إنتل تستخدم الماء الساخن لخفض استخدام الغاز الطبيعي في مصانعها

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

مصنع إنتل الجديد للتصنيع في ليكسليب بأيرلندا، والذي كلف بناؤه 18.5 مليار دولار، مليء بالتقنيات الموجهة للحفاظ على الطاقة والمياه بما في ذلك الإضاءة القابلة للبرمجة بتقنية LED بالكامل ونظام استصلاح وترشيح المياه الذي يمكن أن يوفر 275 مليون جالون سنويًا.

ومع ذلك، فإن إحدى ميزاته غير العادية هي النهج الذي غالبًا ما يتم تجاهله: التقاط الحرارة الناتجة عن المعدات الموجودة في المنشأة وتوجيهها إلى عمليات الإنتاج بدلاً من طردها عبر أبراج التبريد. وقد تم تحقيق ذلك من خلال تركيب مبردات الاسترداد التي تلتقط الحرارة الناتجة عن عمليات التصنيع ذات درجات الحرارة العالية في إنتل وتنقلها في شكل مياه ساخنة إلى أماكن أخرى في المنشأة.

تقدر إنتل تدابير استعادة الحرارة هذه سيسمح لها بتخفيض الغاز الطبيعي الذي يجب أن تشتريه لتشغيل العمليات في موقع Fab 34 بشكل كبير. وسوف يستخدم تسعة أضعاف الطاقة المستردة من تلك التي يتم توليدها بأنواع الوقود الأخرى، حسبما تتوقع الشركة. وقال ريتش رايلي، المهندس الرئيسي في مجموعة تطوير خدمات الشركات في إنتل، إن ما يسمى بـ "الحرارة المهدورة" يمكن استخدامها في مهام مثل التسخين المسبق للمياه فائقة النقاء التي تحتاجها إنتل لتصنيع أشباه الموصلات أو الحفاظ على دفء المباني في الموقع أثناء الطقس البارد.

وقال رايلي: "إذا لم تكن لدينا تلك الحرارة، فسنحتاج إلى المزيد من الغاز لتسهيل عمليات [التدفئة والتهوية وتكييف الهواء]". "هذا انخفاض عام في استهلاك الغاز الطبيعي."

وبمرور الوقت، تهدف خطة إنتل إلى الاعتماد على استعادة الحرارة وغيرها من تدابير كفاءة الطاقة من خلال تحديثها بالمعدات الصناعية، مثل المضخات الحرارية، التي تعمل بالكهرباء.

تشمل أهداف الاستدامة المتعلقة بالطاقة على المدى القريب لشركة إنتل تقليل انبعاثات النطاق 1 و2 بنسبة 10 بالمائة بحلول عام 2030 من خط الأساس لعام 2019 (لقد حققت 4 بالمائة اعتبارًا من السنة المالية 2022)؛ وتوفير ما يصل إلى 4 مليارات كيلووات/ساعة بشكل تراكمي.

مصدر غير مستغل لكفاءة الطاقة

لم تكشف إنتل عن التأثير المحتمل على انبعاثاتها الكربونية التي يمكن أن تحدثها جهود استعادة الحرارة في مصنع فاب 34، ولكن التعديل التحديثي باستخدام مضخات تسخين الماء إلى الماء في مصنع فاب 10 (أيضًا في ليكسليب) سيوفر ما يقدر بنحو 18.3 مليون كيلوواط/ساعة من الكهرباء سنويا. وسوف يقلل من انبعاثات النطاق 1 بنحو 4,760 طنًا متريًا، لكن انبعاثات النطاق 2 ستزيد بنحو 1,627 طنًا متريًا بسبب الكهرباء اللازمة للمضخات الحرارية.

لا تزال الطاقة الصناعية تشكل تحديًا شائكًا لفرق الاستدامة في الشركات: ما يقدر بنحو 20% إلى 25% من الطاقة المستهلكة عالميًا من خلال المصادر الصناعية لا تزال مدعومة في الغالب بالفحم والغاز الطبيعي. وفقا لوكالة الطاقة الدولية.

يمكن أن تصل وفورات تكلفة الطاقة المحتملة لاستخدام الحرارة المهدرة المستردة في العمليات الصناعية أو تطبيقات تدفئة المناطق أو لتوليد الكهرباء إلى 152.5 مليار دولار سنويًا، أي أقل بقليل من نصف قيمة الغاز الطبيعي الذي يستورده الاتحاد الأوروبي في عام 2022. وفقا لتقرير ماكينزي نشرت في نوفمبر. ويقدر التحليل أن إمكانات الحرارة العالمية القابلة للاسترداد لا تقل عن 3,100 تيراواط/ساعة.

