ENERJİ YÖNETİMİ Yrd.Doç.Dr. Handan ÇUBUK YTÜ Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı
İlk olarak, 1970'li yıllarda yaşanan petrol krizi sonrasında enerji konusuna ilgi artmış ve enerji tasarrufu konusu gündeme gelmiştir.
11 KASIM 1995 TARĠH VE 22460 SAYILI RESMĠ GAZETEDE: SANAYĠ KURULUġLARININ ENERJĠ TÜKETĠMĠNDE VERĠMLĠLĠĞĠN ARTTIRILMASI ĠÇĠN ALACAKLARI ÖNLEMLER HAKKINDA BĠR YÖNETMELĠK YAYINLANDI.
Yönetmelik yıllık enerji tüketimi 2000 TEP (Ton EĢdeğer Petrol) ve daha büyük olan sanayi ve maden iģletmelerinde enerji verimliliğinin arttırılması için, 3154 sayılı Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının TeĢkilat ve Görevleri Hakkında Kanundan alınan yetkiye dayanarak hazırlanmıģtır.
Kapsam Yönetmelikte, enerji verimliliğinin arttırılmasında uyulacak genel hususlar olarak mevcut tesislerde; yakıtların mevcut yakma sisteminde en verimli Ģekilde kullanılarak yakılması, ısı yalıtımının yapılması, ısı transferi veriminin arttırılması, atık ısı geri kazanımı, otomatik kontrol uygulamaları, elektrik sistemlerinde verimin arttırılması vb. önlemler öngörülmektedir.
Kapsam Yeni kurulacak tesislerde, yukarıdaki hususlara ilave olarak yeni alınacak makinaların enerji verimliliği yüksek olan teknolojilerden seçilmesi, tesisisin ısı yalıtımı yönünden en verimli Ģekilde projelendirilmesi, kuruluģ aģamasında enerji verimliliğinin takibi için gerekli ölçüm cihazlarının temin edilmesi, hava kirletici emisyonların minimumda tutulması için gerekli tedbirlerin alınması, bileģik ısı-güç üretimine önem verilmesi gibi hususların göz önüne alınması istenmektedir.
Neler Yapmalıyız? Yönetmeliğin yürürlüğe girmesinden 6 ay ile 1 yıl içerisinde kapsam içinde kalan fabrikalarda yönetmelikte bahsedildiği Ģekilde enerji yönetimi sisteminin oluģturulması gerekmektedir. Ayrıca, fabrikaya atanacak enerji yöneticisinin özellikleri, görev, yetki ve sorumlulukları ile ilgili bir listede yönetmelik içinde yer almaktadır.
Fabrikalar Ne Yapmalı? Fabrikalar belirlenen zaman periyotları içinde enerji tasarrufu etütlerinin yapılmasını veya yaptırılmasını temin ederek sonuçları ile 2 ve 5 yıllık uygulama planlarının UETM ye (Ulusal Enerji Tasarruf Merkezi) gönderilmesini sağlayacaktır.
Sorumluluklar Fabrikada enerji tüketimini sağlıklı bir Ģekilde izleyebilmek için 3 yıl içinde gerekli ölçme ve izleme cihazlarını temin ederek fabrikalarına monte edecekler, ana ürünleri için aylık bazda birim ürün baģına enerji tüketimini izleyecek ve 3 ana ürünü için yıllık ortalamalarını UETM ye gönderecektir.
Neden Enerji Yönetimi Endüstri devriminin başlangıcından bu yana 200 yıldır dünyanın tabii çevresi artan şekilde kirletilmektedir. Bu çerçevede, 21 YY Yeni Dünya Programı ortaya atılmıştır: Gelişmekte olan ülkelere enerji ve teknoloji transferi Sera gazı etkilerinin azaltılması için uluslararası işbirliği
Enerji Yönetimi Bilgi Akışı
Süreçlerin optimizasyonu Birim maliyetlerin düşürülmesi Kaliteli ve yeteri kadar enerji kullanımı Rekabetçi koşulların sağlanması Tesis ömrünün arttırılması Bakım giderlerinin azaltılması Yaklaşan global enerji krizine hazırlık Yaşadığımız çevrenin korunması
Enerji Tasarrufu Enerjinin gereksiz kullanım sahalarını belirlemek, israfı minimum düzeye indirmek veya tamamen ortadan kaldırmak için yapılan çalışmalardır.
