Skuteczne zarządzanie rozproszoną infrastrukturą – na przykładzie MPEC Nowy Sącz

MPEC Nowy Sącz to przedsiębiorstwo ciepłownicze z 30-letnią tradycją. Ogrzewa obiekty w Nowym i Starym Sączu o łącznej powierzchni 1,3 mln metrów kwadratowych. Dostarcza do nich ciepło systemowe o mocy ponad 90 MW. W skład infrastruktury przedsiębiorstwa wchodzą zarówno źródła ciepła, jak i sieć pozwalająca je rozprowadzać, licząca łącznie ok. 60 km oraz ponad 600 węzłów ciepłowniczych. Energia potrzebna do wygenerowania ciepła pochodzi głównie z węgla, ale ilość zużywanego surowca spada (w największej z kotłowni w ciągu czterech ostatnich lat udało się ograniczyć pobór węgla o 50%).

Firma używa też bardziej ekologicznych gazowych i olejowych urządzeń grzewczych, a niektóre jednostki wspomagane są dodatkowo przez kolektory słoneczne. Infrastruktura jest nie tylko rozległa, ale też zróżnicowana. Obejmuje tereny zurbanizowane, z zabudową jednorodzinną, zakładami usługowymi i przemysłowymi, urzędami, szkołami i placówkami służby zdrowia.

Ponieważ sieć ciepłownicza stale się rozwija, a firma stawia sobie coraz bardziej ambitne cele środowiskowe, potrzebuje zaawansowanych rozwiązań informatycznych, które pozwolą lepiej monitorować wszystkie systemy, by móc optymalizować ich pracę. Postawiła na Platformę Systemową AVEVA dostarczoną przez firmę ASTOR. Nowe rozwiązanie pozwala w jednym miejscu zebrać i zwizualizować dane dotyczące systemów działających w bardzo dużym rozproszeniu, co pozwala usprawniać ich pracę, ułatwić raportowanie, redukować koszty i dzięki całościowemu oglądowi lepiej planować strategię rozwoju przedsiębiorstwa.

Jak zwiększyć wgląd w pracę przedsiębiorstwa – sekwencja działań

Proces cyfryzacji, którego ostatnim krokiem było przejście na Platformę Systemową AVEVA, rozpoczął się dwie dekady temu. Wówczas to firma MPEC Nowy Sącz zdecydowała się na implementację systemu SCADA (AVEVA (wcześniej Wonderware) InTouch), który od tego czasu do 2019 roku nadzorował pracę elektrociepłowni i z biegiem lat był sukcesywnie rozbudowywany i modernizowany. Potrzeba skalowania działalności o nowe źródła ciepła (nowy kocioł biomasy i układ kogeneracji), spowodowała, że zarząd zdecydował się przejść na rozwiązanie nowszej generacji (Platforma Systemowa AVEVA). Dzięki modernizacji aplikacja osiągnęła wielkość 50000 zmiennych typu IO oraz 12000 zmiennych zapisywanych w przemysłowej bazie danych Historian (wcześniej było ich 2000). Nowe rozwiązania umożliwiają też dalszą rozbudowę.

Przy implementacji nowego systemu głównym wyzwaniem był brak infrastruktury umożliwiającej szybką komunikację pomiędzy źródłami, a zwłaszcza między elektrociepłownią Lwowska a kotłownią Millenium. W latach 2019-2021 w trakcie modernizacji magistralnej sieci ciepłowniczej spółka uzupełniła równolegle infrastrukturę światłowodową, co umożliwiło stworzenie połączenia komunikacyjnego o długości około 4 km. Połączenie to i wszystkie inne używane dotąd pozwoliły na doprowadzenie dużej ilości danych do centralnej dyspozytorni i stworzenie rozwiązania Control Room: pomieszczenia wyposażonego w systemy informatyczne i ekrany dużej rozdzielczości pozwalające plastycznie zwizualizować pracę całej sieci. Rozwiązania tego typu stają się coraz powszechniej stosowane w nowoczesnych zakładach przemysłowych.

Jakie korzyści daje rozwiązanie control room

Na podstawie dużej ilości danych można lepiej zarządzać siecią ciepłowniczą, weryfikować nastawy, a w momencie, gdy pojawia się błąd, czy alarm, z centralnej dyspozytorni można szybko wykryć źródło problemu i podjąć niezbędne działania naprawcze. Dyspozytor ma możliwość zdalnego sterowania urządzeniami, co pozwala na zwiększenie efektywności operacji i minimalizuje potrzebę fizycznej obecności na miejscu, a co za tym idzie oszczędności związane z wyjazdami do awarii. Rozwiązanie Control Room pozwala też na znaczące usprawnienie systemu raportowania. Raporty mogą dotyczyć każdego ze źródeł i dowolnych punktów pomiarowych. System pozwala też na zmniejszanie strat poprzez efektywniejsze gospodarowanie zasobami i wykrywanie wąskich gardeł, zwiększanie szybkości reakcji oraz skuteczniejsze planowanie produkcji.

Wprawdzie migracja z systemu AVEVA (wcześniej Wonderware) InTouch do Platformy Systemowej AVEVA nastąpiła w 2019 roku, ale transformacja cyfrowa związana z tym posunięciem jest procesem ciągłym, system pozwala na dodawanie nowych funkcjonalności i rzeczywiście w MPEC Nowy Sącz są one systematycznie dodawane. Skalowanie rozwiązania pozwala nie tylko na dopasowywanie możliwości technicznych do potrzeb rynku, ale też na zachowanie przewagi konkurencyjnej. Właśnie z myślą o pozycji na rynku zarząd planuje wdrożenie tzw. globalnego systemu zarządzania. Oznacza to, że jeden system informatyczny będzie spinać wszystkie obiekty infrastruktury ciepłowniczej spółki (obecnie monitoruje większość z nich, ale nie wszystkie). Umożliwi to zebranie w jednym miejscu kompletu najważniejszych parametrów dotyczących funkcjonowania przedsiębiorstwa i podejmowanie decyzji biznesowych na podstawie rzeczywistych danych.

