MASTERCLASS Hoe energie-efficiëntie doen toenemen in industriële processen?
Wim Vancauwenberghe, Directeur, BEMAS Robin Bruninx, General Manager, Encon Ward Snoeck, Energy Manager, Unilin Rudi Lens, Energy Manager, Aperam
Nood aan onderhoud en vervangingsinvesteringen in de industrie: opportuniteit of bedreiging? Wim Vancauwenberghe BEMAS – Belgian Maintenance Association vzw-asbl
Content • Introductie: wat is onderhoud? • Vervangingsinvesteringen in de industrie: wat kunnen we leren van de More4Core benchmark? • Uitdagingen en opportuniteiten
2
Introduction
Vision Maintenance & Asset Management play a key role in achieving a sustainable industrial activity in Europe. Managers nowadays realise that an efficient maintenance and asset utilisation leads to increased benefits. A continuous improvement of asset utilisation and the reduction of (production) costs, results in added value for all stakeholders. As a result, maintenance and asset management are to be considered as key drivers to create competitive advantage and sustainable operation. Mission Help (Belgian) asset owners to increase their competence level by sharing knowledge on maintenance, production reliability & asset management, and by creating a larger awareness and appreciation for maintenance activities and the responsible maintenance & asset managers. BEMAS – Belgian Maintenance Association vzw-asbl
What is maintenance ?
Source: Idcon.com
INVEST in Reliability
Source: Idcon.com
Is Maintenance important? • In Europe, about 6 million people work in technical maintenance • Every year about 450 Billion Euro is spent on maintenance of industrial technological assets, with an estimated reinvestment value of 10.000 Billion euro. A big part of these industrial assets are based in NWE. 7
Content • Introductie: wat is onderhoud? • Vervangingsinvesteringen in de industrie: wat kunnen we leren van de More4Core benchmark? • Uitdagingen en opportuniteiten
8
The MORE4CORE - project • MORE4CORE stands for Maintenance, Overhaul and REpair for COmpetitiveness of the North-West European REgion • The MORE4CORE project aims at: – providing an insight at the challenges of asset owners and MRO service providers – developing plans for coherent policy initiatives and industrial actions
9
Participating partners Project Partners:
Knowledge and content partners:
10
More4Core benchmark • The benchmark study collected data of +/- 200 asset intensive companies • In order to better understand the impact of asset age and remaining asset lifetime, there is a need of clear definitions of some KI and KPI’s that relate to lifetime and remaining life time of (a collection of) assets. • Less than 100 were able to give data releted to asset age 11
Leeftijd van de assets in onze industrie
Sample size: 9
Sample size: 8
Sample size: 53
12
Sample size: 26
(Preliminary results)
Leeftijd van de assets in onze industrie
Mean Asset Age The Mean Asset Age is quit similar in BE as in NL:
•
Proces industry – 19 years in BE – 23 years in NL
•
Manufacturing – 15 years in BE – 20 years in NL
•
Food, Beverage & Pharma – 20 years in BE – 16 years in NL
13
Presteren oude plants slechter? Small dot: old plant Large dot: young plant Category plant age: based on remaining average lifetime
14
Remaining lifetime of Plants Plants = process industry +manufacturing+food, beverage & pharma
44 % of the ARV reaches end of life within 10 years !
15
Sample size: 82
Remaining lifetime of Plants
16
What doe this mean? Experience of a lage process facility with several LTE projects has shown that it takes an addtional investment of about 1,5 - 2% of the ARV of a plant to extent its lifetime with 10 years. These plant were running with a regular maintenance program with a yearly maintenance budget of 2 – 2,5 % ARV. Based on this experience we can estimate the budget of an avarage LTE program at 75% of the regular maintenance budget. The needed capital for extending lifetime with 10 years can be estimated at: For Europe: 75% of the maint. budget = 75% x 4,5% of the ARV = 3,4 % ARV = 340 Billion EUR to extend the life of all industrial assets, worth 10.000 Billon EUR, with 10 years.
