У листопаді 2022 року було опубліковано посібник «The industrial energy efficiency playbook», де зазначалось 10 кроків (дій), які компанія може вжити для підвищення енергоефективності, скорочення витрат на енергію та скорочення викидів.
Невідкладність проблеми зміни клімату вимагає дій з усіх боків – від промисловості, урядів та громадськості. Дефіцит енергії, спричинений втратою російських нафти і газу після вторгнення Росії в Україну в лютому 2022 року, призвела до інфляційного тиску та нових викликів в енергетичній безпеці, які лише посилюють цю нагальність.
Підвищення енергоефективності – це недостатньо використана можливість зменшити як витрати, так і викиди. В той час як ведеться багато дискусій про те, як окремі особи можуть зробити свій внесок в економію енергії та як споживачі можуть вжити заходів для зменшення своїх рахунків, значний потенціал для підвищення енергоефективності та зниження витрат у промисловості привертає менше уваги.
Згідно з даними Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), промисловість є найбільшим у світі споживачем електроенергії, природного газу та вугілля. На цей сектор припадає 42% попиту на електроенергію. Чорна металургія, сталеливарна, хімічна та нафтохімічна промисловість є найбільшими споживачами енергії серед п’яти найбільших світових енергоспоживаючих країн світу – Китаю, США, Індії, Росії та Японії.
Таке споживання енергії несе високі витрати в нинішніх умовах інфляції. Воно також створило дев’ять гігатонн CO2, що дорівнює 45% загальних прямих викидів від секторів кінцевого споживання у 2021 році, за даними МЕА.
Важливість енергоефективності в цьому контексті неможливо переоцінити. «Ми називаємо її «першим паливом», – каже Кевін Лейн, старший програмний менеджер МЕА з енергоефективності. «Його потрібно впроваджувати в усіх секторах».
Ці 10 кроків, які зазначені у посібнику повинні були відповідати декільком важливим критеріям:
Одним з найпривабливіших аспектів енергоефективності для промисловості є те, що в багатьох випадках компанії можуть отримати значні покращення з невеликими капітальними витратами або взагалі без них.
Рисунок 1 – 10 кроків в промисловій енергоефективності (за даними «The industrial energy efficiency playbook»)
Розглянемо детальніше кожен крок
Крок №1: аудит діяльності на предмет енергоефективності
Одним з найшвидших і найпростіших джерел підвищення енергоефективності в промисловості може бути оптимізація роботи, функціонування активів і процесів. Аудит енергоефективності створює важливу базову основу для енергоефективності та виявлення можливостей для вдосконалення. Аудит може проводитися визнаними енергосервісними компаніями і забезпечить основу для визначення потенційних сфер для підвищення ефективності, розробки плану дій та вимірювання прогресу.
Крок №2: грамотне співвідношення промислових ресурсів та процесів
Детальний аналіз промислових ресурсів часто показує, що обладнання може бути більшим за розміром та потужністю, ніж потрібно для роботи, яку воно виконує, – каже Адріан Гуглі, президент підрозділу транспортних послуг компанії ABB.
Адріан Гуггісберг (Adrian Guggisberg), президент підрозділу послуг з управління рухом компанії ABB, стверджує, що це пов’язано з тим, що обладнання є завеликим. Це відбувається тому, що при проектуванні заводу зазвичай допускається похибка, або просто тому, що умови експлуатації з часом змінилися. У сукупності, надмірні розміри багатьох компонентів можуть призвести до надмірного споживання енергії та неефективного завантаження пристрою. Більш точне узгодження потужностей обладнання з навантаженням призводить до більш ефективного використання енергії та ресурсів.
Крок №3: забезпечити підключення промислового інтернету (IoT) до фізичних активів
Багато промислових лідерів не мають чіткого уявлення про те, де саме використовується енергія в їхніх операціях. Підключивши фізичні активи за допомогою промислового Інтернету (IoT), компанії можуть краще зрозуміти, як вони використовуються, що дає змогу вести більш розумні та економні операції. Нещодавнє дослідження, проведене компанією АББ, показує, що лише 35% промислових організацій по всьому світу промислових організацій у всьому світі впровадили технології Інтернету у великих масштабах.
Крок №4: встановлення високоефективних двигунів
Основними елементами промислової електричної силової установки є привід двигуна зі змінною швидкістю і сама установка, наприклад, насос, вентилятор або компресор.
