza de RR.

Important este că în procesul de RR întreaga stivă de produse să-şi modifice la fel temperatura şi să se evite ca anumite zone ale ei să coboare în mod rapid sub temperatura de 5730C. De aceea sunt importante forma şi direcţia jeturilor de aer rece cu care se realizează răcirea produselor până la temperatura de circa 6200C.

Efecte • Reduce lungimea

cuptorului proiectat cu acest sistem de răcire;

• Creşte productivitatea cuptorului proiectat astfel sau existent în exploatare, la care s-a adoptat R.R.

• Creşte gradul de recuperare a căldurii sub formă de aer cald de la cuptor.

• Reduce consumul de combustibil la uscătoria de produse, prin valorificarea aerului cald recuperat de la cuptor.

Curba de ardere – influenta răcirii rapide (cuptorul tunel de la SC SICERAM SA Sighişoara)

Importanţa R.R Produsele fiind răcite rapid după zona de ardere se obţin următoarele efecte

benefice pentru cuptorul în ansamblul : • se scurtează zona de răcire a cuptorului şi deci lungimea totală a acestuia; • ciclul total al produselor, de la intrare la ieşire din cuptor, se scurtează, crescînd

astfel productivitatea cuptorului; • se obţine o recuperare termică crescută de la cuptor valorificând căldura extrasă

cu aerul cald care a răcit produsele în acest interval de temperatură;

Cum se realizează Se insuflă aer rece atmosferic în cuptor, dirijat astfel încât acesta să nu atingă direct

produsele şi să răcească cât mai uniform stiva de produse pe toată înălţimea şi lăţimea sa.

Aerul insuflat pe o anume zonă este extras din cuptor la temperatura de 300-3200C fiind dirijat şi valorificat la uscătoria de produse.

Modulele de insuflare aer rece/extracţie aer cald se repetă de mai multe ori încât să se ajungă la răcirea produselor până la circa 6200C.

Elemente importante • Nici o zonă a stivei de produse nu trebuie răcită brusc prin punctul de

temperatură 5730C; • Termoelementele care comandă în mod automat insuflarea de aer în cuptor

trebuie să fie astfel amplasate încât să reprezinte cu adevărat temperatura care caracterizează produsele în aceea zonă;

• Extracţia de aer cald nu trebuie să strice echilibrul hidraulic al cuptorului, menţinând zona de presiune neutră între finalul zonei de ardere şi începutul zonei de răcire rapidă. În acest fel nu extrage din cuptor decât aerul insuflat pentru răcire;

Aplicabilitatea soluţiei • La toate cuptoarele tunel, indiferent de lungime • Insuflarea de aer rece se poate face fie prin boltă fie prin pereţii laterali • Extracţia de aer cald se poate face prin boltă (de regulă) sau prin pereţii laterali • Implementarea soluţiei se poate aplica fără opriri de durată mare a cuptorului

Efecte economice Prin răcirea produselor de la circa 9000C la circa 6200C se recuperează util, sub

formă de aer cald, o cantitate de căldură de circa 2.300.000 kJ/h (pentru un cuptor cu capacitatea de producţie de 240 t/zi), ceea ce înseamnă anual (300 zile/an) echivalentul termic a 466.000 m3N gaz natural, cu puterea calorifică 8.500 kcal/m3N, economisiţi la uscătoria de produse

CHESTIONAR PENTRU AUTOEVALUAREA EFICIENŢEI ENERGETICE A PROCESELOR METALURGICE, PREALABIL AUDITULUI ENERGETIC

Conform art. 12.b din Legea 199/2000 compartimentele energetice din uzinele siderurgice cu flux integrat, trebuie să dispună de un ”sistem propriu de evidenţă şi monitorizare a consumurilor energetice”, care să poată răspunde unor chestionare, utilizate atât pentru auto-monitoring, cât şi pentru a ajuta la elaborarea bilanţurilor energetice de către persoane atestate.

Chestionarele prezentate în continuare, conţin întrebări specifice fiecarei etape din fluxul tehnologic integrat.

Chestionar aferent producerii cocsului

o Necesarul de energie şi combustibili

√ Se cunoaşte consumul de combustibil gazos la bateriile de cocsificare, pentru diferite etape tehnologice?

