Sanayide Verimlilik, Enerji Yönetimi ve Tasarruf

Transkript

1 Sanayide Verimlilik, Enerji Yönetimi ve Tasarruf Prof. Dr. Sermin ONAYGİL İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü Enerji Planlaması ve Yönetimi A.B.D. Başkanı 7 Ekim 2015 Ankara

2 ENERJİ Giriş Türkiye de 2007 yılından beri yoğun faaliyetler gerçekleştirilen enerji verimliliği çalışmalarında verimlilik, enerji yönetimi, enerji tasarrufu kavramları sıklıkla kullanılmakta, ancak aralarındaki farklılıklar gerçek verilerle ortaya konulamamaktadır. Verimlilik Yönetim Tasarruf

3 Verimlilik Nedir? Çok çalışmak? Hızlı çalışmak? Çok üretmek? Kaliteli üretmek? Tutumlu olmak? Zamanı iyi kullanmak?

4 Verimlilik Nedir? GİRDİ (Kaynak) Enerji Hammadde Su Para İnsan gücü SİSTEM KAYIP-ATIK Enerji Kayıpları (Isı ve Mekanik Kayıplar) Atıklar (Katı-Sıvı-Gaz Atıklar) Hammadde ÇIKTI (Ürün) Sanayi Ürünleri İş Enerji Hizmet Verimlilik, en az girdi ile en çok çıktıyı elde etmektir. Verimlilik η YARARLANIL AN ENERJİ x100 GIREN ENERJİ

5 Verimliliği Arttırmak VERİM = ÇIKTI / GİRDİ GİRDİ SİSTEM ÇIKTI Verimlilik artışı 3 şekilde gerçekleşebilir. KAYIP-ATIK Aynı girdi ile daha çok çıktı sağlamak Aynı çıktıyı daha az girdi ile sağlamak Daha az girdi ile daha çok çıktı sağlamak maksimum ÇIKTI minimum GİRDİ minimum KAYIP

6 Enerji Verimliliği Enerji kaynaklarının üretimden tüketime kadar tüm aşamalarda en yüksek etkinlikte değerlendirilmesi, Yeni teknolojilerin kullanımı ile üretimi, kaliteyi ve performansı düşürmeden, sosyal refahı engellemeden enerji tüketiminin azaltılmasıdır. Üretim İletim - Dağıtım Tüketim

7 Tasarruf & Verimlilik Enerji tasarrufu enerji ve enerji kaynaklarının verimli olarak değerlendirilmesi amacıyla, kullanıcılar tarafından alınan önlemler sonucunda harcanan enerji miktarında sağlanan azalmadır. Enerji verimliliği ise yeni teknoloji kullanma yoluyla üretimi, kaliteyi ve performansı düşürmeden, sosyal refahı engellemeden enerji tasarrufu sağlanmasıdır. İki lambadan birini söndürmek tasarruf, aynı aydınlatmayı sağlayan, daha az enerji tüketen teknolojik lambaların kullanılması verimliliktir!

8 Nihai Enerji Tüketiminin Sektörel Dağılımı (2013) 2013 Yılında sanayi sektöründe enerji tüketimi yaklaşık 30,137 MTEP olarak gerçekleşmiştir.

9 Sektörlere Göre Elektrik Tüketimi (2013) Kaynak: ETKB, 2015

10 Tüketim SektöründeTasarruf Potansiyellerimiz 2020 yılında 222 milyon TEP olması beklenilen enerji tüketimi en az %15 azaltılabilir.