What doe this mean? Estimated ARV in industry in Europe: 10.000 Billion EUR
What doe this mean?
Content • Introductie: wat is onderhoud? • Vervangingsinvesteringen in de industrie: wat kunnen we leren van de More4Core benchmark? • Uitdagingen en opportuniteiten
21
Challenge 1: Volatile markets Less storage capacity
Fluctuations in the financial markets
Increasing complexity of regulations
Smaller integrated production systems
Shorter product cycles
Transition in industrial landscapes
Demographic change
Fluctuating and speculative raw material prices
The "good old days when everything could be planned" are gone ! 22
AND: The competitiveness of our industry is being challenged !
Source: Internal benchmark in a petrochemical company
23
Challenge 2: Lack of technical talent
• •
In Belgium about 12% will retire in the next 10 years In The Netherlands about 23% will retire in the next 10 years PS: BEMAS roughly estimates the number of maintenance workers in Belgium on 65.000.
•
Off course the main question is: will we be able to get new maintenance personnel started in the next 10 years and how will we avoid a major loss of knowledge & experience? 24
Disclaimer: all results shown are preliminary. No rights can be claimed from those results.
Source:
Challenge 3: • Maintenance = sustainable ? – Clean Maintenance as key enabler for a sustainable industry – The impact of Maintenance on Resource & Materials Efficiency
• Example: Your 7 year old car breaks down: what is more sustainable: replace it or repair it?
26
Clean Maintenance as key enabler for a sustainable industry • Key challenges: – Developments in sustainability are currently mainly foccussed on the sustainability of the (production) processes, and not on the sustainability of the process equipment itself. – It is clear that Maintenance helps increasing sustainability and reducing material use, but this contribution is not quantified. – There is no guidance or framework that can help asset owners or MRO service providers to take the most sustainable decisions regarding maintenance, neighter in the operational phase, nor in the design phase of an industrial asset. – There is no general agreement on how to report on the sustainability of maintenance and reliability activities – As a result, Sustainability optimization of maintenance processes and process equipment has still to start... 27
Challenge 4: introduce Big data & industry 4.0
Challenge 4: Introduce Big data & industry 4.0
Conclusion ?
It is difficult to predict the future BUT
The challenges are clear !
Thank you Wim Vancauwenberghe
[email protected]
CLEANTECH(CONNECTED(–(05/05/2015(
Hoe het begon 12#jaar#geleden#
Encon vandaag
compliance#
cost#efficiency#
sustainability#
Integrale#projectaanpak#
Consultancy#
Engineering#
Realisa<e#
Kostenbesparing#
Kostenvermijding#
Resultaat#
Kostenefficiënte(totaaloplossing(
3#cijfers#die#alles#zeggen#over#Encon:#
70.000.000# Euro#besparing#bij#haar#klanten# 700.000# ton#co2#bespaard#via#haar#projecten# ha#bos#is#het#equivalent#in#bomen# 75.000# Eind#2014:#Berekend#sinds#het#ontstaan#van#de#organisa<e#
Vaststelling
De meeste bedrijven zijn selectief blind*.
*#Ze#zijn blind voor het verbruik van hun installaties#
2 hardnekkige mytes in verband met energieprojecten Ze#brengen#niet# (voldoende)#op#
Er#is#geen#geld#
Mythe#1# Groen denken vandaag Groen#=#inleveren#
Klimaat en economisch belang gaan (voorlopig nog) hand in hand
R#60%#
X#2#
energiebesparing#
lichtopbrengst#
Verlich
ROI#
Geïnstalleerd# vermogen# R#65%# 1.300#kW#R>#480#kW##
energiekost# R#40%# lichtopbrengst# +#30%# comfort# +#30%#
2015: Begeleiding van ± 60 windturbines voor bedrijven!