Podsumowanie

Korzyści płynące z implementacji Platformy są wielorakie, mają zarówno wymiar procesowy, informacyjny, jak i biznesowy. System pozwala zdalnie zarządzać wszystkimi źródłami ciepła i węzłami sieci z kilku stanowisk w przedsiębiorstwie. Nowe rozwiązanie znacząco ułatwia generowanie raportów i analiz z dokładnością do poszczególnych punktów pomiarowych, których jest znacznie więcej niż przed modernizacją. Pracownicy dzięki Platformie mogą zdalnie weryfikować oraz zmieniać nastawy. Największa korzyść to możliwość zarządzania wszystkimi obiektami z centralnej dyspozytorni, na podstawie zwizualizowanych danych spływających z całego przedsiębiorstwa, dzięki którym można lepiej planować jego bieżącą pracę oraz strategiczny rozwój.  

Pierwszy krok do efektywności energetycznej

Podstawa Systemów Zarządzania Energią – informacja

Żyjemy w czasach informacji. Dane, gromadzone na nasz temat niemal bez przerwy na bazie tego, co robimy w Internecie, są warte o wiele więcej, niż może się w pierwszej chwili wydawać. Wiedza ta jest powszechnie wykorzystywana choćby do prezentowania nam reklam, które są jak najlepiej dopasowane do tego, czego akurat potrzebujemy i poszukujemy. Przykład ten pokazuje, w jaki sposób można przekuć dane w konkretną wartość biznesową, przynoszącą wymierne korzyści – w ubiegłym roku wartość rynku reklamowego online tylko w Polsce przekroczyła 6 mld zł. Oznacza to wzrost o 20%.

Nie inaczej jest z Systemami Zarządzania Energią – doświadczenia płynące z ich wykorzystania pokazują, jak wartościowe w kontekście poprawy efektywności energetycznej są informacje o zużyciu energii, pracy urządzeń itd. Nie powinno to zresztą budzić wielkiego zaskoczenia – dopiero mając precyzyjne informacje o przebiegu procesu, zużywanej ilości energii czy o planie produkcyjnym, możliwe staje się dokładne obliczenie, jak bardzo energochłonny jest ten proces. Takie podejście jest prawdziwe również w wielu innych obszarach – o wiele łatwiej ekonomicznie jechać samochodem, jeżeli widzimy na desce rozdzielczej wartość średniego spalania, a lekarz będzie w stanie postawić tym precyzyjniejszą diagnozę, im dokładniejsze badania zostaną wykonane.

 

 

 

Zacznij zbierać dane o zużyciu energii

Oczywiście dane same w sobie nie sprawią, że koszty rachunków za media spadną. Jednak zbieranie precyzyjnych informacji o tym, ile energii zużywa całe przedsiębiorstwo, kiedy i na jakich urządzeniach pobór jest największy itd., pozwala na podjęcie działań prowadzących do zmniejszenia zużycia mediów. Najprostszy przykład dotyczy monitoringu zużycia wody – nieszczelność rurociągu, która powstanie w ziemi, za licznikiem, pozostanie niezauważona aż do momentu, kiedy trzeba będzie opłacić horrendalnie wysoki rachunek – będzie to wybitnie kosztowne uzupełnienie poziomu wód gruntowych. Systemy Zarządzania Energią pozwalają wykrywać tego typu sytuacje właśnie dzięki bieżącemu monitoringowi i archiwizacji danych dotyczących zużycia kluczowych mediów produkcyjnych.

Powyższy przykład jest oczywiście dość skrajnym scenariuszem, gdzie wymierną korzyścią dla użytkownika jest uniknięcie potencjalnych kosztów wynikających z awarii lub wadliwego działania urządzeń. Innymi przykładami z tej kategorii są strażnik mocy umownej oraz monitoring układów kompensacji mocy biernej. W tych obszarach również mogą wystąpić sytuacje czy awarie generujące znaczące dodatkowe koszty – np. kary za przekroczenie mocy umownej. Posiadanie precyzyjnych informacji o zużyciu energii pozwala jednak (a może przede wszystkim) na systematyczne podejście do optymalizacji zużycia mediów, zgodne z metodologią ciągłego doskonalenia (rys. 2).

 

Opomiarowanie zużycia mediów w zakładzie pozwala na identyfikację obszarów, które mogą w pierwszej kolejności zostać objęte działaniami mającymi na celu obniżenie kosztów energii. Dzięki temu możliwe będzie skupienie uwagi na obszarach o największym potencjale, a tym samym środki przeznaczone na inwestycje zostaną wydane w sposób najbardziej efektywny.

W jaki sposób opomiarowanie i archiwizacja danych pozwalają na identyfikację obszarów do optymalizacji? Rys. 3 przedstawia dobowy, uśredniony profil zużycia energii na przyłączu głównym pewnego obiektu przemysłowego. Praca układu pomiarowego przez kilka tygodni pozwoliła na określenie „typowego” zużycia energii i ocenę wielkości tego zużycia w ciągu całej doby. Jednym z wniosków po analizie zgromadzonych informacji było oszacowanie, jakie oszczędności przyniosłoby zmniejszenie zużycia energii w nocy (w godzinach 00:00 do 06:00), kiedy w omawianym obiekcie nic (teoretycznie) nie pracuje. Potencjalne oszczędności wynikające z redukcji zużycia energii przez układy wentylacyjne (które okazały się odpowiedzialne za tak wysokie zużycie energii w nocy) mogły sięgać nawet kilkunastu procent.

