چگونه بهرهوری انرژی را در صنایع سنگین افزایش دهیم؟
صنایع سنگین مانند فولاد، سیمان، پتروشیمی و معدن از پرمصرفترین بخشهای اقتصادی در زمینه انرژی هستند. این صنایع برای تولید محصولات خود به مقادیر عظیمی از انرژی نیاز دارند که اغلب به صورت سوختهای فسیلی و برق تأمین میشود. با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی و نگرانیهای مربوط به تغییرات اقلیمی، افزایش بهرهوری انرژی در این صنایع به یکی از اولویتهای کلیدی تبدیل شده است. این امر نهتنها به کاهش هزینهها کمک میکند، بلکه اثرات زیستمحیطی این صنایع را نیز کاهش میدهد.
اهمیت بهرهوری انرژی در صنایع سنگین
بهرهوری انرژی در صنایع سنگین به معنای استفاده مؤثرتر از انرژی برای تولید همان مقدار محصول یا حتی بیشتر است. این کار نهتنها به کاهش هزینههای عملیاتی کمک میکند، بلکه میتواند انتشار گازهای گلخانهای را نیز کاهش دهد.
بهعنوان مثال:
- کاهش هزینههای انرژی: در صنایعی که هزینه انرژی سهم بالایی از هزینه تولید را تشکیل میدهد، بهینهسازی مصرف انرژی میتواند سودآوری را افزایش دهد.
- پایداری محیط زیستی: کاهش مصرف انرژی فسیلی، اثرات زیستمحیطی مانند انتشار دیاکسید کربن را کاهش میدهد.
- رقابتپذیری در بازار: شرکتهایی که بهرهوری بالاتری دارند، در مقایسه با رقبا از مزیت هزینهای بیشتری برخوردار خواهند بود.
چالشهای موجود در بهرهوری انرژی
اگرچه افزایش بهرهوری انرژی هدفی مطلوب است، اما صنایع سنگین با چالشهای مختلفی در این مسیر مواجهاند:
- ماهیت انرژیبر فرآیندها: بسیاری از فرآیندهای تولیدی در این صنایع به دماهای بالا و فشارهای سنگین نیاز دارند که انرژی زیادی مصرف میکند.
- قدمت تجهیزات: بسیاری از صنایع سنگین همچنان از تجهیزات قدیمی استفاده میکنند که بهرهوری کمتری دارند.
- هزینههای بالای سرمایهگذاری: نصب تجهیزات پیشرفته و بهرهور نیاز به سرمایهگذاری قابلتوجهی دارد که ممکن است در کوتاهمدت برای شرکتها توجیه اقتصادی نداشته باشد.
- کمبود تخصص: برخی از صنایع ممکن است به دانش فنی و تخصص لازم برای پیادهسازی فناوریهای نوین دسترسی نداشته باشند.
راهکارهای افزایش بهرهوری انرژی در صنایع سنگین
برای غلبه بر چالشهای ذکر شده و افزایش بهرهوری انرژی، میتوان از راهکارهای متنوعی استفاده کرد:
1. بهینهسازی فرآیندها
یکی از مهمترین روشهای افزایش بهرهوری انرژی، بهینهسازی فرآیندهای تولیدی است. این امر میتواند شامل موارد زیر باشد:
– استفاده از سیستمهای مدیریت انرژی برای نظارت بر مصرف انرژی و شناسایی نقاط ضعف.
– بهینهسازی مسیرهای انتقال حرارت و بهبود راندمان کورهها و تجهیزات گرمایشی.
– کاهش تلفات حرارتی از طریق عایقکاری بهتر خطوط تولید.
2. استفاده از فناوریهای پیشرفته
فناوریهای جدید میتوانند مصرف انرژی را بهطور قابلتوجهی کاهش دهند:
– بازیافت انرژی: بازیافت گرما و بخار حاصل از فرآیندهای تولیدی برای استفاده مجدد.
– فناوریهای هوشمند: استفاده از حسگرها و سیستمهای کنترل خودکار برای بهینهسازی مصرف انرژی در زمان واقعی.
– تجهیزات پیشرفته: نصب موتورهای الکتریکی با راندمان بالا و استفاده از تجهیزات کممصرف.
3. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر
یکی دیگر از راهکارهای مهم، جایگزینی سوختهای فسیلی با منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و زیستتوده است. این منابع نهتنها پاکتر هستند، بلکه هزینههای انرژی را در بلندمدت کاهش میدهند.
4. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه
تجهیزات فرسوده و معیوب میتوانند انرژی بیشتری مصرف کنند. با اجرای برنامههای منظم تعمیر و نگهداری، میتوان عمر تجهیزات را افزایش داد و مصرف انرژی را کاهش داد.
5. آموزش کارکنان
آموزش کارکنان برای درک اهمیت بهرهوری انرژی و نحوه اجرای راهکارهای آن میتواند تأثیر چشمگیری داشته باشد. تغییر رفتارها و رویههای عملیاتی، گاهی بدون نیاز به سرمایهگذاری عمده، میتواند مصرف انرژی را بهبود بخشد.