За оцінками, приблизно 46% світової електроенергії використовується для виробництва механічної енергії за допомогою систем, що приводяться в рух електродвигунами. У промисловості споживання зростає до двох третин всієї електроенергії.
Міжнародна електротехнічна комісія встановлює низку міжнародних стандартів ефективності (IE) для двигунів, починаючи від IE1 («стандартного») до IE4 («супер-преміум»). Існують спроби запровадити ще більш досконалий стандарт – IE5. Більш ефективні двигуни, як правило, дорожчі, але можуть забезпечити значний приріст ефективності. Враховуючи поширеність двигунів у промисловості, широкомасштабний перехід на більш ефективні машини може призвести до значного скорочення споживання енергії та викидів.
Крок №5: використання електроприводи з регульованою швидкістю
Сьогодні більшість промислових електродвигунів працюють зі сталою швидкістю, а рух, який вони передають, регулюється за допомогою клапанів (для рідини), заслонок (для повітря) і гальм (для матеріалу). Однак, такий спосіб керування рухом, як стверджують фахівці АББ, є недостатнім.
Приводи зі змінною швидкістю – це технології, що використовуються для керування швидкістю двигунів і величиною крутного моменту, який вони виробляють.
Крок №6: електрифікація промислових транспортних засобів
Зростаючі темпи електрифікації транспортних засобів знижують вартість акумуляторів та електричних приводів. У поєднанні зі стабільно високими цінами на нафту це робить електричні силові агрегати все більш привабливою пропозицією для промислових транспортних засобів, таких як навантажувачі, гірничодобувні машини, вантажівки та фургони для доставки.
Крок №7: використання ефективних, справних теплообмінників
Теплообмін має вирішальне значення, коли йдеться про енергоефективність промислового процесу, а теплообмінники, що використовуються для нагріву та охолодження майже у всіх галузях промисловості по всьому світу. Теплообмінники, як статичне обладнання, часто не підлягають проактивному технічному обслуговуванню та оптимізації, натомість працюють в режимі «відпрацювання до відмови», не усвідомлюючи
екологічного та економічного впливу втраченої теплопередачі.
Підтримка теплообмінника на оптимальному рівні продуктивності протягом тривалого часу має вирішальне значення для забезпечення енергоефективних процесів. До 2,5% світових викидів CO2 припадає на необслуговувані теплообмінники.
Вибір правильної технології теплообмінника є ще одним важливим кроком в оптимізації енергоефективності для конкретного застосування. Наприклад, інноваційний і компактний пластинчастий теплообмінник може бути на 25% ефективнішим ніж кожухотрубний теплообмінник.
Крім того, від 20% до 50% промислової енергії втрачається у вигляді відпрацьованого тепла, наприклад, у вигляді гарячих вихлопних газів або охолодженої води. Відновлення та повторне використання цього тепла в подальших процесах є важливим кроком у підвищення загальної ефективності та зменшення викидів вуглецю. Рішення можуть полягати в реінтеграції тепла в самому процесі, або забезпечити тепло для використання в інших сферах, наприклад, у централізованому теплопостачанні, виробництві електроенергії тощо.
Крок №8: заміна газових котлів на теплові насоси
Теплові насоси розглядаються як ключовий фактор глобальної декарбонізації як заміна паливним котлам. За прогнозами МЕА, ця технологія дозволить більш ніж 50% будинків до 2050 року використовувати електроенергію для опалення. У промисловості ця технологія може мати аналогічні переваги для опалення приміщень, а також може використовуватися для технологічного тепла до 356 F (180 °C).
Промислові теплові насоси дозволяють повторно використовувати надлишкове тепло від процесу для інших цілей, таких як технологічне опалення або опалення приміщень, уникаючи потреби в паливних котлах.
Крок №9: впровадження розумних систем управління будівлями
За даними Програми ООН з питань довкілля, на будівлю припадає близько 40% загального споживання енергії та 30% глобальних викидів парникових газів. Для промисловості це, мабуть, не дивно, оскільки будівлі та пов’язана з ними інфраструктура рідко проектуються з урахуванням енергоефективності.
Навпаки, заводи, склади та інші промислові споруди, а також допоміжне обладнання, такі як освітлення та системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (ОВіК), зазвичай проектуються з метою мінімізації капітальних витрат, часто за рахунок ефективності. Це означає, що є багато можливостей для економії коштів і підвищення ефективності за допомогою відносно простих і швидкоокупних заходів. Належна ізоляція будівель є, мабуть, одним з найшвидших і найефективніших способів заощадити енергію.