√ Se cunoaşte curba de consum energie electrică la bateriile de cocsificare şi la instalaţiile auxiliare?

√ Exista un sistem care să limiteze consumul de electricitate în orele de vârf? √ Există echipamente care funcţionează în prezent in perioada orelor de vârf şi

care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf? √ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin

utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori? √ Se cunoaşte puterea calorifică inferioară şi temperatura combustibilului gazos

utilizat? Se cunoaşte temperatura gazului brut de cocserie, după răcire? √ Se controlează calitatea amestecului de cărbuni? √ Se practică lucrul cu o structură optimizată calitativ?

o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice

√ Se cunoaşte temperatura şi greutatea şarjei umede? √ Se cunoaşte umiditatea produselor de cocsificare? √ Există înregistrări privind cantitatea zilnică de şarjă umedă? √ Se cunoaşte temperatura cocsului la ieşirea din camerele de evacuare? √ Se poate determina volumul de gaz brut de cocserie? √ Temperatura din camerele de încălzire este monitorizată?

o Modul de consum energie electrică şi combustibili

√ Se utilizează procedura de oprire a echipamentelor de producţie şi a celor auxiliare, atunci când procesul de producţie este oprit?

√ Există o strategie de înlocuire a motoarelor electrice vechi cu unele noi, cu performanţe energetice ridicate?

√ Există un program de reparaţii periodice ale zidăriei, precum şi a utilajelor şi mecanismelor aferente bateriei?

√ Există control automat sau semiautomat al arderii combustibilului gazos în baterii? Procesul de cocsificare se conduce automat?

Chestionar aferent producerii aglomeratului o Necesarul de energie şi combustibili

√ Se cunoaşte consumul de combustibil gazos de la cuptorul de aprindere, pentru diferite etape tehnologice?

√ Se cunoaşte curba de consum energie electrică la maşinile de aglomerare şi la instalaţiile auxiliare?

√ Există un sistem care să limiteze consumul de electricitate în orele de vârf? √ Există echipamente care funcţionează în prezent în perioada orelor de vârf şi

care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf? √ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin

utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori? √ Se cunosc puterea calorifică inferioară şi temperatura combustibilului gazos utilizat?

o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice

√ Se cunoaşte productivitatea maşinilor de aglomerare? √ Se poate determina temperatura amestecului de şarjă? √ Se fac determinări pentru aflarea conţinutului de apă din şarjă? √ Se cunoaşte consumul specific de minereu? √ Dar consumul specific de cocs, respectiv calcar? √ Există înregistrări prin care să se determine consumul specific de retur aglomerat? √ Exista analizoare pentru determinarea concentratiei de oxigen din gazele arse? √ Este monitorizată temperatura aglomeratului la ieşirea de pe banda de aglomerare? √ Se monitorizează rezultatul determinărilor de calitate a aglomeratului?

o Modul de consum energie electrică şi combustibili

√ Se utilizează procedura de oprire a echipamentelor de producţie şi a celor auxiliare, atunci când procesul de producţie este oprit?

√ Există o strategie de înlocuire a motoarelor electrice vechi şi a exhaustoarelor, cu unele noi, cu performanţe energetice ridicate?

√ S-au luat măsuri pentru prevenirea aspiraţiei de aer fals pe lângă cărucioarele benzii de aglomerare? Se are în vedere recuperarea căldurii fizice a gazelor arse şi insuflarea acestora pe banda de aglomerare?

Chestionar aferent producerii fontei o Necesarul de energie şi combustibili

√ Se cunoaşte consumul de combustibil gazos de la caupere, pentru diferite etape tehnologice?

√ Se cunoaşte curba de consum energie electrică la caupere şi la instalaţiile auxiliare de la furnale?

√ Există un sistem care să limiteze consumul de electricitate în orele de vârf pentru instalaţiile auxiliare?

√ Există echipamente care funcţionează în prezent în perioada orelor de vârf şi care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf?

√ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori?