6. طراحی کارخانههای سبز
در صورت امکان، طراحی یا بازطراحی کارخانهها با استفاده از اصول معماری سبز میتواند بهرهوری انرژی را افزایش دهد. این موارد شامل استفاده از نور طبیعی، تهویه مناسب و استفاده از مواد ساختمانی عایق است.
ارزیابی جهانی بهرهوری انرژی در صنایع آهن، فولاد و سیمان
بررسیهای جهانی بهرهوری انرژی در صنایع آهن، فولاد و سیمان نشان میدهد که بسیاری از کشورهای گروه G20 پیشرفتهای قابل توجهی در این زمینه داشتهاند. این تحلیلها همچنین نشان میدهند که با بهینهسازی فرآیندهای تولید و استفاده از بهترین فناوریهای موجود، این کشورها میتوانند بهرهوری خود را به میزان چشمگیری افزایش دهند. سیاستگذاران میتوانند از این دادهها برای شناسایی ظرفیتهای بهبود، تعیین اهداف مناسب و ترویج بهترین شیوهها در سطح بینالمللی استفاده کنند.
نقش تحلیلهای مقایسهای
تحلیل مقایسهای فرآیندها – مقایسه عملکرد آنها با بهترین شیوهها یا شاخصهای استاندارد – یکی از ابزارهای مؤثر برای سنجش میزان بهبود است. بهبود دسترسی به دادههای کشوری درباره مصرف انرژی در بخشهای صنعتی میتواند ارزش تحلیلهای مقایسهای جهانی را بهعنوان یک ابزار سیاستگذاری افزایش دهد. همکاری بینالمللی در جمعآوری دادهها و هماهنگسازی تدریجی روشهای جمعآوری اطلاعات میان کشورها نقش کلیدی ایفا خواهد کرد.
نمونههای موفق در بهینهسازی انرژی
چندین شرکت بزرگ در صنایع سنگین توانستهاند با اتخاذ راهکارهای هوشمندانه، بهرهوری انرژی خود را افزایش دهند:
- آرسلورمیتال: این شرکت تولیدکننده فولاد، از فناوریهای بازیافت انرژی حرارتی در کورههای خود استفاده کرده و مصرف انرژی را بهطور قابلتوجهی کاهش داده است.
- هولسیم: یکی از بزرگترین تولیدکنندگان سیمان در جهان، با استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و بهینهسازی فرآیندهای تولیدی، توانسته است انتشار کربن خود را کاهش دهد.
- زیمنس: این شرکت با طراحی موتورهای الکتریکی با راندمان بالا، تأثیر چشمگیری در کاهش مصرف انرژی صنایع مختلف داشته است.
نقش دولتها و سیاستگذاریها
برای افزایش بهرهوری انرژی در صنایع سنگین، حمایت دولتها و تنظیم سیاستهای مناسب ضروری است:
– ارائه مشوقهای مالیاتی برای شرکتهایی که از فناوریهای بهرهور استفاده میکنند.
– تصویب استانداردهای سختگیرانه در زمینه مصرف انرژی.
– سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه برای توسعه فناوریهای جدید.
– آموزش و ارتقای آگاهی عمومی در مورد اهمیت بهرهوری انرژی.
افزایش بهرهوری انرژی در صنایع سنگین یک ضرورت اقتصادی و زیستمحیطی است. با توجه به چالشهای موجود، نیاز به یک رویکرد جامع و متعهدانه از سوی صنایع، دولتها و جوامع علمی وجود دارد. بهینهسازی فرآیندها، استفاده از فناوریهای پیشرفته، و تغییر رفتارهای سازمانی میتوانند نقش کلیدی در این زمینه ایفا کنند. در نهایت، بهبود بهرهوری انرژی نهتنها به کاهش هزینهها و افزایش رقابتپذیری کمک میکند، بلکه گامی بزرگ در جهت حفظ محیط زیست برای نسلهای آینده خواهد بود.
ابزارهای سیاستگذاری برای افزایش سرمایهگذاری در بهرهوری انرژی
دولتها میتوانند از مجموعهای از ابزارهای سیاستگذاری برای افزایش بهرهوری انرژی در فناوریها و راهحلهای صنعتی استفاده کنند. این ابزارها شامل قوانین، مشوقها و اطلاعرسانی است. ترکیب این اقدامات میتواند بهرهوری انرژی را از طریق موارد زیر افزایش دهد:
– نصب تجهیزات با بهرهوری انرژی بالا
– بهینهسازی فرآیندهای تولید با استفاده از کنترلهای پیشرفته و نگهداری مناسب
– ارتقای تجهیزات و فناوریها به فناوریهای کممصرف و کمکربن
دیجیتالیسازی نیز فرصتهای جدیدی را برای سیاستگذاران ایجاد میکند تا ظرفیتهای بهرهوری انرژی که از تحلیلهای جهانی آشکار شدهاند را شناسایی و از آنها استفاده کنند.
