Energia w przemyśle metalowym jest wiodącym składnikiem kosztów produkcji. Piece, maszyny obróbcze, instalacje chłodzenia i systemy transportu technologicznego zużywają ogromne ilości prądu. Nic więc dziwnego, że coraz więcej przedsiębiorstw produkcyjnych zaczyna analizować możliwości wdrażania rozwiązań opartych na odnawialnych źródłach energii.
Najważniejsze informacje:
- odnawialne źródła energii pomagają ograniczyć koszty energii w zakładach metalowych;
- przemysł metalowy należy do najbardziej energochłonnych sektorów gospodarki, dlatego nawet częściowa produkcja własnej energii znacząco wpływa na koszty produkcji;
- instalacje fotowoltaiczne montowane na dachach hal produkcyjnych pozwalają wykorzystać duże powierzchnie przemysłowe do generowania energii elektrycznej;
- małe turbiny wiatrowe mogą uzupełniać produkcję energii w okresach mniejszego nasłonecznienia lub w nocy;
- magazyny energii umożliwiają gromadzenie nadwyżek energii i wykorzystywanie jej w godzinach największego zapotrzebowania produkcyjnego;
- własne źródła energii zwiększają stabilność kosztów funkcjonowania zakładu i ograniczają zależność od wahań cen energii na rynku;
- procesy produkcyjne w branży metalowej, w tym obróbka mechaniczna i cieplna, należą do najbardziej energochłonnych elementów działalności;
- integracja instalacji OZE z systemami zarządzania produkcją poprawia efektywność wykorzystania energii w przedsiębiorstwie;
- inwestycje w instalacje fotowoltaiczne w przemyśle zwracają się średnio w ciągu około 6–9 lat według analiz Polskiego Instytutu Ekonomicznego.
Dlaczego energia w zakładach metalowych jest tak kosztowna?
Produkcja elementów metalowych należy do najbardziej energochłonnych gałęzi przemysłu. Dotyczy to zarówno procesów obróbki, jak i przygotowania materiału.
W zakładach duża część energii zużywana jest przez:
- maszyny do obróbki mechanicznej – wieloosiowe centra obróbcze i linie produkcyjne pracujące często przez całą dobę;
- instalacje obróbki cieplnej metalu – piece i systemy hartownicze generujące bardzo wysokie zapotrzebowanie na energię;
- systemy sprężonego powietrza – kompresory należą do najbardziej energochłonnych urządzeń w przemyśle;
- transport technologiczny – roboty, podajniki oraz automatyczne magazyny materiałów;
- oświetlenie i systemy klimatyzacji hal produkcyjnych.
Odnawialne źródła energii w zakładach produkcyjnych
W ostatniej dekadzie odnawialne źródła energii przestały być jedynie rozwiązaniem wizerunkowym. Coraz częściej stanowią element strategii zarządzania kosztami energii w zakładach przemysłowych.
Fotowoltaika na dachach hal produkcyjnych
Najczęściej wdrażanym rozwiązaniem są instalacje fotowoltaiczne montowane na dachach hal produkcyjnych. Duże powierzchnie dachowe sprzyjają budowie instalacji o mocy nawet kilku megawatów.
W zakładach przemysłowych energia wyprodukowana w ciągu dnia trafia bezpośrednio do zasilania maszyn. Oznacza to mniejsze zapotrzebowanie na energię z sieci.
Małe turbiny wiatrowe przy zakładach przemysłowych
Drugim rozwiązaniem stają się niewielkie turbiny wiatrowe instalowane na terenach przemysłowych. Ich moc jest mniejsza niż w farmach wiatrowych, jednak pozwalają generować energię także w nocy lub w okresach mniejszego nasłonecznienia.
Systemy magazynowania energii
Coraz większą rolę odgrywają także magazyny energii. Pozwalają gromadzić nadwyżki produkcji energii z instalacji fotowoltaicznych i wykorzystywać je w momentach największego zapotrzebowania.
Integracja z systemami zarządzania produkcją
W nowoczesnych zakładach przemysłowych systemy energetyczne zaczynają współpracować z systemami planowania produkcji. W rezultacie możliwe jest dostosowanie pracy części maszyn do momentów największej produkcji energii z instalacji odnawialnych.
Jak OZE wpływają na koszty produkcji?
Wpływ instalacji odnawialnych na koszty produkcji można analizować na kilku poziomach.
Stabilność kosztów energii
Największą korzyścią okazuje się przewidywalność kosztów energii. Własna instalacja energetyczna ogranicza zależność od wahań cen na rynku energii.
Zmniejszenie kosztów jednostkowych produkcji
Energia elektryczna stanowi istotny element kosztów procesów technologicznych. Dotyczy to między innymi operacji obróbki mechanicznej, w tym frezowania CNC.
Zapamiętaj!
Im większa część energii pochodzi z własnych źródeł, tym niższy koszt jednostkowy produkcji jednego detalu.