Proses gereği çeşitli şekillerde ortama atılan enerjilerin geri kazanılması Dizayn, proses geliştirme ve daha akılcı kullanımı İstenmeyen kaçakların önlenmesi Büyük enerji kaybına yol açan uygulamaların değiştirilmesi Bakımın etkinleştirilmesi, verimin arttırılması, hızlı ve yeterli ikmal vb..
Enerji Yönetimi Neleri Kapsar? Enerji Yönetimi; planlama, koordinasyon kontrol gibi birbirinden bağımsız olduklarında etkisiz kalabilecek iģlevlerin, bir araya gelerek oluģan bir bütündür.
Enerji Yönetimi ürün kalitesinden, güvenlikten çevresel tüm koģullardan fedakarlık etmeksizin ve üretimi azaltmaksızın enerjinin daha verimli kullanımı doğrultusunda yapılandırılmıģ ve organize edilmiģ disiplinli bir çalıģmadır.
Enerji tasarrufu çalışmalarında organizasyonunun odak noktası Enerji Tasarrufu kavramıdır.
Enerji yönetimi programı öncesinde şirket içinde bazı ön çalışmaların gerçekleştirilmesi gereklidir: Personel eğitimi İşletmede uygulanacak sistemin boyutlarını ve özelliklerini belirleme
Enerji komitesi Ģirketin farklı çalıģma alanlarında tüketilen tüm enerjiyi izler. Muhasebe bölümü enerji faturalarını öder. Bakım bölümü enerji tüketim ekipmanlarının bakımını yapar. Alan Komiteleri çok yararlı olacaktır
Genel Müdür Yönetim Kurulu (Enerji Yöneticisi) Teknik Danışmanlar İmalat Departmanı Bakım Departmanı ARGE Departmanı Finansman Departmanı Lojistik Departmanı
Proje kesinlikle üst yönetim tarafından başlatılmalı ve işletme organizasyonunda yer alan en düşük seviyedeki çalışanda bundan haberdar edilmelidir. Üst yönetim, enerji yönetimi konusunda teşvik edici, denetleyici ve yönlendirici hatta birincil sorumlusu olarak hareket etmelidir.
İşletme bünyesinde oluşturulacak enerji yönetim sistemi içerisinde kendi sorumluluğunda bulunan bölümlerde proje oluşturma ve uygulama süreçlerini yönetecek bilgi ve beceriye sahip olmalıdır. Mühendislik altyapısının olması teknik problem analizinde sonuç almayı hızlandıracaktır. Bunun yanında finansman konusunda da deneyimli olmalıdır.
İşletme içinde bulunan değişik birimlerden kişilerin katılarak çeşitli disiplinlerin temsil edildiği ENERJİ KOMİTESİ, enerji ile ilgili tüm faaliyetleri aylık olarak gözden geçirmek üzere toplanır. Enerji tüketim değerleri, faturalar, mevcut projelerin son hali ve planlanan projelerin durumu incelenir. Gerekirse yeni projeler için yeni takımlar oluşturulur.
İşletme içindeki kaynakların yerinde ve verimli kullanılması, teknik gelişmeleri takip edebilmek amacı ile teknik danışmanlar kullanılır. Teknik danışmanlar ancak işletmenin katkısı ve yönlendirilmesi ile istenen hedefleri tam tutturabilirler.
Veri toplama Değerlendirme ve Planlama Uygulama Raporlama ve Değerlendirme Devamlılığı Sağlama
Tüketilen enerjinin proses veya işletme içindeki dağılımı Şirkette tüketilen enerjinin parasal değeri nedir? Enerji maliyeti üretim maliyetinin % kaçıdır? Enerji tüketimi, üretim maliyetlerini kim izler? Şirketin büyüklüğü, ürün çeşitleri, enerji tüketen ekipmanların sayıları, kapasiteleri ve tipleri? Enerji tüketimini izlemedeki sıkıntılar? Gerekli ekipmanlar ve maliyetleri? Enerji tasarruf miktarı? Mevcut şirket kazancı ile mukayesesi?