Промислові об’єкти можуть заощаджувати енергію та витрати, встановлюючи цифрові системи для управління системами опалення, вентиляції та кондиціонування, освітленням, жалюзі тощо. Ці системи, як правило, відчувають, коли люди більше не присутні в приміщенні, і відповідно реагують, приглушуючи або вимикаючи світло, закриваючи вікна та жалюзі, щоб мінімізувати втрати енергії.
Системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря відповідають за майже 50% споживання енергії комерційними будівлями, 35% з яких з яких, зазвичай витрачається даремно.
Крок №10: перенесення даних в електронне сховище
Попит на цифрові послуги стрімко зростає. Багато можливостей для підвищення енергоефективності, висвітлених у цьому звіті, покладаються на велике сховище даних та обчислювальну потужність для отримання інформації з оперативних даних. Але зберігання та використання даних потребує енергії. Світове споживання електроенергії центрами обробки даних у 2021 році становило 220-320 ТВт-год, або близько 0,9-1,3% світового кінцевого попиту на електроенергію. Це без урахування енергії, що використовується для майнінгу криптовалют, яка становила ще 100-140 ТВт-год у 2021 році.
Глобальний попит на обробку даних швидко зростає, і навряд чи він зменшиться найближчим часом – навіть навпаки. З цієї причини технологічна галузь приділяє значну увагу енергоефективності.
Вона досягла вражаючих успіхів завдяки таким концепціям, як віртуалізація серверів та хмарні обчислення. Подальше підвищення ефективності відбулося завдяки енергоефективним системам опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, двигунам, приводам зі змінною швидкістю та утилізації відпрацьованого тепла з центрів обробки даних. Промислові організації, які прагнуть підвищити енергоефективність, можуть скористатися багатьма з цих переваг, пов’язаних з більш розумним використанням даних та хмарним управлінням.
Підготувала Марія Лопушанська, Еколог року, експертка, голова комітету в Асоціації професіоналів довкілля PAEW
| Крок | Що потрібно зробити, щоб досягнути мету? | Які наслідки впровадження? | Наскільки складно реалізувати? | Як швидко отримати результат? | Вирішальний фактор успіху |
| Аудит діяльності на предмет енергоефективності | Початковий енергоаудит зазвичай включає аналіз історичного споживання енергії та ефективності
обладнання, що працює на електроенергії або викопному паливі, а також аналіз витрат і експлуатаційних характеристик. Після встановлення базової лінії, це може бути за допомогою сенсорних технологій та автоматизації зробити аудит безперервним процесом, що дає змогу постійні покращення. Аудит може бути частиною ширшого процесу сертифікації енергоменеджменту, наприклад ISO 50001. |
Хоча аудит сам по собі безпосередньо не підвищує ефективність, заходи, які можуть бути визначені як такі, що сприяють підвищенню ефективності, можуть мати значний вплив на
ефективності, можуть мати значний вплив на витрати та використання енергії. |
Аудити легко проводити, ASHRAE, наприклад, пропонує стандарти для трьох типів аудитів:
– Рівень 1: наскрізне обстеження. – Рівень 2: енергетичне обстеження та аналіз. – Рівень 3: детальний аналіз капіталомістких модифікацій. |
Згідно з опублікованими джерелами, навіть комерційний енергоаудит 1-го рівня може допомогти виявити заходи з нульовою ефективністю, які можуть негайно зменшити споживання енергії та витрати на неї на 5-10%. Більш ретельний аудит
зазвичай може виявити до 20% економії в будівлях, які не піддавалися заходам з енергоефективності протягом десятиліття і більше, а в деяких випадках – до 40% скорочення витрат і споживання. |
Отримання точного результату аудиту залежить від доступу до якомога більшої кількості інформації,
для цього може знадобитися встановлення датчиків і відстеження споживання енергії протягом декількох місяців. |
| Грамотне співвідношення промислових ресурсів та процесів | Правильний вибір промислового обладнання для виконання поставлених завдань вимагає детального розуміння експлуатаційних
вимог, ефективності пристрою та профілів навантаження. Залежно від обладнання, про яке йде мова, можна покращити завантаження шляхом регулювання налаштувань, модернізації або перепроектування обладнання, але якщо це неможливо, то може виникнути потреба заміни машини на більш точно підібрану для відповідного процесу. |
Заміна двигунів таким чином, щоб вони працювали з 95% навантаженням, підвищить ефективність роботи,
Перепроектування та модернізація пластинчастих теплообмінників відповідно до умов експлуатації також має великий вплив на загальну ефективність промислового процесу. Теплообмінник розробляється для конкретного процесу на момент придбання, і його проектні параметри зазвичай не збігаються з фактичними умовами експлуатації. Через кілька років більшість заводів змінюють умови експлуатації, і теплообмінники вже не будуть давати такі ж температури на виході, як раніше. Буде необхідна модернізація теплообмінника, яку можна легко здійснити за допомогою пластинчастих теплообмінниках з прокладками шляхом зміни кількості пластин. |