 

Kolejną korzyścią z posiadania szczegółowych informacji o zużyciu energii na przyłączu głównym była możliwość precyzyjnego dobrania mocy umownej oraz taryfy. Dzięki temu, bez ingerencji w charakter działania obiektu, możliwe było wygenerowanie kolejnych oszczędności na rachunku. Opisane powyżej oszczędności nie byłyby możliwe do zrealizowania bez bieżącego monitorowania oraz archiwizowania informacji o zużyciu energii. Nawet codzienne, ręczne odpisywanie stanu licznika zużycia nie pozwoliłoby na tak szczegółową analizę. Dobitnie pokazuje to wartość systemów, które pozwalają na automatyczne odczytywanie danych o zużyciu energii, umożliwiają zapis tych informacji w przemysłowej bazie danych i ułatwiają ich analizę.

Chcę zmniejszyć koszty dzięki Systemowi Zarządzania Energią – od czego zacząć?

Powyższe przykłady wyraźnie pokazują możliwości, jakie daje pogłębiona analiza zużycia energii. Systemy Zarządzania Energią dają realną szansę na obniżenie zapotrzebowania procesów produkcyjnych na energię, przy jednoczesnym utrzymaniu ich wydajności (lub nawet ze wzrostem), ponieważ pozwalają podjąć konkretne działania na bazie realnych i obiektywnych informacji. Można zatem zadać sobie pytanie: co jest potrzebne do tego, aby w jak najkrótszym czasie skorzystać z zalet bieżącego monitorowania oraz archiwizacji zużycia energii?

Być może poniższe stwierdzenie nie będzie zaskakujące, ale w przypadku Systemów Zarządzania Energią, podobnie jak dla innych technologii, kluczowym „zasobem” jest… człowiek! W szczególności dotyczy to projektów interdyscyplinarnych, np. mających na celu poprawę efektywności energetycznej. Zastanówmy się, jakie podstawowe kompetencje, które będą w podobnych projektach pojawiać się zawsze, niezależnie od branży, są potrzebne, aby z sukcesem uruchomić (i wykorzystywać) System Zarządzania Energią.

 

Technologia – w oparciu o jakie rozwiązania można zbudować SZE?

Zaczniemy od aspektów związanych z technologią, choć wcale nie oznacza to, że są one najważniejsze. Systemy Zarządzania Energią mogą bazować na wielu różnych rozwiązaniach technologicznych. Od specjalnych aplikacji służących do zarządzania wyłącznie zużyciem energii elektrycznej, które są jednak zamknięte na jakikolwiek rozwój w stronę szerszego zastosowania; przez mniejsze czy średnie systemy SCADA, wdrażane początkowo jako aplikacje do bieżącego monitorowania zużycia energii elektrycznej, ale umożliwiające rozbudowę zarówno w stronę monitorowania innych mediów energetycznych i pozwalające na integrację informacji z innych systemów niż media energetyczne; aż po duże systemy klasy control room, które są centralnym punktem, integrującym wszystkie kluczowe informacje przedsiębiorstwa. W przypadku takich rozwiązań, zarządzanie zużyciem energii jest tylko jedną z funkcjonalności, której w żadnym wypadku nie można oderwać od kontekstu pozostałych elementów systemu.

Jak widać, technologia daje wiele możliwości podejścia do zagadnienia Systemu Zarządzania Energią. Kluczem jest poznanie potrzeb zakładu i zakresu funkcjonalności, jakie system ma obsługiwać. Daje to możliwość jak najlepszego dopasowania rodzaju i skali rozwiązania do potrzeb. Warto w tym zakresie podeprzeć się wiedzą i doświadczeniem ekspertów w zakresie zarówno systemów zarządzania energią, jak i systemów klasy SCADA. Pozwala to nie tylko na dobranie rozwiązania do potrzeb, ale też na ustalenie konkretnego scenariusza biznesowego. Dzięki temu system ma szansę być otwarty na rozwój i skalowanie, a jednocześnie zmniejsza się ryzyko przewymiarowania koncepcji, prowadzące do wygenerowania niepotrzebnych kosztów.

Znajomość procesów produkcyjnych

Najprostszym sposobem na obniżenie zużycia energii jest całkowite wyłączenie wszystkich urządzeń, ale raczej nie o takiego typu oszczędności chodzi przedsiębiorcom. W tej sytuacji poprawa efektywności energetycznej jest możliwa tylko wtedy, jeżeli zaangażujemy w nią osoby mające największą wiedzę, doświadczenie i odpowiedzialność za procesy, których ta optymalizacja ma dotyczyć. Kto lepiej jest w stanie wskazać potencjalne miejsca oszczędności, jeśli nie specjaliści od technologii i procesów produkcyjnych prowadzonych w przedsiębiorstwie? Gromadzona nieraz latami wiedza, dotycząca tego, w jaki sposób te procesy są realizowane, znajomość warunków brzegowych, jakie muszą być spełnione, by utrzymać jakość, umiejętność bardzo szybkiej oceny pola manewru w modyfikacji parametrów i nastaw pracy urządzeń – te (i wiele innych aspektów) sprawiają, że osoby bezpośrednio odpowiedzialne za procesy produkcyjne są nieocenioną pomocą również w kontekście poprawy efektywności energetycznej całego przedsiębiorstwa.

Doświadczenie wdrożeniowe

Niezależnie od tego, jak rozbudowana jest koncepcja Systemu Zarządzania Energią, aby mogła przynieść efekt, musi zostać poprawnie wdrożona (następnie system powinien być używany zgodnie z założeniami, ale to materiał na zupełnie inny artykuł). Najczęściej takie wdrożenie jest dość rozbudowane – od montażu urządzeń pomiarowych, przez rozszerzenie infrastruktury komunikacyjnej, aż po uruchomienie centralnego systemu odpowiedzialnego za agregację danych o zużyciu energii w jednym miejscu, wraz ze wszystkimi funkcjonalnościami, jakie ten centralny system ma obsługiwać. Czasem realizacja takiego projektu siłami wewnętrznymi przedsiębiorstwa, np. przez osoby odpowiedzialne za działy automatyki czy energetyki, jest niemożliwa. Nie oznacza to jednak porażki. Zaangażowanie w projekt zewnętrznej firmy wdrożeniowej pozwala na znaczne zwiększenie własnych możliwości i o wiele szybsze wdrożenie Systemu Zarządzania Energią. Dodatkowo, współdziałanie z podmiotami mającymi już za sobą podobne projekty daje możliwość skorzystania z często wieloletnich doświadczeń w budowaniu systemów podnoszących efektywność energetyczną. Połączenie tych kompetencji z wiedzą o procesach oraz możliwych do wykorzystania technologiach staje się potężnym orężem w walce o poprawę efektywności energetycznej niemal każdego przedsiębiorstwa.