11 Toplam Üretim İçindeki Enerji Maliyeti BAZI SANAYİ KOLLARINDA TOPLAM ÜRETİM İÇİNDEKİ ENERJİNİN YAKLAŞIK MALİYETİ Rafineri 7,5 Gıda Tekstil Metalurji 10,0 12,5 15,0 Seramik 20,0 Kağıt Gübre 25,0 25,0 Cam Çelik Alüminyum 30,0 30,0 30,0 Amonyak 50,0 Çimento 55,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Enerji Maliyetinin % dağılımı

12 Enerji Yoğun Sektörlerde Enerji Verimliliği Eğilimi Bir birim ürün elde edilebilmesi için harcanan enerji miktarı (özgül enerji tüketimi)

13 Enerji Yoğunluğu Dünyada enerji verimliliği, enerji yoğunluğu ile ölçülmektedir. Ülkelerin rekabetçi koşulları yakalayabilmeleri ve bunun sonucunda ekonomik gelişmelerini sağlayabilmeleri, enerji yoğunluğu tanımı ile doğrudan ilişkilidir. Enerji Yoğunluğu Gayri Safi Yurtiçi Milli Hasıla (GSYİH) başına tüketilen enerji miktarı (TEP: ton eşdeğer petrol)(baz yılında 1000 USD) Enerji yoğunluğu değerinin düşük olması, enerjinin verimli kullanıldığını göstermektedir.

14 Enerji Yoğunluğu Türkiye nin Yeri

15 Türkiye Elektrik Enerjisi Görünümü (kwh) Kaynak: Türkiye nin Enerji Görünümü, 2014, MMO

16 Türkiye Elektrik Enerjisi Görünümü (kwh) Kaynak: Türkiye nin Enerji Görünümü, 2014, MMO

17 Ülkeleri Kıyaslamak için Kullanılan Başlıca Enerji Göstergeleri - Terimler Gösterge (Ing.) Gösterge(Tr.) Birim Population Nüfus milyon GDP Gayri Safi Milli Hasıla milyar 2000 yılı US$ GDP (PPP) Gayri Safi Milli Hasıla (Satın alma gücü paritesi) milyar 2000 yılı US$ Energy Production Enerji Üretimi MTEP Net Imports Net Enerji İthalatı MTEP TPES Toplam Birincil Enerji Arzı MTEP Electrical Consumption Elektrik Tüketimi TWh CO 2 Emissions CO 2 Salımı Mt CO2 TPES/pop. Toplam Birincil Enerji Arzı / Nüfus TEP/kişi TPES/GDP Toplam Birincil Enerji Arzı / GSMH TEP/ yılı US$ TPES/GDP(PPP) Toplam Birincil Enerji Arzı / GSMH (Satın alma gücü paritesi) TEP/ yılı US$ Electrical Consumption/pop. Elektrik Tüketimi / Nüfus TWh/kişi CO 2 /TPES CO 2 / Toplam Birincil Enerji Arzı tco 2 /TEP CO 2 /pop. CO 2 / Nüfus tco 2 /kişi

18 Ülkeleri Kıyaslamak için Kullanılan Başlıca Enerji Göstergeleri World Energy Council, World energy outlook, 2012

19 Enerji Verimliliğinin Enerji Sektöründeki Yeri ve Diğer Sektörlerle ilişkileri

20 Enerji Sektöründe Verimliliğin Başlıca Etkileri Yeni istihdam sektörlerinin oluşması Enerji verimliliği danışmanlık şirketleri Bina enerji kimlik belgesi vermeye yetkili kuruluşlar Ulusal ve uluslararası piyasalarda rekabet gücünün artması Ekonomik Çevresel Satış olanaklarının artması Teknoloji Ürün-Hizmet

21 Enerji Yönetimi Minimum maliyet ile maksimum kar elde etmek ve rekabet edebilir pozisyonlar yaratmak için, enerjinin etkin ve akıllıca kullanımı Aynı ürün ve/veya çıktıları elde edecek biçimde enerji tüketimi ve de maliyetlerin azaltılması amaçlı prosedürleri, sistem entegrasyonunu ve optimizasyonunu kapsayan yönetim biçimi

22 Enerji Yönetiminin Amaçları Enerjiyi etkin kullanarak enerji tüketimini azaltmak, dolayısıyla maliyetleri düşürmek, Enerji konuları arasında iyi bir iletişim sağlamak, Enerji kullanım yöntemleri için etkin izleme, raporlama ve yönetim stratejileri geliştirmek ve uygulamak, AR-GE çalışmaları ile enerji yatırımlarından geri dönüşümleri arttırmak için yeni ve daha iyi yollar aramak, Tüm kullanıcıların enerji yönetim programı ile ilgilenmelerini ve onun bir parçası olmalarını sağlamak, Enerji teminindeki kısıtlayıcı etkileri veya kesintileri azaltmak.