Більшість складнощів, пов’язаних з правильним визначенням розміру, полягає в необхідності отримання точної інформації про профілі навантаження. Це
можна отримати з аналізу режимів роботи та специфікації пристрою, що потенційно може бути полегшено за допомогою даних датчиків. |
Зменшення енергоспоживання промислових об’єктів дає негайні результати з точки зору економії енергії та скорочення викидів. Якщо правильно підібрані розміри впроваджуються як частина стандартного циклу заміни, швидкість і масштаб
результатів залежатимуть від життєвого циклу обладнання. |
Межі похибки вбудовані в промислові процеси не просто так: щоб запобігти збоям, які можуть поставити під загрозу
безпеку та виробництво. Тому при правильному визначенні розміру важливо відповісти на наступні питання: – Наскільки великим є надмірний розмір обладнання? – Які шанси, що обладнання буде використовуватися на повну потужність? – Наскільки значущою буде економія, яку можна досягти за рахунок правильного вибору розміру? Ще одним фактором успіху є забезпечення узгодженості між командами, що займаються розробкою процесів і закупівлями, щодо цілей ефективності. Виявлення надмірно великого обладнання має мало практичної користі, якщо вказівки щодо його зменшення ігноруються при подальшій заміні. |
| Забезпечити підключення промислового інтернету (IoT) до фізичних активів | Промислові технології Інтернету можуть відстежувати енергетичні потоки на підприємстві і показувати ділянки, де енергія витрачається
без потреби. Це може бути використання енергії в допоміжних системах, негабаритне чи несправне обладнання, тепловтрати або там, де електроенергія не потрібна, наприклад, для освітлення порожнього приміщення. |
У всіх промислових процесах є втрати, причому до 95% первинної енергії втрачається на шляху до виконання необхідної
роботи, для якої вона потрібна. Сенс підключення пристроїв полягає в тому, щоб виявити раніше невидимі джерела втрат. Хоча, очевидно, неможливо знати, наскільки вони будуть значними, краще розуміння того, як як обладнання та робочі процеси споживають енергію, майже напевно дасть змогу виявити сфери для вдосконалення. |
Промислові технології Інтернету стають все більш зрілими і простими у впровадженні, хоча може знадобитися певна робота з інтеграції
для отримання значущих результатів з даних. Після того, як дані отримані, складність того, що з ними можна зробити, майже безмежна. Наприклад, компанії все частіше покладаються на детальні «цифрові двійники» реальних операцій, щоб вивчати вплив змін у процесах, не впливаючи на виробництво. Ці цифрові двійники можна використовувати для широкого спектру симуляцій, включаючи дослідження ефективності. Використання цифрових двійників для моделювання, тестування і введення в експлуатацію у віртуальному середовищі, а не в реальних умовах – фактично, переміщуючи біти, а не атоми – також дозволяє значно скоротити час, необхідний для моделювання. |
Якщо сенсорні технології виявляють наявність обладання-привидів – пристроїв, які споживають енергію, не виконуючи жодної корисної роботи, – то їх можна вимкнути і вивести з експлуатації, що дозволить знизити витрати і зменшити
корисної роботи підприємства від скорочення витрат і викидів шкідливих речовин в атмосферу. В інших випадках перевірка може виявити несправне або неправильно сконфігуроване обладнання, яке потребує технічного обслуговування, коригування або заміни. У цих випадках час, необхідний для отримання результатів буде залежати від необхідної роботи з усунення недоліків. |
Інтеграція джерел даних у програмне забезпечення для візуалізації та аналізу є ключовим фактором для забезпечення підвищення ефективності. Експертиза в галузі необхідна для налаштування алгоритмів та аналітики, які допомагають приймати
кращі рішення щодо використання електроенергії. Без цього існує ризик, що результати можуть розчарувати. |
| Встановлення високоефективних двигунів | Встановлення високоефективних двигунів передбачає заміну старих машин на ті, що мають вищий
коефіцієнт корисної дії. Приблизно 75% промислових двигунів, що експлуатуються, використовуються для роботи насосів, вентиляторів і компресорів (категорія обладнання, яка є дуже чутливою до значного підвищення ефективності). |
Підраховано, що якби понад 300 мільйонів промислових систем з приводом від електродвигунів, які зараз експлуатуються, були замінені на оптимізоване та енергоефективне обладнання, то
світове споживання електроенергії можна було б скоротити на 10% |
Модернізація до більш ефективних моделей потребуватиме капітальних інвестицій, оскільки різниця в ціні може становити до 40%.