Podwyżki prądu dla firm. Sytuacja na rynku [marzec 2020]

Od tamtych wydarzeń minęło jednak ponad 10 miesięcy (na czas pisania tego tekstu) i pora przyjrzeć się rozwojowi sytuacji na rynku energii od tamtej chwili oraz temu, co może nas czekać w przeciągu ostatnich tygodni 2019 i pierwszych kilku 2020 roku.

PODWYŻKI CEN ENERGII w 2018 roku

W ramach krótkiego przypomnienia warto wspomnieć o sytuacji, z jaką musieliśmy zmierzyć się na koniec 2018 roku. Ogólnie rzecz biorąc cały poprzedni rok był bardzo dynamiczny w kwestii zmian cen energii elektrycznej. W skutek (między innymi) drastycznego wzrostu cen uprawnień do emisji CO_2, cena energii elektrycznej poszybowała w ubiegłym roku z poziomów około 150 zł/MWh do szczytowej wartości we wrześniu 2018 roku – ponad 270 zł/MWh (źródło: TGE Raport Roczny 2018)

Tak znaczna podwyżka ceny prądu (między innymi dla firm) nie mogła zostać zignorowana. W związku z tym, na koniec 2018 roku została przygotowana i uchwalona ustawa „o zmianie ustawy o podatku akcyzowym oraz niektórych innych ustaw” mająca na celu ograniczyć skutki obserwowanych podwyżek cen energii. Ustawa została oparta na 3 filarach:

1. Zmniejszenie opłaty przejściowej o 95%,
2. Zmniejszenie akcyzy na energię elektryczną o 75%,
3. Zamrożenie cen energii na poziomie nie wyższym, niż wartość z 30 czerwca 2018 roku.

Wprowadzona w takiej formie ustawa rzeczywiście sprawiła, że ceny energii dla odbiorców końcowych nie wzrosły, jednak perturbacje związane z ustaleniem maksymalnej ceny energii i skomplikowanego systemu rekompensat z tym związanych, odbiło się głośnym echem nie tylko w Polsce, ale też w instytucjach unijnych.

Połowa roku – kolejna nowelizacja

Rozgłos, o którym mowa w dużej mierze przyczynił się do tego, że uchwalenie tzw. „Ustawy prądowej” na koniec 2018 roku nie był pierwszym i ostatnim działaniem mającym na celu utrzymanie w ryzach cen energii. W związku z tym – 29 czerwca weszła w życie uchwalona nowelizacja ustawy wprowadzająca dalsze zmiany. Jej podstawowymi założeniami było to, że:

• Cena energii dla średnich i dużych przedsiębiorstw została uwolniona i nie będzie już dłużej sztucznie utrzymywana na poziomie z 30 czerwca 2018 roku. Oznaczało to tylko tyle, że podwyżki cen energii uderzyły w największe firmy już w połowie roku 2019.
• Pewna furtka pozwalała średnim i dużym przedsiębiorstwom uzyskać rekompensaty za wyższe ceny prądu dla firm w ramach pomocy publicznej de minimis w wysokości do 200 000 euro (w ciągu 3 lat), natomiast spora lista działalności gospodarczych została wyłączona spod tego prawa, np.: produkcja detali z aluminium, żeliwa, stali i żelazostopów, czyli generalnie przedsiębiorstwa dość energochłonne – w nie podwyżki od 1 lipca mają „szansę” uderzyć najmocniej.
• Pozostali odbiorcy mogą mieć utrzymane ceny prądu na poprzednim poziomie, ale nie automatycznie, tylko muszą złożyć stosowne oświadczenie (a w zasadzie musieli, bo termin upłynął 27 lipca) do sprzedawcy energii elektrycznej.

Powyższa nowelizacja pokazała dobitnie, że zamrożone ceny prądu nie mają szans utrzymać się dłużej i jest tylko kwestią czasu pełne „uwolnienie” cen, czyli powrót do stanu sprzed nowelizacji na koniec grudnia 2018. Całości obrazu dopełnia fakt, że w projekcie budżetu na 2020 rok nie zostały przewidziane środki na dalsze rekompensaty dla spółek obrotu, a rząd wprost informuje, że nie są prowadzone żadne prace nad ustawą, która miałaby regulować kwestie cen energii w przyszłym roku.

CZY BĘDĄ PODWYŻKI PRĄDU DLA FIRM W 2020 roku? Czy energia będzie tanieć?

Patrząc na wszystkie wydarzenia mijającego roku 2019 można zadać pytanie – co będzie działo się z cenami energii elektrycznej w niedalekiej i trochę bardziej odległej przyszłości? Biorąc pod uwagę dotychczasowe trendy, które napędzały wzrost ceny energii, ciężko będzie się spodziewać, że ulegną one odwróceniu. Co prawda rok 2019 jest zdecydowanie spokojniejszy pod względem dynamiki zmian cen praw do emisji CO₂ (a których kilkukrotny wzrost w 2018 roku jest jedną z głównych przyczyn wzrostu ceny energii), ciężko spodziewać się, by długofalowy trend został zatrzymany.

Pewnym zwiastunem pokazującym skalę zmian cen energii (przynajmniej w przyszłym roku) są propozycje cen dla klientów indywidualnych złożone przez największe spółki obrotu (PGE, Enea i Tauron) do Prezesa URE – przewidują one podwyżki cen energii od 20 do nawet 40% w przyszłym roku. Spółki zostały oczywiście wezwane do wyjaśnienia z czego wynikają tak duże podwyżki prądu i finalnie zapewne skala wzrostów będzie mniejsza. Sytuacja ta może jednak wskazywać na to, co będzie się działo z cenami energii w przyszłym roku przedsiębiorstwa będą musiały się z tym wyzwaniem jakoś zmierzyć.

