В Европейском союзе уже 10 лет действуют нормы в отношении энергооборудования, которые позволяют экономить электроэнергию и расходы на нее. Как они работают, и почему это важно для Украины, рассказал начальник отдела приводов ДП “Сименс Украина” Глеб Хропачев.
Уровень эффективности украинской промышленности остается одним из самых низких в Европе. Об этом говорят промышленные эксперты, я могу это только подтвердить, опираясь на свой многолетний опыт участия в различных проектах по модернизации промышленных предприятий Украины.
Большинство действующих заводов проектировалось в 50-60-х годах прошлого века, и только единицы из них с тех пор прошли комплексную модернизацию.
Технологии за это время совершили качественный скачок, энергоэффективность производства повысилась в разы, но наши промышленные гиганты остались “за бортом” прогресса и продолжают работать на износ с большими потерями и низким коэффициентом полезного действия (КПД).
Я вижу два пути повышения энергоэффективности и улучшения энергосбережения на украинских заводах. Первый – кардинальный: сровнять устаревшие предприятия с землей и построить заново. На новой площадке с использованием передовых технологий и систем управления. Сегодня с помощью программных продуктов можно создать полноценный цифровой двойник будущего завода cо всем оборудованием и технологическими линиями. Продумать эффективную организацию производства и смоделировать работу от маленького клапана или двигателя до цеха или завода в целом в виртуальной (!) реальности. А потом реализовать проект в реальных условиях. Но это требует очень серьезных инвестиций, доступа к которым у украинских предприятий нет.
Второй путь – постепенное снижение энергозатрат путем модернизации действующего оборудования. В первую очередь речь о модернизации электродвигателей, на долю которых приходится до 80% потребляемой в промышленности электроэнергии. Поэтому необходимо определить наиболее энергозатратные механизмы наибольшей мощности и последовательно заменять их на современные приводы – с максимальным КПД и возможностью регулирования.
В ЕС этим вопросом занялись уже давно: еще в 2008 году были введены 3 класса энергоэффективности двигателей, а в 2014 году электродвигатели разделили уже на 4 класса энергосбережения – от самого эффективного IE4 до самого низкого IE1 – и запретили установку последних на новых предприятиях.
Надеюсь, что Украина в обозримом будущем тоже придет к такому решению. Но пока что можно предпринять менее радикальные шаги.
На одной международной конференции мой немецкий коллега высказал искреннее удивление, что украинские предприятия до сих порт закупают высоковольтные электродвигатели для преимущественно прямого пуска от сети. Дело в том, что конструкция электродвигателя предполагает исключительно ступенчатое изменение скорости (3000 – 1500 – 1000 – 750 – 600… оборотов в минуту), и если для определенного процесса прописано требование “1825 оборотов в минуту”, тогда необходимо использовать электродвигатель мощностью 3000 об/мин и “тормозить” его до установленного показателя, что сопряжено с большими потерями электроэнергии. Куда эффективнее и выгоднее использовать частотно-регулируемый электропривод, который позволяет регулировать скорость движения механизма и снижать потери энергии.
В Германии комплектация такого рода механизмов (большой мощности = ~ от 1 МВт) двигателями вместе с преобразователями частоты давно является аксиомой – даже если регулирование требуется всего в пределах 5%. Дело в том, что каждый процент – это экономия, причем серьезная. Даже 10-процентное регулирование оборотов высоковольтного двигателя с квадратичной нагрузочной характеристикой даст экономию электроэнергии примерно в 19%. А если устаревший двигатель заменить на электропривод с максимальным КПД, экономия будет очень существенной.
Такие приводы на 7-10% дороже, но при сроке службы в два десятилетия ценовая дельта окупается в течение первых двух лет эксплуатации, а последующие 18 механизм будет “зарабатывать”.
Повышение эффективности одного электродвигателя всего на 2% в масштабе завода при мощности, скажем, в 1МВт, приведет к снижению затрат в размере около 10 тыс. евро в год (при цене 1кВт-ч в 2 грн.). А установленная мощность электродвигателей на каждом предприятии в нашей стране – десятки и сотни мегаватт.
Некоторые наши клиенты, например, Полтавский горно-обогатительный комбинат (около 50 высоковольтных и 1 тыс. низковольтных приводов), уже выступили с инициативой заменить весь парк на двигатели класса IE3 в течение нескольких лет.
Шахтоуправление “Покровское” уже установило вентиляторы главного проветривания с регулированием производительности посредством высоковольтного преобразователя частоты Siemens. Это позволит не только гибко менять количество подаваемого в шахту воздуха, но и существенно оптимизировать энергопотребление. Окупаемость установки преобразователей частоты составляет приблизительно 2 года.
Пройдет совсем немного времени, и за ними потянутся представители других отраслей. Других вариантов запрыгнуть в последний вагон уходящего в будущее “поезда энергоэффективности” для украинской промышленности – не существует. (Дело/Энергетика Украины и мира)