Wsparcie dla energochłonnych procesów technologicznych
Niektóre technologie produkcyjne szczególnie korzystają z dostępu do stabilnej energii. Dobrym przykładem jest hartowanie indukcyjne, gdzie duże ilości energii potrzebne są w krótkim czasie.
Poprawa efektywności energetycznej zakładu
Wdrożenie instalacji odnawialnych często idzie w parze z modernizacją systemów zarządzania energią. Zakłady zaczynają dokładniej monitorować zużycie energii przez poszczególne procesy produkcyjne.
Wsparcie dla transformacji energetycznej przemysłu
Z punktu widzenia całej gospodarki rozwój odnawialnych źródeł energii w przemyśle przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.
Procesy produkcyjne a zapotrzebowanie na energię
W zakładach metalowych wiele operacji technologicznych pracuje w trybie ciągłym. Z naszego doświadczenia wynika, że szczególnie energochłonne są procesy związane z obróbką materiału oraz przygotowaniem detali.
Przykładowo w produkcji elementów stalowych stosuje się cięcie laserem 2D czy gięcie blachy. Każda z tych operacji wymaga stabilnego zasilania elektrycznego oraz systemów chłodzenia.
Właśnie w takich obszarach własna produkcja energii zaczyna mieć znaczenie. Energia wytwarzana bezpośrednio w zakładzie pozwala ograniczyć koszty pracy maszyn.
Techniczne wyzwania wdrażania OZE w przemyśle
Wdrożenie instalacji odnawialnych w zakładzie przemysłowym wymaga odpowiedniego przygotowania technicznego. Nie chodzi jedynie o montaż paneli czy turbin.
Najważniejsze kwestie obejmują:
- analizę profilu zużycia energii – określenie godzin największego zapotrzebowania energetycznego;
- dobór odpowiedniej mocy instalacji – zbyt mała instalacja nie przyniesie zauważalnych korzyści ekonomicznych;
- integrację z systemami produkcyjnymi – umożliwiającą lepsze wykorzystanie energii;
- modernizację infrastruktury energetycznej zakładu – w tym transformatorów oraz rozdzielni;
- planowanie magazynowania energii – zwiększające wykorzystanie energii z instalacji odnawialnych.
W wielu przypadkach wdrożenie instalacji energetycznej staje się częścią większego programu modernizacji zakładu produkcyjnego.
Ekonomia inwestycji w odnawialne źródła energii
Z ekonomicznego punktu widzenia inwestycja w odnawialne źródła energii w przemyśle przestaje być projektem długoterminowym. Jeszcze kilka lat temu okres zwrotu wynosił nawet kilkanaście lat.
Obecnie, według analiz Polskiego Instytutu Ekonomicznego, instalacje fotowoltaiczne w przemyśle zwracają się często w ciągu 6–9 lat. W przypadku zakładów o bardzo dużym zużyciu energii okres ten może być jeszcze krótszy.
Zobacz również:
- Jak recykling metali i lekkie stopy wpływają na energooszczędną produkcję elementów z blach?
- Jak programowanie off-line robotów gięcia zwiększa efektywność produkcji?
- Jak działa inteligentne planowanie produkcji?
- Jakie technologie pomagają ograniczać złom produkcyjny?
Odnawialne źródła energii – FAQ
Jakie są najczęstsze pytania i odpowiedzi na temat odnawialnych źródeł energii?
Czy instalacje fotowoltaiczne w przemyśle wymagają dużej powierzchni?
Wiele zakładów produkcyjnych dysponuje bardzo dużą powierzchnią dachów hal, dlatego instalacja paneli fotowoltaicznych nie wymaga dodatkowego terenu. W praktyce dachy hal produkcyjnych idealnie nadają się do montażu paneli. Dzięki temu instalacja nie wpływa na logistykę zakładu ani na przestrzeń produkcyjną.
Czy odnawialne źródła energii mogą zasilać całe zakłady przemysłowe?
W większości przypadków instalacje OZE nie pokrywają całkowitego zapotrzebowania energetycznego zakładu. Stanowią jednak istotne wsparcie dla systemu energetycznego przedsiębiorstwa. W połączeniu z magazynami energii oraz optymalizacją produkcji potrafią znacząco ograniczyć pobór energii z sieci.
Czy instalacje OZE wpływają na stabilność pracy maszyn produkcyjnych?
Nowoczesne systemy energetyczne projektowane są w sposób zapewniający stabilne parametry zasilania. W zakładach przemysłowych instalacje odnawialne pracują równolegle z siecią energetyczną oraz systemami stabilizacji napięcia.
Czy wdrożenie OZE wymaga przebudowy infrastruktury energetycznej?
W wielu zakładach konieczna jest częściowa modernizacja instalacji energetycznej. Najczęściej dotyczy to rozdzielni elektrycznych, systemów pomiarowych oraz integracji z systemami zarządzania energią. Modernizacja infrastruktury pozwala w pełni wykorzystać potencjał instalacji odnawialnych.