Efektywność energetyczna – kierunek strategiczny rozwoju?

Uwarunkowania, z którymi mamy teraz do czynienia i które opisałem wcześniej sprawiają, że przedsiębiorstwa będą musiały podjąć działania zapobiegawcze. Podwyżki cen energii dla firm wprost przekładają się na koszty prowadzenia działalności, a w przypadku procesów energochłonnych, wzrosty ceny energii o kilkanaście procent może przełożyć się na wielomilionowe straty, a w skrajnych przypadkach mogą nawet zagrozić rentowności funkcjonowania przedsiębiorstwa.

W takiej sytuacji zdaje się oczywiste, że wzrost kosztów po stronie producentów/przedsiębiorców zostanie (przynajmniej częściowo) przerzucony na klientów końcowych – w postaci wzrostu ceny produktów, czy usług. Takie rozwiązanie może doprowadzić w bardzo prosty sposób do spadku konkurencyjności danych produktów i usług, co tak czy inaczej negatywnie odbije się na funkcjonowaniu przedsiębiorstw.

Patrząc na długofalowe funkcjonowanie i rentowność biznesu – konieczne wydaje się jednak podjęcie działań, które pozwolą obniżyć koszty związane z zużywaną energią po to, aby zamortyzować podwyżki cen energii dla firm i jednocześnie ochronić marżę, konkurencyjność i cenę produktów. Biorąc pod uwagę stopień zaawansowania procesów produkcyjnych – nie jest możliwe zrealizowanie takiego celu w sposób manualny – kontrolując od czasu, do czasu, stan licznika energii elektrycznej, lub analizując tylko i wyłącznie faktury za energię.

Naprzeciw potrzebie podnoszenia efektywności energetycznej w sposób metodyczny i systematyczny wychodzi norma ISO 50001 – „Systemy zarządzania energią”. Podstawowym celem tej normy jest udzielenie pomocy w zakresie tworzenia i wdrażania systemów, które są niezbędne do poprawy efektywności energetycznej, co finalnie skutkuje zmniejszeniem kosztów po stronie przedsiębiorstw, zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych i ograniczeniem negatywnego wpływu na środowisko. Kluczowe jest to, że obserwuje się coraz większy nacisk na wdrażanie tego typu systemów nie tylko ze względów ekonomicznych.

Rosnąca świadomość opinii publicznej oraz władz w zakresie zmian klimatu i wpływu działalności człowieka na środowisko sprawia, że aspekt ekologiczny staje się równie mocnym motywatorem do podnoszenia efektywności energetycznej, jak kwestie związane z oczywistymi korzyściami ekonomicznymi. Potwierdzeniem tego trendu jest również dyrektywa Parlamentu Europejskiego z 11 grudnia 2018 roku w sprawie efektywności energetycznej, która stawia ambitne cele w zakresie podnoszenia efektywności energetycznej gospodarki Unii Europejskiej (źródło: Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2002 z dnia 11 grudnia 2018 roku […] w sprawie efektywności energetycznej – https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32018L2002&from=EN).

[…] Efektywność energetyczną należy uznać za kluczowy element i jedno z głównych kryteriów przyszłych decyzji inwestycyjnych dotyczących infrastruktury energetycznej w Unii […]

Określenie efektywności energetycznej jako strategicznego kierunku rozwoju na najbliższe lata staje się niebywałą okazją do wdrażania systemów pozwalających na zredukowanie kosztów prowadzenia działalności, a jednocześnie (i co być może nawet istotniejsze) – działania te z całą pewnością będą korzystne dla środowiska, przyczynią się do poprawy jakości powietrza i stanu zdrowia  w społeczeństwie.

Realizując je już teraz, możesz stać się liderem w transformacji energetycznej – chcesz dowiedzieć się jak to zrobić?

---

Przejdź na stronę »

---

Mateusz Zajchowski, Menedżer ds. systemów zarządzania energią ASTOR, tel. 731 530 756

Zobacz też więcej na stronie www.astor.com.pl/systemy-zarzadzania-energia

4 powody, dla których warto wdrażać monitoring zużycia mediów produkcyjnych

Dlaczego firmy płacą wysokie rachunki za energię elektryczną?

Jeśli chcesz zachować rentowność i konkurencyjność przedsiębiorstwa w takich realiach, dowiedz się, jakie działania możesz podjąć, aby zredukować koszty energii i podnieść efektywność jej wykorzystania.

Poznaj cztery korzyści wynikające z regularnego monitoringu zużycia energii elektrycznej i innych mediów produkcyjnych i dowiedz się, co da Ci posiadanie takiego rozwiązania jak system zarządzania energią, który m.in. realizuje funkcjonalność monitoringu zużycia mediów.

Korzyść nr 1. Monitorujesz dowolne parametry zużycia energii i innych mediów w czasie rzeczywistym

Po co wdrażać system zarządzania zużyciem mediów energetycznych? Zyskasz wiedzę na temat ich bieżącego zużycia!

Jest to cenna wiedza. Bez takiego systemu firmy najczęściej wiedzą w tej materii tylko tyle, ile informacji znajduje się w comiesięcznych fakturach wystawianych przez dostawców energii elektrycznej, czy gazu.

W warunkach zmiennej produkcji, ryzyka wystąpienia kosztownych awarii, czy chociażby chęci wyznaczenia udziału kosztów energii w całkowitym koszcie wyprodukowania danej partii, czy jednostki produktu – informacja z rozdzielczością miesięczną może być niewystarczająca.