Однак, витрати на двигуни часто є привабливою пропозицією через простоту їх встановлення. Як правило, вони можуть бути встановлені без будь-якої модифікації промислових систем. |
Енергоефективні двигуни дають швидкі результати в плані скорочення споживання енергії та викидів – і можуть окупитися
себе менш ніж за рік. |
Щоб збільшити до максимуму приріст ефективності від нових електродвигунів, варто перейти на найефективніші
доступні моделі. Це має фінансові наслідки, які слід розглядати в контексті скорочення термінів окупності.
|
| Використання електроприводи з регульованою швидкістю | Впровадження приводів зі змінною швидкістю в системи з електродвигунами є простим і зрозумілим. Постачальники технологій можуть допомогти визначити, які двигуни, що використовуються
зараз, можна і потрібно обладнати приводом з регульованою швидкістю для підвищення енергоефективності. |
Встановлення приводів зі змінною швидкістю може підвищити енергоефективність системи з моторним приводом до 30%,
що дає економію коштів та скорочення викидів. |
Як і у випадку з переходом на більш ефективні двигуни, впровадження приводів з регульованою швидкістю не вимагає ніяких
змін у виробничих процесах. |
Фінансова вигода починається з моменту введення в експлуатацію приводу з регульованою швидкістю і триває
протягом усього терміну експлуатації |
Як і у випадку з багатьма іншими заходами з підвищення ефективності, керівництву необхідно вирішити, чи виправдовують вигоди від
впровадження приводів з регульованою швидкістю інвестиції. Це, в свою чергу, буде залежати від кількості, розміру та профілю використання встановлених двигунів, а також від ціни на електроенергію. Варто зазначити, що розвиток ефективності двигунів і приводів все більше мотивується тому інвестиції в більш ефективні машини також можуть допомогти у вирішенні питань дотримання нормативних вимог. |
| Електрифікація промислових транспортних засобів | Перехід на електромобілі відбуватиметься паралельно з розвитком зарядної інфраструктури та дешевої
низьковуглецевої електроенергії. |
Підвищення ефективності, в промислових силових агрегатах, також є значним у сфері мобільності, де відбувається перехід
від двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) до електричної тяги. Електродвигуни можуть досягати більш ніж 95% ефективності, в той час як дизельні двигуни досягають лише 45% ефективності в оптимальному діапазоні навантажень. Рівні електрифікації на повітряному та морському транспорті наразі є незначним, але на автомобільному транспорті та у сфері промислової мобільності електрифікація автопарку набирає швидких обертів. Заміна дизельного двигуна в 24-тонному екскаваторі на електричну силову установку, яка поєднує енергію акумулятора з високоефективним електродвигуном і приводом, може усунути 48 тонн викидів CO2 на рік, згідно з даними ABB. Крім того, рекуперативне гальмування для промислових транспортних засобів може зменшити споживання палива до 30%. |
– | Електрифікація транспортних засобів дає швидке підвищення ефективності, хоча, як зазначалося, капітальні витрати на перехід до
Електричних автопарків означає, що фінансові вигоди можуть бути скромними в короткостроковій перспективі. У зв’язку з електрифікацією транспортних засобів, власники промислових автопарків можуть досягти подальшого підвищення ефективності завдяки цифровому управлінню автопарками, зокрема оптимізацію графіків зарядки. |
– |
| Використання ефективних, справних теплообмінників | Огляд теплових втрат в теплообмінниках може бути виконаний спеціалізованим постачальником послуг. Це
може допомогти сформувати основу стратегії теплової ефективності з технічним обслуговуванням на місці або вартісною технологією модернізації. |
Перш за все, шляхом забезпечення належного технічного обслуговування теплообмінників, а потім також шляхом вибору правильного
обладнання для нової установки або модернізації погано працюючих теплообмінників, можна значно впливати на споживання енергії |
Заміна або модернізація теплообмінників – це простий процес, який можна виконувати в рамках планового