Derlenen ve analiz edilen veriler ile tasarruf potansiyeli belirlenir. Üst yönetimden onay alınır Ön enerji etütleri yapılır Detaylı enerji etütleri yapılır İşletme, bakım ve raporlama prosedürleri kurulur Sermaye yoğun yatırımlar için önfizibilite yapılır Finansman temin edilir Ekipman seçimi ve alımı yapılır Sistem kurulur, devreye alınır ve izlenir.
Rapor şu kısımlardan oluşmalıdır: Genel sonuçlar Mevcut durum için enerji ve kütle denklikleri Hedeflenen durum için enerji ve kütle denklikleri Akış şemaları Tasarruf tedbir ve projeleri Maliyet analizleri Geri ödeme süreleri Ölçümler
Belli bir programa bağlı olmadan yürütülen çalıģmalarda basit iģletme tedbirleriyle %10 GeniĢ kapsamlı Enerji Yönetimi programlarının uygulanması ile %25
Üretim maliyetleri, ham madde, iģçilik, iģletme ve enerji maliyetlerinin toplamını içerir. Genellikle enerji, basit bir Ģekilde toplam üretim maliyetlerine dahil edilir ve ayrı bir kalem olarak dikkate alınmaz.
Enerji maliyetleri ĠĢletme özelliğine bağlı olarak toplam üretim maliyetlerinin bir kısmını ve bazen de oldukça önemli bir kısmını teģkil etmekle beraber bu durum çoğu kere fabrika yöneticileri tarafından önemsenemez. Enerji maliyetleri sanayi sektörünün tipine göre değiģir.
Enerji verimliliğinin iyileştirilmesini Ekipmanların ayrıntılı incelenmesini Maliyetlerin azaltılmasını sağlar
ĠĢletmenin ödediği enerji faturası ile enerji tüketen ekipmanlar ve üretim hattı arasında bağlantı kurmaktır. Bağlantı kurma iģlemi: enerji tüketen ekipmanların iģletimi ile maliyet yönetimi arasında iliģki kurabilecek bir enerji yöneticisine, teknik konularda yardımcı olabilecek danıģmanlara ve fabrikalardaki iģçilerin iģbirliğine ihtiyaç gösterir. Bu ihtiyaçlar bir enerji yönetimi programının esasını teģkil ederler.
ġirketin büyüklüğü ne kadardır? (iģçilerin sayısı, bölümler, fiziksel alan nedir) Kaç tane değiģik ürün üretilir? Kaç tane farklı enerji tüketim ekipmanı vardır? ġirkette tüketilen enerjinin parasal değeri nedir? Enerji maliyeti toplam üretim maliyetinin yüzde kaçıdır? ġirketin enerji tüketimini ve maliyetini devamlı olarak kim gözden geçirir veya kaydeder veya değerlendirir?
Şirketin organizasyon yapısı ve üretim işlemleri nasıldır, şirketin alt birimleri veya farklı sahalardaki enerji tüketimini izlemek için ne gibi güçlükler mevcuttur? Gerek duyulan enstrümantasyon ve ilave ekipmanların maliyeti ne olabilir? Şirketteki enerjiyi izleme ve enerji verimliliğini iyileştirmede rol oynayacak en iyi pozisyonda olan kişi kimdir? Enerji tasarruf miktarı ne olabilir? Tasarruflar şirketin mevcut kazançları ile nasıl karşılaştırılabilir?
Üretim prosesleri ve ürün kalitesi hakkında bilgi, Veri toplama, analiz ve yorumlama konusunda yetenek, Kazanlar, fırınlar, ısı eģanjörleri, buhar sistemi ekipmanı ve soğutma sistemleri gibi enerji tüketim ekipmanlarının teknik özellikleri, Mühendislik yetenekleri; örneğin ekipman seçimi, sistemi denetleme, bakım gereklerini yerine getirme gibi özellikler, Yönetim GeliĢtirme
Enerji ve su tüketimi kayıtları, Tüm sayaç bilgileri, Ölçüm alet bilgileri Üretimler ile ilgili spesifik enerji tüketimi endeksleri
Aylık yakıt faturalarını gözden geçirilmesi Faturaların birbirleriyle uygunluğunun takibi Optimum tarifelerin bulunması Yeni yakıt seçenekleri Yeni ikmal planları Yıllık enerji maliyet bütçeleri
Diagnostik analiz Ön analiz Enerji analizi
Enerji taraması ön bilgi formu şirket tarafından doldurulur, Formdan şirketin büyüklüğü, faaliyet alanı, enerji kullanımı, üretim bilgileri, mevcut enerji yönetimi sistemi ve nelerin ölçülmesi gerekebileceği hakkında genel bilgiler elde edilir, Gerekli görülürse fabrika ziyaret edilir, gerekli bölümler için detaylı bilgi ve proses açıklamaları istenir, Enerji verimliliği ölçüm cihazlarının bağlanacağı yerler belirlenir; ya da ilgili düzenlemeler talep edilir, Ön analiz için tarih belirlenir
Fabrikadaki etüt süresi Ölçüm cihazı ihtiyaçları İncelenecek fabrika bölümleri tespit edilir.