Czyli dzięki systemowi zarządzania energią:

1. Możesz monitorować warunki wykorzystania mediów energetycznych.
2. Uzyskasz bardzo dużą dokładność pomiaru.
3. Masz wiedzę o zużyciu w dowolnym momencie, nie musisz czekać do końca miesiąca na fakturę z zakładu energetycznego.
4. Możesz porównywać efektywność linii produkcyjnych i szybko decydować o zmianach, np. przezbrojeniu, optymalizacji, wymianie maszyn.
5. Możesz robić porównania na bazie trendów historycznych.
6. Decyzję o zaimplementowaniu strażnika mocy podejmujesz na bazie twardych danych z systemu.

Dla przykładu: na bazie wyświetlanego w systemie trendu historycznego, użytkownik systemu może dokonać oceny, czy dana maszyna lub urządzenie pracowało odpowiednią ilość czasu, lub może zaimplementować strażnik mocy – funkcjonalność systemu zarządzania energią, stanowiąca ochronę przed pobieraniem zbyt dużej mocy z przyłącza.

Można także stwierdzić, czy dane urządzenie nie pobierało zbyt dużej ilości energii w chwili, gdy było wyłączone, a bardzo często taka sytuacja się zdarza i generuje duże straty energii, a tym samym zbędne koszty.

---

Przejdź na stronę »

Korzyść nr 2. Czynnie sterujesz efektywnością energetyczną

Bez wiedzy o realnych parametrach zużycia mediów, podjęcie działań mających na celu rozsądne ograniczenie zużycia (a tym samym podniesienie efektywności energetycznej) będzie znacznie utrudnione.

Wdrażanie systemów zarządzania energią, w tym monitoringu zużycia mediów, najczęściej podzielone jest na 3 etapy.

Etap pierwszy zwykle obejmuje zebranie informacji o zużyciu energii lub innych mediów produkcyjnych. W zależności od stopnia szczegółowości, jaką inwestor chce uzyskać, możliwe jest wykorzystanie istniejących urządzeń pomiarowych lub zainstalowanie nowych, rozszerzających ilość informacji, jaka jest dostępna w systemie.

Niezależnie jednak od liczby i rodzaju punktów pomiarowych – informacje o zużyciu muszą zostać zgromadzone w jednym, centralnym systemie, umożliwiającym szczegółową analizę tych informacji.

Samo zebranie danych o zużyciu mediów produkcyjnych w jednym miejscu nie przyczyni się jednak znacząco do poprawy efektywności energetycznej procesów.

Etap drugi zatem to przedstawienie danych o zużyciu mediów w przystępny sposób, by mieć realny wpływ na pracę urządzeń, a tym samym na ilość energii, które zużywają.

Znając poziom zużycia energii i mając narzędzia pozwalające na łatwą analizę zebranych informacji możliwe jest zrealizowanie kolejnych działań.

Etap trzeci to podjęcie decyzji dotyczących usprawnienia funkcjonowania parku maszynowego. Sterowanie pracą urządzeń na podstawie analizy konkretnych informacji dotyczących zużycia mediów pozwala na optymalizację zużywanej przez nie energii.

Czyli dzięki systemowi zarządzania energią:

1. Możesz dowiedzieć się, ile energii jest zużywanej w zakładzie i w jaki sposób.
2. Możesz przeanalizować zużycie energii pod kątem optymalizacji procesów.
3. Możesz podejmować decyzje, dzięki którym poprawisz efektywność pracy maszyn i urządzeń.

Sztandarowym przykładem mogą być w tym miejscu dwa proste scenariusze, które sprawdzą się niemal w każdym budynku, czy miejscu:

• automatyczne sterowanie oświetleniem,
• automatyczne sterowanie urządzeniami HVAC.

Oba te obszary funkcjonowania budynków (od biurowych, przez obiekty typu sklepy, aż do dużych hal produkcyjnych) mogą stanowić całkiem znaczący koszt, którego nie sposób całkowicie uniknąć.

Możliwe jest jednak znaczne poprawienie ich efektywności poprzez wdrożenie automatycznego sterowania, które będzie dbało o to, aby te instalacje działały dokładnie wtedy, kiedy jest to niezbędne, a były wyłączane lub ograniczały swoją pracę w chwili, gdy jest to możliwe.

Takie podejście pozwala na maksymalizację efektywności tego typu instalacji, przynosząc nawet 30% oszczędności w ramach danego obszaru.

Czynne sterowanie efektywnością w taki sposób pozwala na daleko posuniętą optymalizację pracy pod kątem zużycia mediów i daje dużo większe możliwości w porównaniu do działań jednorazowych, jak na przykład zmiana taryfy energetycznej, czy termomodernizacja budynku i jest naturalnym krokiem następującym właśnie po wyczerpaniu możliwości związanych z eliminowaniem strat stałych.

Korzyść nr 3. Diagnozujesz stan maszyn na podstawie parametrów zużycia mediów

Sterowanie pracą maszyn, czy urządzeń na podstawie informacji o aktualnych warunkach to jedna z podstawowych możliwości, jakie daje wdrożenie systemu zarządzania zużyciem mediów.

Ponadto, dokładne śledzenie wielkości zużycia pozwala na precyzyjne wyznaczenie osiągniętych w ten sposób oszczędności, które mają realne przełożenie na funkcjonowanie obiektu. Często zdarza się, że znacznie większym zagadnieniem, w porównaniu do niekoniecznie efektywnie działających urządzeń, są awarie w obrębie parku maszynowego, powodujące straty sięgające niejednokrotnie dziesiątków tysięcy złotych.

Monitoring zużycia energii elektrycznej w obrębie krytycznych urządzeń może być narzędziem pozwalającym na wczesne wykrycie niepokojących objawów, które mogą zwiastować nadchodzącą awarię, lub wskazywać na rosnące zużycie elementów pracującej instalacji.

Czyli dzięki systemowi zarządzania energią:

1. Możesz szybko wykryć miejsce zaistnienia awarii, która nie dała bezpośrednich objawów.
2. Możesz przewidzieć zbliżające się awarie na podstawie parametrów zużycia energii przez maszynę.