√ Se cunoaşte puterea calorifică inferioară şi temperatura gazului utilizat? √ Se cunoaşte temperatura aerului de combustie?

o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice

√ Se cunoaşte productivitatea furnalului? √ Se poate determina temperatura fontei la evacuare?

√ Se cunoaşte consumul specific de minereu de fier? √ Dar consumul specific de cocs, praf de cărbune, respectiv calcar?

√ Există înregistrări prin care să se poată determina consumul specific de aglomerat?

√ Există analizoare pentru determinarea concentraţiei de oxigen din gazele arse, la caupere?

√ Este monitorizată temperatura vântului rece şi a vântului cald de la caupere? √ Se fac înregistrări referitoare la durata răcirii cauperului?

√ Există o strategie pentru diminuarea cantităţii specifice de zgură la optimizarea compoziţiei chimice a fontei?

o Modul de consum energie electrica si combustibili

√ Se utilizează procedura de oprire a echipamentelor de producţie şi a celor auxiliare, atunci când procesul de producţie este oprit?

√ Există o strategie de înlocuire a motoarelor electrice vechi şi a exhaustoarelor, cu unele noi, cu performanţe energetice ridicate?

√ S-au luat măsuri pentru creşterea durabilităţii gurilor de vânt, prin îmbunătăţirea materialului şi a sistemului de răcire?

√ Se are în vedere creşterea capacităţii de răcire a mantalei furnalului?

Chestionar aferent producerii oţelului în convertizor

o Necesarul de energie şi combustibili

√ Se cunoaşte consumul specific de oxigen si gaze inerte, pentru diferite etape tehnologice?

√ Se cunoaşte curba de consum energie electrică la instalaţiile auxiliare de la convertizor?

√ Există un sistem care să limiteze consumul de electricitate în orele de vârf pentru instalaţiile auxiliare?

√ Există echipamente care funcţionează în prezent în perioada orelor de vârf şi care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf?

√ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori?

√ Se cunoaşte căldura specifică a oţelului lichid? √ Se cunoaşte temperatura oţelului lichid la evacuarea din convertizor?

√ Ce acţiuni se întreprind pentru diminuarea volumului de resuflări? √ Ce influenţă are asupra consumului de energie micşorarea ciclului şarjei cu un

minut? Dar creşterea anduranţei căptuşelii refractare cu 5%?

o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice

√ Se cunoaşte productivitatea convertizorului? Se poate determina temperatura materialelor de adaos?

√ Se cunoaşte consumul specific de var şi dolomită? Dar consumul specific de fier vechi? Se monitorizează calitatea varului, varului dolomitic?

√ Există înregistrări prin care să se poată determina consumul specific de fontă veche? √ Dar cantitatea de zgura evacuată? √ Există analizoare pentru determinarea concentraţiei de CO din gazele arse

evacuate, pentru a fi eventual utilizate ca RES? √ Este monitorizat volumul de aer aspirat în hotă? √ Este masurată temperatura finală a oţelului? √ Se poate intensifica insuflarea oxigenului şi ameliora randamentul total?

o Modul de consum energie electrică şi combustibili

√ Se utilizează procedura de oprire a echipamentelor de producţie şi a celor auxiliare, atunci când procesul de producţie este oprit?

√ Există o strategie de înlocuire a exhaustoarelor, cu unele noi, cu performanţe energetice ridicate?

√ Se face controlul riguros al calităţii şi cantităţii materialelor încărcate în convertizor? Dar controlul riguros al oxigenului insuflat prin lance?

√ Se are în vedere recuperarea căldurii chimice a gazului de convertizor?

Chestionar aferent producerii oţelului în cuptorul cu arc electric

o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice

√ Se cunoaşte productivitatea cuptorului cu arc? √ Se poate determina cantitatea materialelor de adaos? √ Se are în vedere preîncălzirea fierului vechi? √ Se cunoaşte consumul specific de var, respectiv dolomita?, dar consumul

specific de fier vechi? √ Există înregistrări pentru determinarea consumului specific de electrozi? √ Dar cantitatea de zgură evacuată? √ Sunt programe de topire adaptate pe faze tehnologice în cuptorul cu arc electric? √ Dar de tratare a oţelului lichid în oala de turnare? √ Se realizează compensarea puterii reactive pentru a respecta valorea limită a

factorului de putere? √ Se lucrează cu rest lichid?, dar cu zgura spumantă? √ Se are în vedere creşterea puterii transformatoarelor şi a tensiunii în secundar

către domeniile performante (SUHP – 1000 kVA/t, respectiv 800 V în secundarul transformatorului cuptorului?)

o Modul de consum energie electrică şi combustibili

√ Se face controlul riguros al calităţii şi cantităţii materialelor încărcate în cuptorul cu arc? Dar controlul riguros al oxigenului insuflat prin lance?