مزایای بهرهوری انرژی در شرایط چالشهای اقتصادی
اجرای اقدامات بهرهوری انرژی میتواند طیف گستردهای از مزایا را برای کشورها در زمان مواجهه با چالشهای اقتصادی به همراه داشته باشد. این مزایا عبارتاند از:
- ایجاد اشتغال
- تقویت رقابتپذیری صنایع
- تحریک نوآوریهای فناوری
- کاهش هزینههای انرژی
- افزایش امنیت تأمین انرژی
- حفاظت از محیط زیست و کاهش انتشار گازهای گلخانهای
کاهش نرخ بهبود بهرهوری انرژی در دهه اخیر
نرخ بهبود بهرهوری انرژی جهانی در دهه گذشته بهطور نگرانکنندهای کاهش یافته است. بحران کووید-19 این روند کاهشی را تشدید کرد و با ایجاد محدودیتهای مالی و کاهش قیمت انرژی، سرمایهگذاری در فناوریهای پاک و بهرهور را به تأخیر انداخت. بهعنوان مثال، انتظار میرود که بهرهوری انرژی جهانی در سال 2020 تنها 0.8 درصد بهبود یابد که تقریباً نصف نرخهای سالهای 2019 (1.6 درصد) و 2018 (1.5 درصد) و بسیار کمتر از نرخ 3 درصدی موردنیاز برای دستیابی به اهداف اقلیمی و انرژی جهانی است.
سهم بخش صنعت در مصرف انرژی
بخش صنعت، از جمله صنایع آهن، فولاد، سیمان، شیمیایی و پتروشیمی، بیش از 30 درصد از تقاضای اولیه انرژی در جهان را به خود اختصاص میدهد. در سال 2020، همهگیری کووید-19 مصرف انرژی را در همه زیرشاخههای صنعتی بهطور قابل توجهی کاهش داد. کاهش تولید در زیرشاخههای کممصرفتر انرژی بیشتر از کاهش تولید در زیرشاخههای پرمصرف مانند آهن، فولاد و سیمان بود. این امر موجب یک اثر ساختاری بر شدت انرژی صنعتی میشود که انتظار میرود در سالهای آینده افزایش یابد.
فرصتهای ایجاد شده توسط بهرهوری انرژی در صنایع سنگین
بهرهوری انرژی میتواند تأثیرات مثبتی بر جوامع و اقتصادها داشته باشد. از جمله این تأثیرات:
– افزایش رقابتپذیری صنایع
– تحریک نوآوریهای فناوری
– کاهش هزینههای انرژی
– تقویت امنیت تأمین انرژی
– کمک به محدود کردن تغییرات اقلیمی
بهرهوری انرژی همچنین میتواند فرصتهای شغلی بسیاری ایجاد کند. گزارش اخیر آژانس بینالمللی انرژی (IEA) تحت عنوان بازیابی پایدار نشان میدهد که بهازای هر یک میلیون دلار سرمایهگذاری در بهرهوری انرژی صنعتی، میتوان 18 شغل ایجاد کرد.
نقش سیاستگذاری بینالمللی و همکاری جهانی
کمیسیون جهانی اقدامات فوری برای بهرهوری انرژی، که توسط آژانس بینالمللی انرژی در پاسخ به کاهش پیشرفت بهرهوری انرژی تشکیل شد، تأکید کرده است که اقدامات سیاستی قویتر برای اجرای سریعتر این اقدامات ضروری است. توصیههای اخیر این کمیسیون اهمیت تقویت همکاریهای بینالمللی و تبادل تجربیات را برجسته کرده است که فرصتهای مهمی برای کشورها جهت یادگیری از یکدیگر و شناسایی ظرفیتهای استفاده نشده برای بهبود بهرهوری ایجاد میکند.
پروژه مقایسه جهانی بهرهوری انرژی
پروژه مقایسه جهانی بهرهوری انرژی که ژاپن در سال 2019 با ریاست G20 آغاز کرد، چنین فرصتهایی را برای تبادل بینالمللی ایجاد میکند. این پروژه معیارهایی برای بهرهوری انرژی در بخشهای مقالات صنعتی و صنعت پرمصرف توسعه میدهد و به سیاستگذاران کمک میکند تا:
– ظرفیتهای اصلی بهبود را شناسایی کنند.
– اهداف مناسب را تعیین و پیگیری کنند.
– بهترین شیوهها را در سطح بینالمللی ترویج دهند.
– نیاز به سیاستهای جدید را توجیه کنند.
– اقدامات مشخصی از جمله اهداف بهرهوری انرژی در سطح صنعت و شرکتها توسعه دهند.
این پروژه به سیاستگذاران امکان میدهد که عملکرد بهرهوری انرژی صنایع کلیدی خود را در یک زمینه جهانی ارزیابی کنند و فرصتهای بهبود را شناسایی کنند.
منبع: تیم تحریریه ابرار صنعتی abrarsanati.ir