Jednym ze scenariuszy wykorzystania systemu monitorowania zużycia mediów jest przykład diagnostyki systemów napowietrzania ścieków w obrębie oczyszczalni. Układ, składający się z dmuchawy oraz zestawu filtrów jest monitorowany pod kątem zużycia energii elektrycznej przez silnik, bieżącego przepływu powietrza oraz spadku ciśnienia na filtrach oczyszczających przepływające powietrze.

Korelacja informacji o spadku ciśnienia oraz przepływu powietrza daje bardzo klarowną informację o kondycji filtrów, które w miarę rosnącego zabrudzenia wymagają wydajniejszej pracy dmuchawy, która w naturalny sposób przekłada się na większe zużycie energii i w konsekwencji większe koszty eksploatacji urządzenia.

Bieżące śledzenie tych parametrów pozwala na wyznaczenie warunków przeprowadzenia przeglądu całego urządzenia po to, aby spadek jego efektywności nie był zbyt duży. Dzięki temu przeglądy i serwisy mogą zostać zaplanowane w oparciu o realne informacje o kondycji układu, przez co nie są realizowane ani zbyt rzadko, ani zbyt często.

Znaczenie systemów monitoringu jeszcze bardziej może zostać uwypuklone w sytuacji wystąpienia nagłej awarii powodującej bardzo duże straty finansowe.

W zakładach przemysłowych bardzo często mamy do czynienia z wykorzystaniem układów kompensacji mocy biernej – inaczej odbiorca końcowy płaciłby bardzo duże kary w przypadku pobierania zbyt dużej ilości mocy biernej indukcyjnej lub generowania mocy pojemnościowej.

Przeoczona awaria tego typu urządzenia może zatem skutkować naliczeniem bardzo dużych kar – sięgających nierzadko 50% wartości „standardowej” faktury za energię elektryczną. Wdrożenie monitoringu parametrów sieci elektrycznej na głównym przyłączu – w miejscu pracy takiego układu kompensacji, połączonego z odpowiednim systemem wizualizacji i alarmowania pozwala na niemal natychmiastowe wychwycenie tego typu awarii pozwalając na szybkie usunięcie awarii i uniknięcie bardzo dużych kar.

Podobnie – system taki pozwala na wdrożenie tzw. „strażnika mocy”, dzięki któremu możliwe jest uniknięcie przekraczania mocy umownej, co też przekłada się na realne oszczędności na fakturze.

Korzyść nr 4. Możesz kontekstowo analizować zużycie mediów energetycznych

Aby mówić o systemie zarządzania energią, konieczne jest wdrożenie systemu pomiarowego opartego na systemie IT dla produkcji, który zbierze najważniejsze informacje z punktu widzenia monitorowania zużycia energii, czy innych mediów produkcyjnych. Doskonale ujmuje to stwierdzenie, że „aby WIEDZIEĆ, trzeba WIDZIEĆ”.

Bez dokładnej znajomości wielkości zużycia w czasie, wszelkie działania będą najprawdopodobniej podejmowane „w ciemno” i ich skuteczność nie będzie najwyższa. Zebranie wiarygodnych danych w jednym miejscu pozwala na przeprowadzenie obiektywnej analizy i podjęcie decyzji, która w danych warunkach będzie najprawdopodobniej najlepsza.

Decyzje takie mogą zostać podjęte znacznie łatwiej, dzięki systemowi, który przyspieszy i uprości analizę danych. W przypadku, gdy mamy do czynienia z wieloma punktami pomiarowymi, ilość danych, jaką należy przeanalizować może być zbyt duża, by możliwe było zrobienie tego „ręcznie”.

W takiej sytuacji z pomocą mogą przyjść systemy wizualizacji, czy raportowe, które przedstawią użytkownikowi przetworzone automatycznie informacje w znacznie przystępniejszej formie, na przykład prostych wskaźników, które wprost będą mówić, czy system pracuje poprawnie, czy nie.

Realizacja systemu w takiej formie z jednej strony pozwala na proste raportowanie i ocenę pracy całego zakładu od strony efektywności energetycznej, a z drugiej jest przydatna w „ciągłym doskonaleniu”, tak ważnym z punktu widzenia normy ISO 50001, która dotyczy systemów zarządzania energią.

Z punktu widzenia użytkownika bardzo jest też ważne to, że taki system może być bardzo swobodnie dopasowany do potrzeb – zarówno od strony rozwiązań technicznych, jak i sposobu finansowania.

Przekłada się to na coraz większą atrakcyjność systemów zarządzania energią, zwłaszcza w obecnych warunkach niepewności związanej z cenami energii – każde działanie pozwalające na zwiększenie efektywności energetycznej prowadzonych procesów będzie w przyszłości procentować, pozwalając uchronić się przed skutkami rosnących cen.

W tym kontekście coraz większego znaczenia nabierają również systemy związane z odnawialnymi źródłami energii, mogące stanowić dodatkowe źródło energii elektrycznej dla przedsiębiorstwa – zmniejszając zapotrzebowanie na zakup ze strony dostawcy.

Czyli dzięki systemowi zarządzania energią:

1. Możesz monitorować zużycie energii w czasie rzeczywistym.
2. Możesz czynnie sterować efektywnością energetyczną.
3. Możesz diagnozować stan parku maszynowego.

Chcesz zobaczyć demo systemu zarządzania energią i zobaczyć, jak wygląda monitoring zużycia mediów? Skontaktuj się z nami! Autor – Mateusz Zajchowski – chętnie odpowie na Twoje pytania.
e-mail: mateusz.zajchowski@astor.com.pl

Źródło grafiki tytułowej:
https://pixabay.com/illustrations/light-bulbs-light-bulb-light-energy-1125016/

---

 

Więcej przydatnych artykułów przeczytasz
w czasopiśmie Biznes i Produkcja

Oszczędność energii w przemyśle – od czego zacząć?