23 Kontrol ve Önlem Üst Yönetimin Katkı ve Desteği Politika İzleme, Hedef Belirleme ve Önlen Alma Eğitim Uygulama Enerji Yönetimi Enerji Muhasebesi Sermaye Temini Ön Enerji Etüdü Uygulama Detaylı Enerji Etüdü Planlama

24 TS EN Enerji Yönetim Sistemi Enerji Politikası Yönetimin Gözden Geçirmesi Planlama Gerçekleştirme ve İşlem İç Tetkik Kontrol Edilmesi İzleme ve Ölçme Düzeltici ve Önleyici Eylem

25 Enerji Sistemlerinin Etüdü Kazanlar HVAC Sistemleri Pompalar Elektrik Motorları Aydınlatma Sistemleri Trafolar

26 Enerji Sistemlerinde Verimlilik Arttırıcı Önlemler Aydınlatma Sistemleri Verimli lambaların kullanımı Elektronik balast kullanımı Verimli armatürlerin kullanımı Gün ışığından faydalanma, sensör kullanımı...

27 Toplam elektrik enerjisi tüketimi içinde Aydınlatmanın payı : ~ % 20 Endüstri Tesisleri Alış-veriş Merkezleri Ofisler %10 %30 % 40

28 Aydınlatmada Verimlilik &Tasarruf Aydınlatmada tasarruf, lamba söndürerek değil, görme yeteneği ve görsel konfordan ödün vermeden, gerekli minimum seviyede aydınlık düzeylerinin yaratılması ile sağlanır. En yüksek enerji tasarruf değerlerine ulaşılması amaçlanırken, güvenlik ve konfor koşulları açısından gerekli olan aydınlatma kalitesinin tehlikeye sokulmamasına dikkat edilmelidir.

29 Aydınlatmada Verimlilik Lamba değişimi Yardımcı ekipmanların değişimi Armatür değişimi Yeni Tasarım / Sistem Yerleşiminin Değişimi Otomasyon Sistemi

30 İş Performansı ve Verimlilik Aydınlık Düzeyi Görsel Performans +%175 ~ 20 yaş ~ 50 yaş

31 İş Performansı ve Verimlilik Kalitesiz Aydınlatma Koşulları Yetersiz aydınlık düzeyleri İş ile çalışma düzlemi arasındaki parıltı farkının uyumsuzluğu Kamaşma Fliker problemleri Olası Sonuçları Göz ağrıları Stres Aşırı yorgunluk şikayetleri

32 Görsel performansın bağıl artışı (%) Aydınlatma ve Performans Görsel performans Parametreler Yaş Yapılan iş Zor iş Kolay iş Aydınlık düzeyi (lux)

33 Yorgun çalışan sayısı (%) Aydınlatma ve Konfor Görsel konfor Daha az yorgunluk Fiziksel iyilik Uyanıklık Aydınlık düzeyi (lux)

34 Hataların bağıl azalması (%) Aydınlatma ve Kalite Hataların önlenmesi 0 20 Kolay iş Hatanın önlenmesi Müşteri memnuniyeti Kaliteli ürün Zor iş Aydınlık düzeyi (lux)

35 Kazaların bağıl azalması (%) Aydınlatma ve Güvenlik Kazalarda azalma Emniyet gerekleri İş kazalarında azalma Hastalıkların önlenmesi Aydınlık düzeyi (lux)

36 İş Performansı ve Verimlilik Örnek: METAL ENDÜSTRİSİ Aydınlık Düzeyinde İyileştirme 300 lx 2000 lx İş Kazaları Hatalı ürün %52 azalma %29 azalma Aydınlık düzeyinin 300 lx ten 500 lx e yükselmesi ile iş veriminde ortalama %8 artış..!