“Begeleiding van 3.000.000 m² dakoppervlakte aan zonne-energie!
EnergieRefficiën<e#
Rendement#20%R100%#
Hernieuwbare#energie# Rendement#8%R12%#
Mythe#2# Er is geen geld?
Gebrek aan het financieren van energiebesparende maatregelen
Mogelijkheden via Esco Standaard#project# Investeringskost
120 822 €
Subsidies
20 000 €
Effectieve investeringskost
Terugverdientijd
100 822 €
± 3 jaar en 1 maand
Jaarlijkse besparing Totale opbrengst op 20 jaar IRR
Oplossing#via#Esco#
32 234 €/jaar 698 039 € 33,8%
Huurperiode
84
Maandelijkse huurprijs
1 334 €/maand
Maandelijkse besparing
2 686 €/maand
Besparing tijdens verhuur
16 222 €/jaar
Besparing na verhuur
32 234 €/jaar
Totale opbrengst op 20 jaar Terugverdientijd
671 118 € Onmiddellijk
Mogelijkheden via Esco
WIN – WIN – WIN kostenbesparingen milieu-inspanningen tewerkstelling
VS(
De#juiste#aanpak#in#7#eenvoudige#stappen#
1. ComplianceRanalyse:#doen#we#wat#we#moeten#doen?# 2. Algemene#energieRaudit#–#Quickwins#&#implementa<e# 3. EnergieRaudit#op#produc<eprocessen#&#implementa<e# 4. Op<maliseringen#via#permanente#energiemonitoring# 5. Analyse#hernieuwbare#energie# 6. ISO#50001#of#energiezorgsysteem:#presta<eborging# 7. Duurzaamheidsprojecten# #
Vragen?#
Improving*energy*efficiency*in*an* industrial*environment*
Ward*Snoeck**5/5/15*
Energy*Engineer*@* KUL* Smart*CiAes*@*Stockholm*
YERA*
Vlerick*Business*School* Strategy*Consultant**at* Energy*UAlity*
Energy'Manager'UNILIN'
Energy'too'expensive'or'too'cheap?'
Insufficient*ROI*for*many*projects,* 2*years*payback*seldomly*seen*
InternaAonal*energy*cost*handicap*
Too'expensive'AND'too'cheap!'
strategic'issue'
Energy'has'become'a'
Star@ng'from'zero'
STEP*0*
Time*axis*
Top*management*commitment** * **
Ward*Snoeck* Energy*Manager*
Top*management*commitment** * *Be*the*‘energy*ambassador’* * * * * ** STEP*1*
STEP*0*
Time*axis*
Let'Energy'Live'
IntuiAon?*
Logic?*
Top*management*commitment** * **Be*the*‘energy*ambassador’** * * * *Low*Hanging*Fruits* * * * * * ** STEP*2*
STEP*1*
STEP*0*
Time*axis*
Experiment'with'easy'stuff'
Top*management*commitment** * **Be*the*‘energy*ambassador’** * * * *Quick*Wins*and*Low*Hanging*Fruits* * * * * * *Strategic*projects*–*Create*Buy*In* * * * * * * * ** STEP*3*
STEP*2*
STEP*1*
STEP*0*
Time*axis*
Astonish'people'
STEP*4*
STEP*3*
STEP*2*
Top*management*commitment** * **Be*the*‘energy*ambassador’** * * * *Quick*Wins*and*Low*Hanging*Fruits* * * * * * *Strategic*projects*–*Create*Buy*In* * * * * * * * *Energy*cost*management * * * * * * * * * *Strategy* * * * * * * * * * ** STEP*1*
STEP*0*
Time*axis*
When'easy'projects'are'completed…'
Start'as'an'intrapreneur…'
Start'as'an'intrapreneur…' Business*model*canvas*
…and'become'a'manager'
STEP*4*
STEP*3*
STEP*2*
Top*management*commitment** * **Be*the*‘energy*ambassador’** * * * *Quick*Wins*and*Low*Hanging*Fruits* * * * * * *Strategic*projects*–*Create*Buy*In* * * * * * * * *Energy*cost*management * * * * * * * * * *Strategy* * * * * * * * * * * ** STEP*1*
STEP*0*
Time*axis*
Be'an'energy'efficient'company'
Key*success*factors*to*an*energy*efficient*industrial* environment*
Ques@ons?'
Cleantech Connected
Date 5/5/2015
Wie is Aperam Een van de grootste wereldwijde producenten van roestvast en elektrisch staal Beschikt over productiesites in Europa en Zuid Amerika Belgie : Genk en Charleroi Frankrijk : Isbergues , Gueugnon en Imphy Brazilie : Timoteo 16 service centra’s 19 verkoop afdelingen Een zeer grote range van mogelijke producten (afmetingen en types roestvast staal) Totaal 9400 werknemers Totale productiecapaciteit wereldwijd van 2,5 miljoen ton roestvast staal Gerealiseerde productie in 2014 van 1,8 miljoen ton staal 70-80% van de grondstoffen gebruikt in ons smeltproces is schroot (recyclage) Hoofdzakelijk producent van half afgewerkte producten Fusie van 2 grote Europese staalproducenten en sinds 2012 bekent onder de naam Aperam
De producten van onze klanten … gemaakt uit RVS Kapitaalgoederen
Specialiteiten
Automobiel
Date
Doelstellingen en realisaties Aperam wereldwijd : Verlaging van broeikasgassen (CO2) De doelstelling is om tegen 2020 de uitstoot van broeikasgassen met 35% te verminderen ten opzichte van 2007 Aperam heeft deze doelstelling reeds bereikt in 2014 (actueel op – 41%) Een voorbeeld van een project dat sterk heeft bijgedragen tot deze verlaging is het vervangen van coke door charcoal in Brazilie Charcoal wordt geproduceerd uit Eucalyptus in Brazilie en wordt ingezet in het produktieproces (Blast Furnace) ( ! gebruik van Biomassa)
–
Verminderen van specifiek energieverbuik (GJ/ton steel) Doelstelling is om tegen 2020 het specifiek energieverbruik met 5% te verminderen ten opzichte van 2012 Aperam heeft reeds 75% van deze doelstelling bereikt (-3.7% ten opzichte van 2012) Dit dank zij allelei projecten in elke produktiesite (voorbeeld van een stoomrecuperator in Genk)
–
Hergebruik van afvalstromen (zero waste) Doel is om tegen 2020 deze afvalstromen te minimaliseren. In 2014 werd reeds 89% van onze afvalstromen hergebruikt en 28% van onze gebruikte grondstoffen bestaat uit gerecycleerd intern materiaal De investeringen gedaan in het behandelen van de slakken en het recycleren van stof hebben hierin een zeer grote bijdrage geleverd Het stof van de verschillende productiesites wordt in een elektrische oven (recyco) gesmolten waardoor nikkel en chroom kan gerecycleerd worden en terug ingezet in ons produktieproces . de restprodukten worden aan een externe firma verkocht voor hergebruik .
–
Verminderen van gebruik van vers water In 2014 is het specifiek watergebruik reeds met 7% verminderd Over de ganse groep wordt reeds 95% van het water hergebruikt
Genk: één site, twee fabrieken
Koudwalserij
Staalfabriek
Evolutie energieverbruik in de site Aperam Genk laatste 7 jaren : (2008-2014) Specifiek verbruik (KWh/ton) gedaald met 19% voor elektriciteit Specifiek verbruik (KWh/ton) gedaald met 12,5% voor aardgas Totaal specifiek verbruik gedaald met 15% Vooral sterke daling 2008 tot 2012 waar ook een aantal grote projecten werden uitgevoerd
specifiek#verbruik#ganse#site#(KWh/ton)## 2200#
2000#
1800#
KWh/ton#
1600#
1400#
1200#
1000# 2008#
2009#
2010#
2011#
specifiek#verbruik##
2012#
2013#
2014#
Uitdagingen naar de toekomst : Recupereren van restwarmte op een economisch rendabele manier Aperam beschikt over 70MW restwarmte op lage (koelwater) en hoge (rookgassen) temperaturen . Met de reeds geinstalleerde stoomrecuperatoren is aan de behoefte aan warmte (stoom) ruimschoots voldaan. Alternatieve klassieke recuperaties (produktie elektriciteit of voorverwarmen schroot) werden al onderzocht maar waren niet rendabel. Een oplossing om deze restwarmte op een meer inventieve manier te valoriseren is reeds door Icleantech uitgewerkt ! project heattrain : verschillende recuperatietechnieken in cascade met elkaar verbonden en de restwarmte van de ene technologie wordt gebruikt de volgende stap. Schoorsteen ! ORC ! PCM unit & demi water productie via membraan destillatie. De bedoeling is via een testinstallatie een mogelijke doorbraak naar het valoriseren van industriele restwarmte te bereiken. We zijn ervan overtuigd dat ook in de andere doelstellingen van aperam Icleantech een betekenisvolle inbreng kan leveren.(vb project LEEN)
Dank U voor uw aandacht Q&A
Aperam worldwide
Date
ASE Industriële locaties Luxembourg Genk Isbergues Châtelet Gueugnon Staalfabrieken
hoofdzetel staalfabriek & koudwalserij koudwalserij staalfabriek & warmwalserij koudwalserij Warmwalserij
Koudwalserijen Genk
klanten
Gueugnon
klanten
Isbergues
klanten
Genk Châtelet
Isbergues Châtelet
Châtelet
Gueugnon slabs
bobijnen
afgewerkte producten
Productie Roestvast staal - Vloeibaar 100% in België (GNK + CHT) - Afgewerkt > 50% in België (GNK)
Genk Luxembourg
ASE – Service & ans Solutions Solutions Close tobijthe Dichter decustomer klant European sales and&distribution network Europees verkoopdistributienetwerk
Hoofdkwartier Fabrieken
Eskilstuna
Steel Service Centers Verkoopkantoren Copenhagen
Isbergues
Duisburg Dusseldorf
Bytom
Genk Prague Châtelet Luxembourg Ansfelden Sersheim Zurich
Gueugnon
Milan Massalengo
Lisbon
Barcelona
Budapest
Aperam: wereldwijde capaciteiten & productstromen Staalfabrieken
Warmwalsen
Chatelet 3.4Mt Genk 1.1Mt
Imphy 0.06Mt
Service
Isbergues 0.35Mt
Chatelet 1.0Mt
Timoteo 0.90Mt
Koudwalsen
Genk 0.74Mt
Roestvast vlak
Staal Service Centers Transformatie Direct verkoop
Gueugnon 0.40Mt
Timoteo 0.88Mt
Timoteo Electrical 0.17 Mt
Elektrisch vlak
Timoteo Stainless 0.38 Mt
Roestvast vlak
Imphy
Ni legeringen & specialiteiten
Chatelet (strip) Imphy (wire)
Klanten
Staal Service Centers Transformatie Direct verkoop
SSCs, Directe verkoop Transformatie
Van schroot tot afgewerkt product smelten
raffineren
gieten
slijpen
Staalfabriek
Genk
Warmwalserij Châtelet
warmwalsen
Koudwalserij
Genk
Eerste gloeiing (& beitsing)
Koudwalsen
Eindgloeiing (&-beitsing)
afwerking
Wat is Roestvast Staal ? Roestvast Staal IJzerlegering chroom (Cr) Cr bouwt een zelfherstellende beschermingslaag op uit chroomoxide Algemeen met laag koolstofgehalte (C < 0.1%) Andere scheikundige elementen toegevoegd in functie van toepassing (Ni, Mo, Mn…)
Historiek Ontdekt in 1910, ontwikkeld in het Interbellum Productie op industriële schaal & toegepast sinds 1950
4 families (in volgorde van verbruik) - Austenieten - Ferrieten - Martensieten - Duplex
Fe + Cr + Ni, C < 0,1% (gekend als 18/8 of 18/10) Fe + Cr , C < 0,1% Fe + Cr , C > 0.1% Fe + Cr + Ni, austeno-ferrieten, gecombineerde structuur
Voornaamste eigenschappen Corrosieweerstand, sleet- en hittebestendig 100% recycleerbaar, uitstekende LCA (levenscyclus)
Portefeuille (in functie van gewenste toepassing) Scheikundige samenstelling : %Cr, %Ni, %Mo, %Cu… Oppervlakte-afwerking (HRAP, 2B, BA) – oppervlaktekwaliteit – bobijn / plaat– dimensies toleranties
Typische industriële producttoepassingen
Brussels (B) Atomium
Antarctica Station Princes Elisabeth
Specifiek#verbruik#per#afdeling#(KWh/ton)# 1200#
1000#
800#
KWh/ton#
600#
400#
200#
0# 2008#
2009#
2010#
2011#
2012#
2013#
specifiek#verbruik#elektriciteit#staalfabriek#
specifiek#verbruik#elektriciteit#koudwals#
specifiek#verbruik#aardgas#staalfabriek#
specifiek#verbruik#aardgas#koudwals#
2014#
percentage#koudgewalst# 60%#
55%#
50%#
45%#
40%#
35%#
30%#
2008#
2009#
2010#
2011# percentage#koudgewalst#
2012#
2013#
2014#
Belangrijkste projecten die deze daling mogelijk maakten : Het minimaliseren van het standbyverbruik In dienst nemen van een waterstof recuperator Vervangen calorieblokken door zwartstralers Verlagen van temperatuur in verzendingshallen (18°C! 14°C) (25000m²) Automatiseren & optimaliseren van verlichting Vervangen Alweilerpompen door ksb (met frequentiesturing) Het optimaliseren van de instellingen in de stookplaatsen Het verlagen van de stoomdruk Lagere gloeikurves aan gloeilijnen Het verlagen van de spanning van de gelijkrichters in de beitslijnen Het uitschakelen van ventilatoren aan de beitslijnen bij een langere stilstand Het vervangen van het vuurvast materiaal in het ovendak door een zachte isolatie Verminderen van persluchtlekken Een stoom recuperator in de schoorsteen van BUL3 Het vervangen van de luchtkoeling BUL3 door een waterkoeling Verlichting magazijn vervangen door TL’s en bewegingssensoren Frequentiegestuurde compressoren in het staalfabriek en de koudwals Frequentiesturing op de afzuigventilatoren AOD Frequentiesturing op de ventilatoren van de verbrandingslucht BUL2 & BUL3
Date 6/05/15
Frequentiesturing op de luchtkoeling BUL2 Frequentiesturing op de afzuiging BUL2 Debietmeters op de persluchtleiding om het perslucht verbruik beter te monitoren per afdeling Een studie project van de POM Limburg de haalbaarheid van een warmtenet in Genk Zuid Het Rendement verhogen van de gasovens van de gloei & beitslijnen Het verminderen van het gasverbruik van de staalfabriek door het optimaliseren van de start en stoptijden bij het opwarmen van de gietpannen Het optimaliseren van het elektrisch verbruik van de elektro-ovens in het staalfabriek 4 windmolens gepland (operationeel eind 2015) Testen van alternatief voor de hoge druk natriumlampen (inductie en led verlichting)
Staalfabriek: gieten tot 2m & dubbelslabgieten
Koudwalserij : koudwalsen tot 2m in MKW2
Koudwalserij: MKW4
Koudwalserij: geïntegreerde skin pass tot 2m in Eind-GBL BUL2