Jest to trend trwający już od wielu miesięcy, a w ciągu 2019 roku boleśnie dał o sobie znać w bardzo wielu przedsiębiorstwach. Część z nich już teraz musi płacić za zużycie prądu w firmie o kilkadziesiąt procent więcej niż w analogicznym okresie poprzedniego roku, a końca podwyżek nie widać.

Stawia to w bardzo trudnej sytuacji niemal wszystkich odbiorców energii elektrycznej, a im procesy bardziej energochłonne, tym podwyżka bardziej odbije się na kosztach funkcjonowania, a tym samym rentowności przedsiębiorstw.

Ta z całą pewnością ciężka sytuacja wymusza na zarządzających firmami podjęcie kroków, które pozwolą zmniejszyć wpływ drożejącej energii na prowadzoną działalność i wygenerować oszczędności w obszarze energii, która musi być zużyta w procesach. Część zarządów już myśli o tym, jak obniżyć roczne zużycie prądu w swoich firmach. Są to działania konieczne, aby sprawnie działające przedsiębiorstwa mogły pozostać konkurencyjne w zmieniających się warunkach.

Z drugiej strony, proaktywne podejście do nadchodzących zmian może pozwolić wyróżnić się na tle konkurentów, którzy problem bagatelizują. Pomyślmy zatem, jak skutecznie oszczędzać energię w firmie.

1. Zużycie energii elektrycznej – przeanalizuj faktury

Bez wątpienia podwyżki cen energii elektrycznej dotkną każdego, niezależnie od wielkości zużycia i branży. Wymusza to podjęcie działań, które pozwolą podnieść efektywność energetyczną procesów, zmniejszą straty, poprawią wykorzystanie energii już zakupionej. Jest jeszcze jeden krok, który może przynieść optymalizację kosztów – analiza faktur za energię elektryczną.

Dotyczy to w szczególności firm do średniej wielkości, które są zbyt małe by kontraktować dostawy energii na towarowej giełdzie energii i operują w ramach ogólnodostępnych taryf energetycznych. Nie zmienia to jednak faktu, że dokładne przyglądnięcie się fakturom za energię może pozwolić na ocenę poprawności doboru poziomu mocy zamówionej, a należy pamiętać, że składnik stały (zależny tylko od jednego parametru) może stanowić nawet 15% wartości faktury.

Z drugiej strony – konfrontacja wybranej taryfy ze sposobem działania danego podmiotu (np. czy dana firma pracuje w systemie trójzmianowym, czy może na jedną zmianę, itp.) pozwala na wstępną ocenę tego, czy dana taryfa jest dobrana poprawnie.

2. Zweryfikuj warunki zakupu energii elektrycznej

Po przetrwaniu pierwszego szoku związanego z podwyżką cen energii elektrycznej oraz analizie warunków zakupu tej energii (moc zamówiona, taryfa), przychodzi czas, by zadać sobie pytanie: „Jak można wygenerować zauważalne oszczędności w zużyciu energii elektrycznej?”.

Proaktywne podejście do zmieniających się warunków może pozwolić na podniesienie konkurencyjności w porównaniu do firm, które tego nie zrobią, co również może bezpośrednio przełożyć się na wzrost zysków. Dokładniejsza analiza profilu zużycia energii elektrycznej jest jednak możliwa tylko na podstawie realnych danych pomiarowych. W przypadku małych i średnich przedsiębiorstw analiza realnego zużycia na przyłączu głównym może przynieść korzyści, dzięki możliwości dopasowania mocy zamówionej do rzeczywistego zapotrzebowania oraz weryfikacji poprawności doboru taryfy. Optymalizacja tych dwóch parametrów może przynieść oszczędności sięgające nawet 15%. Ponadto, bardzo przydatnym narzędziem może być strażnik mocy umownej, który – informując o ryzyku przekroczenia mocy zamówionej – pozwala uchronić się przed naliczeniem dodatkowych opłat związanych z takim przekroczeniem.

3. Wdrażaj system zarządzania energią – oszczędność energii jest krok od Ciebie

Pierwsze działania związane analizą rzeczywistego profilu zużycia energii mogą zostać podjęte już po kilku dniach pracy systemu. Im dłużej będzie pracował, tym bardziej precyzyjne wnioski będzie można wyciągnąć, a miesięczny audyt pozwoli na dokładne przyjrzenie się zapotrzebowaniu na moc w czasie jednego okresu rozliczeniowego.

Połączenie tych informacji z analizą faktur z okresu dłuższego pozwala na precyzyjne wyznaczenie wystarczającego poziomu mocy zamówionej oraz optymalnej taryfy. Ponadto, skorelowanie pomiarów rzeczywistych z analizą pracy urządzeń znajdujących się w obrębie zakładu pozwala na wytypowanie obszarów, którym warto byłoby się przyjrzeć bliżej, ze względu na potencjał optymalizacji sposobu pracy, co może przełożyć na dalsze oszczędności w zużyciu energii elektrycznej.

„Podwyżki cen energii elektrycznej, których jesteśmy w chwili obecnej świadkami, są z jednej strony bardzo bolesne dla przedsiębiorców, ale z drugiej strony są bodźcem do szybkiego działania. Zdecydowane działania proefektywnościowe mogą nie tylko zredukować wpływ wzrostu cen na funkcjonowanie przedsiębiorstwa, ale również podnieść jego wartość w oczach klientów i konkurencyjność. Co zrobić? Pierwszym krokiem jest analiza faktur i realnego zużycia energii elektrycznej (na przykład z głównego przyłącza), które można uzyskać już po miesiącu pracy systemu zarządzania energią.”  – mówi Mateusz Zajchowski, Specjalista ds. systemów zarządzania energią w firmie ASTOR.

Zobacz jak firma Henkel zmniejszyła zużycie energii o 9% i oszczędziła 15 mln euro dzięki cyfrowej transformacji z Wonderware.

---

Przejdź na stronę »

---

FAQ – Najczęściej zadawane pytania