37 Aydınlatma Kalite Kriterleri TS EN Işık ve Aydınlatma - İş yerlerinin aydınlatılması Bölüm 1: Kapalı alanlardaki iş mahalleri Ocak 2004 Bölüm 2: Bina dışı iş yerleri Nisan 2008

38 TS EN Alt sektör Yapılan iş Aydınlık Düzeyi [lux] (iş) Kamaşma sınırlama katsayısı Renksel geriverim Notlar

39 Örnek Çalışma - Tekstil sektörü : İplik Üretim Fabrikası Mevcut Aydınlatma Sistemi: Armatürler : Duydan etanj, reflektörsüz, bant tipi Lamba Balast : 36W / 2500 lumen / 6500 K / Ra=70 : Elektronik balast / cosφ=0,53 THD=%106

40 Aydınlık Düzeyleri Bölümler Mevcut Kullanılan Armatür Tipi Ölçülen E (lx) Önerilen E (lx) Uygulanan E (lx) 1. Bobinaj 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi 2. Ana Üretim Hattı 2x36 W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi 3. Fitil 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi 4. Hallaç ve Tarak 1x36W / 2x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi 5. Balya Açma 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi

41 I 1 Basic scope / online Önerilen Aydınlatma Sistemleri Lambalar Mevcut 36W / 2500 lumen / 6500 K / Ra=70 Önerilen 36W / 3250 lumen / 4000 K / Ra=80 32W / 3250 lumen / 4000 K / Ra=80 58W / 5000 lumen / 4000 K / Ra=80 51W / 5000 lumen / 4000 K / Ra=80 Balast Mevcut Elektronik balast / cosφ=0,53 THD=%106 Önerilen Elektronik balast / cosφ=0,97 / THD=%12,1 Armatürler Duydan etanj, reflektörlü, bant tipi

42 Önerilen Aydınlatma Sistemleri Tesisat Lamba gücü (W) Sistem gücü (W) (Lamba + Balast) Işık Akısı (lm) Etkinlik Faktörü (lm/w)* Mevcut Öneri Öneri Öneri Öneri * Balast kaybı dahil

43 Önerilen Aydınlatma Sistemleri Mevcut Öneri 1 Öneri 2 Öneri 3 Öneri 4 Bölüm 1 Bölüm 2 Bölüm 3 Bölüm 4 Bölüm 5 Tüm Tesis 1x36W x36W Kurulu Güç [W] x36W x36W Kurulu Güç [W] x32W x32W Kurulu Güç [W] x58W x58W Kurulu Güç [W] x51W x51W Kurulu Güç [W] Tasarruf Oranı - %33.81 %40.25 %33.10 %37.92

44 Ekonomik Analiz Öneriler Toplam Yatırım Maliyeti (TL) Yıllık Enerji Tasarrufu (TL) Geri Ödeme Süresi (Yıl) İç Karlılık Oranı Öneri , , yıl %44.0 Öneri , , yıl %50.0 Öneri , , yıl %64.5 Öneri , , yıl %69.0

45 Uygulama Sonuçları Armatür sayısı 1704 den 546 ya düşürülmüştür. Aydınlık düzeyi 90 lux ten 400 lux e yükseltilmiştir. Aydınlatmanın kalitesi iyileştirilirken, elektrik enerjisi tüketim değerleri azaltılabilmektedir. Verimli lamba + verimli balast + verimli armatür = ~ %40 tasarruf Geri ödeme süresi = 1,4 yıl

46 Sonuç Sanayide enerji verimliliği çalışmaları salt enerji tüketim faturalarındaki düşüş ile değil, rekabet koşullarını iyileştirebilecek tüm faaliyetlerle birlikte kapsamlı olarak ele alınmalıdır. Ancak, bu şekilde katma değeri yüksek üretim ve iyi rekabet koşullarına ulaşılarak enerji yoğunluğu azaltılıp, gerçek enerji verimliliği sonucuna ulaşılabilir.

47 İlginize Teşekkürler İTÜ Enerji Enstitüsü Enerji Planlaması ve Yönetimi A.B.D. Prof. Dr. Sermin ONAYGİL E-posta: Tel: