Vlaanderens Rationeel Energiegebruik Project
Patrick Bas/Dirk Cauwenbergh, J&J Patrick Graré, Lanxess Stephan Thys, Agfa Geel, 16/06/2011 Sessie 4
Samenvatting van de inhoud 1. Hoe bereken je de return van een project (PG) – IRR berekening, eenvoudig voorbeeld
2. Pompen (PG) – Screenen van pompen in de installatie – Efficiëntie nagaan – Voorbeelden snelheidsregelingen
3. Condensaat (PG) – Recuperatie – Condenspotten en onderhoud
4. HVAC systemen (ST) – – – –
Stooklijnen & free cooling RV controle Radiatoren Noodzaak van ventilatie, overdruk
Samenvatting van de inhoud 5. Warmterecuperatie (PB of DC) – Warmterecuperatie in HVAC, case study – Hergebruik van afvalwarmte in HVAC, case study – Hergebruik van warmte in rookgassen, case study
6. Perslucht (PB of DC) – Best practices zoals variabel toerental, laagste druk, efficiënte drogers, persluchtlekken opsporen – Kost van persluchtlekken, identificatie van lekken, … – Gebruik vna de compressorwarmte (PG)
7. Identificatie van mogelijkheden – Verbeteringsteams (PB) – Belonen van ideeën (PG)
8. Bewustwording en gedragsverandering (PB) – Rondgangen en controles, case study – Energieteams en succesfactoren
1. IRR berekening van projecten Definities: •
Net Present Value: Het verschil tussen opbrengsten en kosten over de levensduur van een
project. Kosten en opbrengsten hangen af van de rente, zodat ze teruggerekend worden naar het beginjaar van de investering. •
Internal Rate of Return: Te hanteren rentevoet om een NPV=0 te krijgen, m.a.w. de rente waarbij
de opbrengsten de kosten compenseren.
1. IRR berekening van projecten Voorbeeld Investeringskosten Startkosten Netto besparing Afschrijvingstermijn Restwaarde Vernootschapsbelasting
500.000 100.000 200.000 5 0 34,00%
jaar
>15% dus investering rendabel
Investeringskosten Startkosten Netto besparing 34,00% Belasting opbrengst 5j Afschrijving Belastingsreductie afschrijving 4,60% Investeringsaftrek Kasstroom 8,00% Return rate NPV totaal 22,20% Return rate NPV totaal
0
EUR EUR EUR/jaar jaar EUR (33,99)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
175
175
175
175
175
175
175
175
175
175
-60
-60
-60
-60
-60
-60
-60
-60
-60
-60
100
100
100
100
100
0
0
0
0
0
34
34
34
34
34
-500 -100 34
23 -566
173
150
150
150
150
116
116
116
116
116
-566
160
128
119
110
102
73
67
62
58
53
141
100
82
67
55
35
28
23
19
16
366 -566 0
2. Efficiëntie van pompen Pompen •
zijn één van de meest voorkomende aggregaten in de chemische industrie
•
komen het meest voor tussen de strategisch reserveonderdelen
•
werken meestal non-stop
•
moeten voldoen aan zware eisen qua chemische resistentie
•
worden veelal gedimensioneerd tijdens de basic engineering van de installatie samen met de aandrijving
2. Efficiëntie van pompen Pompcurves •
•
•
Gegevens: • de pompcurve (1) = opvoerhoogte in functie van debiet • de systeemkarakteristieken (3) = drukverlies in functie van debiet het werkingspunt (2) De pomp moet zodanig gedimensioneerd zijn dat deze een toereikende capaciteit bij de maximale systeembelasting kan leveren. Bij een ander toerental ontstaat een andere pompcurve ander werkingspunt
2. Efficiëntie van pompen Pompcurves •
In de industrie werken veel pompen parallel: • Elke pomp werkt bij een lager debiet dan
ze zou hebben als ze afzonderlijk zou werken in hetzelfde systeem verhogen van het aantal pompen ~ een verlaging van het debiet /pomp • Bij verschillend toerental tragere pomp draagt niet altijd bij • Bij verschillende pompen
de kleinste draagt niet altijd bij
2. Efficiëntie van pompen Case 1: Drinkwaterpomp •
•
•
Waarneming: • Veranderingen in personeelsaantal, verandering in gedrag, veranderingen in het systeem doorheen de jaren verandering in debiet + systeemkarakteristiek • De bestaande pomp wordt gesmoord, de aandrijvende motor draait in een slecht werkingsgebied (onderste vermogenbereik, slechte cosf) Maatregel: • Nieuwe pomp in lijn met huidige systeemkarakteristiek • Extra hevel: geen chemiepomp maar standaard commerciële pomp wegens drinkwater IRR ca 50%
2. Efficiëntie van pompen Case 2: Koelwaterpompen •
•
•
pomp 1 pomp 2 pomp 3 pomp 4 pomp 5 pomp 6
P (kW) 550 1050 1800 1100 1800 2100
I (A) kWh/m3 P 55 0,162 514 105 0,168 982 190 0,197 1777 125 0,170 1169 190 0,197 1777 195 0,191 1824
Qmax 3000 5500 9000 6000 9000 9000
Waarneming: • 6 pompen met verschillende curven werken parallel op 1 systeem • aan/uit criterium/pomp = op te volgen minimum systeemdruk niet steeds de meest efficiënte pomp in dienst Maatregel: • niet weerhouden: frequentiesturing • weerhouden: organisatorische maatregel nl. schakelschema IRR: Nvt, operationeel kost?