технічного обслуговування. Перетворення існуючої технології на більш ефективне рішення потребує певної заміни трубопроводів, але для багатьох процесів це має прямий вплив на операційні витрати. |
Результати починають накопичуватися безпосередньо після встановлення та при регулярному технічному обслуговуванні. | Значний приріст ефективності, що досягається завдяки модернізації теплообмінного обладнання, робить її дуже бажаним там, де це можливо, хоча необхідна консультація експерта щодо вибору розміру та інтеграції в технологічний процес. |
| Заміна газових котлів на теплові насоси | Теплові насоси використовують теплові градієнти для підвищення ефективності процесів виробництва електроенергії та тепла,
тому їх слід розглядати скрізь, де є потреба в технологічному теплі або опаленні приміщень низького або середнього рівня. |
Теплові насоси на сьогоднішній день є найефективнішим способом отримання низько- та поміркованого тепла з електроенергії. | Модернізація теплового обладнання не є простою справою, а у випадку з тепловими насосами можуть існувати обмеження щодо
впливу на довкілля. Однак, очевидні фінансові та екологічні вигоди від скорочення енергоспоживання для опалення можуть стати надійним підґрунтям для програм модернізації. |
Фінансові вигоди починають накопичуватися з моменту встановлення. Теплові насоси служать до 25 років, з терміном окупності п’ять
років або менше. |
Як і в інших сферах, важливо вибрати правильну технологію теплових насосів для конкретного застосування і врахувати чи доцільно додавати до установки теплові накопичувачі тепла. |
| Впровадження розумних систем управління будівлями | Метою комп’ютерної системи управління (або автоматизації) будівлею (BMS) є моніторинг та
регулювання електричного та механічного обладнання будівлі, таких як системи електропостачання, освітлення та вентиляції. Штучний інтелект (ШІ) може бути використаний для аналізу моделей використання будівлі та регулювання температури, що не вимагає майже ніякого втручання. Аналогічного впливу можна досягти за допомогою розумних лічильників та інтелектуальних термостатів, щоб пристосувати умови в будівлі до потреб працівників у реальному часі, замість того, щоб покладатися на марнотратне постійне увімкнення опалення, охолодження та вентиляції. |
Зазвичай BMS може контролювати близько 40% енергетичних навантажень комерційної будівлі, а якщо система охоплює ще й освітлення, то цей показник зростає до 70%.
У промисловому середовищі вплив BMS буде залежати від того, наскільки навантажень будівлі та промислового процесу управляються окремо. Поєднання штучного інтелекту з промисловим Інтернетом може скоротити викиди в системах опалення, вентиляції та кондиціонування повітря на 40% і зменшити витрати на електроенергію на 25%, а також підвищити комфорт в приміщенні на 60% і продовжити термін служби обладнання на 50%. |
Складність установки BMS буде залежати від кількості підсистем будівлі, які вона охоплює, при цьому
розширене розгортання може охоплювати такі системи, як пожежна безпека та контроль доступу, а також ОВіК та освітлення. На рівні користувача BMS полягає в тому, щоб полегшити життя, наприклад, шляхом вимкнення світла та систем опалення, вентиляції та кондиціонування, коли нікого немає поруч. |
Хоча BMS коштують недешево, автоматизація може дати швидкі результати після введення в експлуатацію, а дослідження
показують, що час окупності систем енергоменеджменту в комерційних будівлях скоротився з 5,4 до 0,7 року в період з 1977 по 2017 рік. ШІ потрібен час, щоб вивчити моделі використання в будівлі, а потім застосувати ці знання для оптимізації температури. Тому підвищення ефективності може не проявитися в повній мірі протягом декількох місяців. |
Поширеною проблемою BMS є те, що повна функціональність системи не використовується, що призводить до неоптимальної
продуктивності та зниження рентабельності інвестицій. Для подолання цієї проблеми, на думку дослідників, важливо розглянути питання введення в експлуатацію, залучення користувачів до розробки специфікації BMS та сприйняття ефективності роботи постачальника. |