Fabrikada enerjinin boşa harcandığı kaynaklar, kötü yalıtım, buhar, su, yakıt sızıntıları ve çalışmayan tüm ekipmanlar belirlenir; gerekirse ölçümler alınır, Küçük ve orta büyüklükteki firmalarda genellikle bir veya iki gün sürer; rafineriler veya demirçelik fabrikaları gibi büyük tesislerde bir-iki hafta sürebilir, Ön etüt sonucunda fabrikanın enerji yönetimi sistemi, enerji dönüşüm sistemleri, izolasyon, basınçlı hava ve elektrik sistemi konusundaki enerji tasarrufu imkanları belirlenir.
Belirlenen bölgelere cihazlar bağlanarak bir periyot boyunca ölçümler yapılır, Ölçümler ön analize göre daha uzun ve detaylıdır, Enerji tasarrufu açısından daha az önemli alanlarda da ölçümler yapılır, Genelde ön analizden sonra ya da bağımsız olarak yürütülür.
Elektronik bacagazı analizörü, Sülfürdioksit (SO 2 ) monitörü, Pens ampermetre, Enerji analizörü, İnfra-red sıcaklık ölçer, Elektronik termometre, Hava hızı ve basınç ölçer.
Pitot tüpü, Vane tipi hava hızı ölçer, Sallamalı tip nem ölçer, İletkenlik ölçer, Lüksmetre, Takometre.
1) Çalışmaların zamanlanması ve detaylı etüd yapılacak bölümlerin belirlenmesi, 2) Standart veri toplama formları ile enerji tüketim verilerinin toplanması, 3) Fabrikada enerji verimliliği ölçümlerinin yapılması, 4) Verimliliği iyileştirecek veya enerji tasarrufu sağlayacak basit işletme tedbirlerinin belirlenmesi.
5) Yatırım gerektiren enerji tasarrufu olanaklarının tespit edilmesi, 6) Önemlilik dereceleri, yöntemleri, maliyetleri ve çalışma programlarını kapsayan bir uygulama planının hazırlanması.
Enerji ve üretim verileri birleştirilebilir, Enerji tasarrufu olanakları veya tedbirlerinin detaylı analizleri elde edilir, Uygulama faaliyet planlarına ulaşılır.
Detaylı enerji analizi sonrasında belirlenen yatırım gerektiren enerji tasarrufu yöntemleri için fizibilite çalışmaları yapılmalıdır. Fizibilite çalışması, yatırılacak kaynaklar karşılığında elde edilecek faydaların tahmin edildiği standart mühendislik çalışmalarıdır.
Fizibilitesi yapılan enerji tasarrufu alternatifi detaylı olarak tanımlanır, İlgili alternatif için işletme verileri toplanır (Talep yapısı, enerji maliyetlerini de içeren üretim giderleri, proses parametreleri, mevcut işletme verimlilikler), Alternatifin uygulamasından sonra işletme faaliyetlerini tanımlayacak spesifik veriler belirlenmelidir (Üretim düzeyleri, gelecekteki enerji ihtiyaçları, ekipmanların ekonomik ömürleri vs).
Mali analiz verileri (Geri dönüş oranları vs), Veri toplama ve analiz için organizasyon oluşturulmalı, Alternatifin hayata geçirilmesi maliyeti hesaplanmalıdır (Tasarım masrafları, işletme ve bakım masrafları vs), Enerji tasarrufu potansiyeli tahmin edilmelidir, Maliyet ve duyarlılık analizleri yapılmalı ve raporlanmalıdır.