Qmin 2500 4000 7000 4000 7000 7000
Schakelschema
•
Aandacht: energetisch voordeel onderhoudskost ! beschikbaarheid !
<6500 >6500 en >9000 en >10000 en >11500 en >13500 en >15500 en >17500 en
<9000 <10000 <11500 <13500 <15500 <17500 <20000
2 of 4 2 en 1 of 3 of 5 of 6 1 en 4 of 6 4 en 2 of 5 en 1 of 3 en 1 of 6 en 1 6 en 1 of 2 en 4 en 1 of 3/5 en 2 of 6 en 2 2 en 4 en 1 of 3/5 en 4 3/5 en 2 en 1 of 3/5 en 4 en 1 3/5 en 4 en 2 of 3/5 en 6 en 1
2. Efficiëntie van pompen Case 3: Ketelvoedingswaterpomp •
Waarneming: • 2 pompen werken parallel op 1 systeem
• capaciteitsuitbreiding is nodig • de druk bij de ‘klant’ moet niet overal even hoog zijn bestaande set-up inefficiënt waar hoge druk niet nodig is •
Maatregel: • niet weerhouden: extra pomp parallel op bestaande systeem • weerhouden: uitbouw nieuw netwerk op lagere druk
•
IRR: 25% op kosten nieuw netwerk versus energiebesparing lagere druk
2. Efficiëntie van pompen Samengevat •
Screen de pompcurves + interactie bij parallelbedrijf
•
Screen de aandrijving
•
Evalueer het huidige gebruik
3. Stoom/condensatierecuperatie Condenspotten Doel: • Stoomleidingen te vrijwaren van condensaat zodat de
leiding niet geblokkeerd wordt Nodige functie:
• Condensaat afvoeren • Stoom tegenhouden • Gassen ontluchten
3. Stoom/condensatierecuperatie De mechanische ‘vlotter’ condenspot Werkt door een verschil in dichtheid tussen stoom en condensaat. Wanneer condensaat in de pot komt, gaat de vlotter stijgen zodat de klep open gaat en het condensaat afgevoerd wordt. Gezien klep steeds onder staat zal er geen stoom of lucht door gaan.
Wanneer de manuele ontluchter vervangen wordt door een thermostatische klep, kan de pot ontluchten wanneer hij condensaat aflaat.
3. Stoom/condensatierecuperatie De mechanische ‘emmer’ condenspot Het mechanisme bestaat uit een omgekeerde emmer die bevestigd is aan een klep. In uitgangspositie is de pot gevuld met condensaat en voert hij condensaat af. Wanneer er stoom in de pot komt, zal de emmer drijven en de klep afsluiten. De klep blijft gesloten tot de stoom gecondenseerd is of door de lekopening ‘bleed’ gebubbeld is. De emmer daalt en de klep gaat open. Geaccumuleerde stoom kan weg en de cyclus kan herstarten.
3. Stoom/condensatierecuperatie Slecht werkende condenspotten Een lekkende klep geeft een significante efficiëntiedaling tot soms 1% warmteverlies wordt waargenomen in installaties met slecht werkende condenspotten Screenen: • De emmer pot: fluit wanneer open en stil wanneer gesloten slechte werking wanneer constant fluitend • Thermostatische pot: gaat periodiek van luid fluiten naar zacht fluiten slechte werking wanneer geen intensiteitverandering
3. Stoom/condensatierecuperatie Onderhoud van condenspotten Doel: via screening kleppen te identificeren die de meeste verliezen veroorzaken (dus gericht om onnodige kleine herstellingen te laten) Accurate diagnose is noodzakelijk in elk onderhoudsprogramma Luister apparaten, kijkglazen, temperatuur monitoring en ultrasone technieken geven een indicatie maar zijn onnauwkeurig bij veranderende condities, andere stoorbronnen of gebrek aan ervaring van de tester. Advies: • Vervang periodiek de cruciale elementen in een condenspot of zelfs heel de pot, bvb tijdens de stop voor de verplichte ketelkeuring • Laat je installatie door specialisten screenen wanneer de expertise intern ontbreekt
3. Stoom/condensatierecuperatie Inzetten van condensaat: Collecteer het condensaat van condensaatpotten • Gebruik de restwarmte direct of via warmtewisselaar • Hergebruik het water
direct inzetten als bvb suppletiewater polishen tot bvb deminwater of ketelvoedingswater
4. HVAC systemen: radiator Toepassing: •
Eenvoudige verwarming
•
Goedkoop
• • •
Geen koeling Hoge temp CV water RV regeling niet in orde
4. HVAC systemen: convector Toepassing: •
Eenvoudige verwarming
•
Goedkoop
• • •
Geen koeling Zeer hoge temp CV water RV regeling niet in orde
4. HVAC systemen: ventilo Toepassing: •
Eenvoudige verwarming + koeling
•
Goedkoop voor koeling
• • • •
Meetstal 6°c water Moeilijk freekoeling Hoge temp CV water RV regeling moet via separate HVAC Comfort (zeker dx)
•
4. HVAC systemen: CAV Toepassing: • •
Cleanrooms Ruimte met hoge nauwkeurigheid
• •
•
• •
Comfort Nauwkeurigheid RV en temperatuur Freekoeling als geen RV gevraagd
Duur Veel (ventilatie) energie
4. HVAC systemen: mengsysteem Toepassing: • •
Kantoor RV en temp controle
• •
Comfort Hoge koel en verw capaciteit
• •
Hoog energieverbruik Duur
4. HVAC systemen: koudebalken Toepassing: • •
Kantoor RV en temp controle
• •
energie zuiniger dan VAV Freekoeling mogelijk
•
comfort
4. HVAC systemen: koelplafonds Toepassing: • •
Kantoor RV en temp controle
• •
•
•
• •
energie zuiniger dan VAV Freekoeling mogelijk via koeltoren Hoog comfort
Beperkte bezetting anders condens Beperkte koeling Beperkte verwarming
4. HVAC systemen: jet systeem Toepassing: • •
Magazijn RV en temp controle • •
energie zuinig Klein debiet (hoge temp)
• •
Beperkte koeling comfort
4. HVAC systemen: verdringing Toepassing: • •
Magazijn \ werkplaatsen RV en temp controle • • •
Klein debiet Grote koeling Energie zuinig
• •
Temperatuur gradiënt Comfort?
4. HVAC systemen: energie Energie verbruik: • • •
•
•
Stooklijnen • 20% energiewinst mogelijk Freekoeling • Niet via lucht maar via tussen medium RV controle • Duur: beperk verse lucht • C02 regeling Noodzaak van ventilatie, overdruk • 30m³/ per persoon • C02 regeling bij wissellende bezetting Restwarmte/ warmtepompen • Nog zeer veel potentieel
5. Optimale warmteopwekking en gebruik Warmteopwekking, vervangen van ketels
•
350 kW, Oude stookolieketels (met gasbrander) vervangen door condenserende gasketels. Incl regeling, collector, schouw.
•
55 k€ incl Eandis Premie), IRR 18%.
5. Optimale warmteopwekking en gebruik Aanpassingen aan bestaande ketels • Aanbrengen en/of vernieuwen van isolatie • Zuurstofregeling • Temperaturen: • 110°c nog noodzakelijk? • Stooklijn een optie? • Werkingstijden: • Installatie af vanaf 1 mei?
• Actief in het weekend?
5. Optimale warmteopwekking en gebruik Warmtehergebruik, rookgassen • Rookgassen van stoomketels zijn erg warm: • Voorverwarming condensaat (economiser meestal standaard) • Energie in rookgassen hergebruiken om ketelvoedingswater voor te verwarmen (condensor). • Rookgassen afkoelen van 180°C naar 50°C. • 150 k€ Capex, 28% IRR • 600 kW, 500 ton CO2 • Bouw: 2003
5. Optimale warmteopwekking en gebruik
Steam boilers Capacity : 2x 12 +1x 8 Ton @ 8 bar Strategy : 2 +1 back-up (95% of time)
5. Optimale warmteopwekking en gebruik Warmtehergebruik, afvalwarmte • Beschikbare afvalwarmte: • Massaal beschikbaar op lage temperaturen (30°C) • Gelijktijdigheid? • Pinch-analyse iets voor grote processen. • Wat met warmtepompen… • Zoeken naar een lage temperatuur gebruiker bv HVAC.