| Перенесення даних в електронне сховище | Перенесення даних у хмарне сховище є ключовим аспектом використання інформації про промислові процеси, а також застосування аналітики для оптимізації роботи систем та споживання електроенергії. Дослідження
показують, що хмарні центри обробки даних самі по собі на 90% енергоефективніші, ніж ніж локальні обчислювальні центри. Концепція “мультиоренди” дозволяє одному обчислювальному ресурсу обслуговувати декілька клієнтів одночасно, що значно підвищує коефіцієнт використання. Локальні приватні сервери часто не мають достатньої потужності та гіпервізорів, характерних для передових хмарних систем, і тому часто перебувають у «постійно увімкненому» стані, що марнує електроенергію, навіть стані, що призводить до марного споживання електроенергії, навіть якщо програма використовується лише зрідка. Віртуалізація означає виробництво (і купівлю) меншої кількості серверів для обробки того самого навантаження. Крім того, багато операторів центрів обробки даних, особливо гігантські хмарні гравці та постачальники послуг, є одними з найбільш просунутих користувачів відновлюваних джерел енергії у своєму енергобалансі. |
Перехід від локальної обробки даних під приватним управлінням до хмарного дата-центру відкриває цілу низку
можливостей для підвищення енергоефективності. Економія від масштабу, пов’язана з консолідацією центрів обробки даних, може бути значною з точки зору витрат. Хмарні провайдери також визнають, що охолодження центрів обробки даних є однією з, якщо не єдиною операційних витрат у своєму бізнесі, і активно шукають шляхи підвищення енергоефективності. |
Перенесення обчислювальних навантажень та управління даними в хмару є відносно простим завданням
для більшості підприємств. Багато обчислювальних робочих навантажень можна перенести за допомогою простої транзакції підписки на хмарний сервіс, тоді як інші вимагають більш дорогого і складного налаштування, зазвичай за допомогою технологічного партнера. |
Більшість підприємств можуть розраховувати на миттєві вигоди від підвищення енергоефективності. Масштаб вигоди буде залежати від
таких факторів, як кількість використовуваних серверів, загальний обсяг даних та інтенсивність обчислень програм. |
Ефективність використання енергії (PUE) – кількість енергії, яка в кінцевому підсумку використовується для обчислень –
Найважливіший показник при проектуванні центрів обробки даних, що підкреслює важливість ефективності для галузі. Шляхи покращення PUE включають вимкнення технологічного обладнання, що простоює, консолідацію та віртуалізацію серверів і сховищ, а також серверів і систем зберігання даних, розподіл електроенергії при більш високій напрузі, використання енергоефективних чіпсетів та функцій управління, а також встановлення високоефективних джерел безперебійного живлення (ДБЖ). Удосконалення дизайну центрів обробки даних може значно підвищити ефективність, оскільки галузеві дані показують, що обчислювальна потужність зросла на 550% в період з 2010 по 2018 рік при збільшенні енергоспоживання не більше ніж на 6%. Але навіть компанії, які мають ресурси для впровадження інтелектуальних функцій проектування центрів обробки даних, таких як інтелектуальне охолодження можуть зіткнутися з труднощами у досягненні ефективності віртуалізації серверів і мереж, яка забезпечується гіпермасштабними хмарними сервісами.
|
Навчання та заохочення працівників до пріоритетності енергоефективності та використання доступних технологій тому має бути частиною будь-якого системного підходу до скорочення енергоспоживання. У більш загальному плані, коли організації розглядають свої варіанти реагування на зміну клімату та зростання цін на енергоносії, вони стикаються з п’ятьма можливими шляхами:
Пом’якшення наслідків зміни клімату, безсумнівно, вимагатиме від промисловості реалізації всіх цих стратегій в тій чи іншій мірі, але енергоефективність виділяється як така, що може дати найбільші результати за найкоротший час і з найменшими втратами. Технології, необхідні для підвищення енергоефективності, доступні вже сьогодні, а поточні високі ціни на енергоносії в деяких регіонах роблять економічне обґрунтування їх застосування більш нагальним, ніж будь-коли.