√ Se are în vedere îmbunătăţirea etanşărilor la nivelul deschiderilor cuptorului? √ Se realizează preîncălzirea oalelor de turnare? √ Dar urmărirea optimizării ciclului oalelor de tratament şi turnare?

o Necesarul de energie şi combustibili √ Se cunoaşte consumul specific de oxigen şi gaze inerte, pe etape tehnologice? √ Se cunoaşte curba de consum electricitate al instalaţiilor auxiliare la cuptorul cu arc? √ Există un sistem care să limiteze consumul de electricitate în orele de vârf

pentru instalaţiile auxiliare? √ Există echipamente care funcţionează în prezent în perioada orelor de vârf şi

care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf? √ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin

utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori? √ Se cunoaşte căldura specifică a oţelului lichid? Se cunoaşte evoluţia

temperaturii oţelului lichid în cuptorul cu arc electric şi în oala de turnare?

Chestionar aferent producerii laminatelor o Valori ale parametrilor de proces care influenţează consumurile energetice √ Se cunoaşte productivitatea laminoarelor? √ Se cunoaşte cantitatea şi temperatura materialului de laminat? √ Se cunoaşte scoaterea de metal? √ Se cunoaşte consumul specific de apă de răcire? √ Dar debitul şi temperatura gazelor arse? √ Există înregistrări prin care să se poată determina cantitatea de tunder rezultată? √ Se urmăresc diagramele de încălzire specifice pentru fiecare tip de laminat pe

grupe de oţeluri şi tip de tratament termic? √ Se realizează recuperarea căldurii gazelor evacuate din cuptoare? √ Se realizează controlul presiunii în cuptor, în vederea prevenirii pătrunderii

aerului rece în cuptor, respectiv scăpărilor de gaze arse? √ Se urmăreşte minimizarea raportului aer/combustibil, iar atunci când condiţiile

tehnologice permit, atingerea valorii optime de 2% O2 în gazele uscate evacuate?

o Necesarul de energie şi combustibili √ Se cunoaşte consumul specific de combustibil al cuptoarelor de încălzire şi tratament? √ Se ştie curba de consum electric a instalaţiilor auxiliare la laminoare şi cuptoare? √ Se poate limita consumul de electricitate în orele de vârf pentru instalaţiile auxiliare? √ Există echipamente care funcţionează în prezent în perioada orelor de vârf şi

care pot fi reprogramate pentru funcţionare în afara orelor de vârf? √ Pot fi oprite anumite echipamente neesenţiale în perioada de vârf prin

utilizarea automatelor programabile, sau de către operatori? √ Se cunoaşte temperatura la evacuarea din cuptor a laminatelor?

o Modul de consum energie electrică şi combustibili √ Este programată producţia, pentru utilizarea maximă a capacităţii cuptorului? √ Există o strategie de înlocuire a ventilatoarelor pentru aerul de combustie şi a

exhaustoarelor, cu unele noi, cu performanţe energetice ridicate? √ Se măreşte temperatura metalului în cuptor, prin sincronizarea optimă cu turnarea? √ Se are în vedere îmbunătăţirea etanşărilor la nivelul uşilor de evacuare şi la

orificiile din pereţii cuptorului? √ Se urmăreşte menţinerea temperaturii minime exterioare a cuptorului, prin

utilizarea unor materiale de izolaţie uşoare, cu conductivitate termică mică? √ Se urmăreşte minimizarea pierderilor de căldură în timpul nefuncţionării

cuptorului prin închiderea uşilor şi etanşeizarea cuptorului?