• Voorbeeld case study plant III en IV Geel-site.
5. Optimale warmteopwekking en gebruik
400 ... 700 kW Heat recuperation Project cost 330k€, yearly savings 60k€, IRR approx. 20%, 400 ton CO2-reduction/year
6. Rationeel persluchtgebruik Wist je dat… Elk persluchtlek met een afmeting van 1 mm² (buis openingen, slecht bevestigde verbinding, poreuze flexibele slangen) in een persluchtnetwerk van 7 bar, veroorzaakt een verlies van ca. 5 Nm³/h. Dit komt overeen met een verlies van 43.800 Nm³ per jaar – voor één lek! Rekenen met 15 €/1000 Nm³ geeft een besparing van ca 650 €. 50% Van de geproduceerde perslucht verloren gaat via lekken? Het dichten van persluchtlekken een lage prioriteit krijgt: perslucht is immers niet giftig, onzichtbaar, reukloos, … We slechts 10% van de compressorenergie nuttig gebruiken?
6. Rationeel persluchtgebruik Opsporen van lekken Ultrasoon detectieapparaat • Low-cost, easy to use, • Geeft de kost van het lek weer, • Ook bruikbaar voor condenspotten.
Makerkeren van lekken
‘State of the art’ installatie
3 x 1500 Nm³ compressors, Equipped with energy reducing MD-dryers, Running at the lowest acceptable pressure,
6. Rationeel persluchtgebruik Case study Vervanging van een AC ZR4, AC ZR3 en oude schroef. Uitbreiding van het leidingnetwerk (drukverliezen beperken) • Meer capaciteit (AC ZR 315 VSD + ZR4 back-up) • Energiebesparing (VSD in basislast)
Project details: • Projectkost 666.265 €
• IRR 17% • 400 ton CO2/jaar minder uitstoot • Ingebruikname 2008
7. Identificatie van de besparingsmogelijkheden Belonen van ideeën • Goede ideeën, waar haal je ze? Stimuleer, ondersteun en erken de creativiteit de medewerkers in je bedrijf De overheid erkent innoverende ideeën van werknemers
Gebruik een ideeën of suggestie bus
7. Identificatie van de besparingsmogelijkheden Belonen van ideeën: Ideeën of suggestie bus • Een verbeteringsvoorstel is een origineel en rendabel idee. • Het brengt een verbetering aan een toestand, dat zonder het initiatief van de werknemer, niet zou zijn doorgevoerd. • Alle voorstellen zijn eigendom van de onderneming. De onderneming neemt de baten en geeft de indiener(s) hiervoor een premie geeft na uitvoering. • Baten gaan van energiebesparing tot product- of grondstofbesparing, vermeden investeringen of loonkosten.
• De overheid steunt het initiatief door vrijstelling van RSZ en belasting binnen het kader van innovatiepremies. (niet als loon beschouwd, niet in de bepaling van de loonsontwikkeling)
7. Identificatie van de besparingsmogelijkheden Belonen van ideeën: Ideeën of suggestie bus 1. SUGGESTIE: schriftelijke formulering van het probleem en de voorgestelde oplossing door WN
Suggestiecoördinator administratie,
vo Alle uit Netto paring se bes k ij rl a Ja
=
Totale ng bespari
se jaarlijk
-
osten eringsk
r ensduu atte lev x 10j) Gesch a m g jvin (afschri
opvolging,
3. PROJECT:
coördinatie,
Project realisatie, indienstname, controle reële besparing vs plan door WG
2. EVALUATIE: Bespreken WN, beslissen van ontvankelijkheid (toepasbaar, origineel etc) en berekenen van besparing door WG
door neutraal 4. PREMIE: persoon
Overhandigen premie aan WN door WG (+ communicatie). Eventueel aanvraag vrijstelling van RSZ en belasting wegens innovatie
8. Bewustwording Organiseer rondgangen, controleer. • Informeer • Controleer • Markeer • Rapporteer
8. Bewustwording Herhaal je boodschap !
Met de dank aan • Patrick Bas en Dirk Cauwenbergh
•Patrick Graré
•Stephan Thys
• Agentschap Ondernemen