وقال كين سومرز، أحد شركاء ماكينزي وأحد مؤلفي التقرير: "من وجهة نظرنا، إذا كنت تريد إزالة الكربون، فإن استعادة الحرارة والحرارة المهدرة هي واحدة من أكثر الوسائل الاقتصادية المتاحة". وقال إن أحد العوائق التي تحول دون اعتماده هو انخفاض أسعار الغاز الطبيعي، لكن التعريفات الجمركية ونقص الإمدادات دفعت الشركات إلى إعادة التفكير في اعتمادها.

إن تقنية المضخات الحرارية الصناعية اللازمة لنقل الحرارة من مكان توليدها إلى المكان المطلوب في عملية الإنتاج تنضج أيضًا. وقالت باتريشيا بروفوت، رئيسة شركة تصنيع معدات الإنتاج الحراري أرمسترونج إنترناشيونال، إن إمكانات الشركات المصنعة للمواد الكيميائية والمنتجات الاستهلاكية والأغذية والأدوية لاستخدام هذا النهج تتزايد كمقدمة لكهربة أنظمة الإنتاج.

وقال بروفوت: "إذا كانت خطتك هي إزالة الكربون بالكامل، فإن خطوتك الأولى هي التخلص من البخار واستخدام الماء الساخن، ومحاولة استعادة أكبر قدر ممكن من تلك المياه وإعادتها إلى النظام".

الدروس المستفادة من تجربة إنتل

وقال تود برادي، نائب الرئيس للشؤون العامة العالمية والرئيس التنفيذي للاستدامة في شركة إنتل، إلى جانب المصنع الأيرلندي، قدمت إنتل أنظمة استرداد الحرارة وإعادة تدويرها في أريزونا وأوهايو وألمانيا، وسيتم أخذ هذا النهج في الاعتبار في كل مصنع جديد تبنيه الشركة. شركة انتل. وقال: "يتطلب الأمر تصميمًا هندسيًا، وفهم مكان توليد الحرارة، وكيف يمكن التقاطها وإعادة توجيهها". "الكثير منها يتعلق بمكان وضع المعدات."

في مصنع أيرلندا، وهو منشأة كبيرة الحجم لرقائق Intel 4 الخاصة بالشركة، أجرى الفريق الهندسي رسم خرائط موسعة لحركة الحرارة لاتخاذ قرارات بشأن عدد المبادلات الحرارية والمبردات المطلوبة لتقليل كمية الأنظمة الحرارية عالية الجودة التي تعمل بالطاقة وقال رايلي عن طريق الغاز الطبيعي.

مصادر منخفضة الدرجةتتراوح درجة حرارتها بين 100 و200 درجة مئوية، ويمكن أن تشمل العادم الناتج عن الغلايات أو ضواغط الهواء أو المجففات. لا تزال إنتل بحاجة إلى الغاز الطبيعي للعمليات ذات درجات الحرارة العالية جدًا.

وقال رايلي إن هناك أسئلة يجب على المهندسين مراعاتها عند تصميم نظام استرداد الحرارة.

هل قام المهندسون بـ "تحليل قرصة" لجميع المواسم؟ تدرس هذه التقييمات تدفق الحرارة خلال عملية صناعية وتستخدم لتحديد الحد الأدنى من استهلاك الطاقة المطلوب لإنجاز المهمة. عادة ما تكون هناك مقاييس مختلفة لأشهر الصيف والشتاء.
هل سيتم توليد حرارة كافية لإحداث فرق؟ ويتطلب ذلك إشراك موردي المعدات ومديري المرافق، المسؤولين عن مكان وضع المعدات في التصميم العام للموقع.
إذا كان الأمر تحديثيًا، فكيف يمكن توجيه الحرارة إلى حيث يمكن استخدامها؟ إذا تم توزيع أنظمة الإنتاج على نطاق واسع، فإن لوجستيات إعادة توجيه الحرارة قد تتطلب نقلها أو تركيب الأنابيب. وإلا فإن الالتقاط قد لا يكون له معنى.
هل سعر الطاقة في المنطقة يبرر الاستثمار؟ الجواب يمكن أن يؤدي إلى نجاح أو كسر العائد على الاستثمار. وفي المناطق التي ترتفع فيها أسعار الغاز الطبيعي، سيكون العائد على هذه الاستثمارات أقصر.

لقد استغرق الأمر من شركة إنتل عدة سنوات لتحسين عمليتها، ولكن الآن يعتبر استرداد الحرارة جزءًا من كل مشروع إنتاج مصنع، كما قال رايلي: "الأمر معقد جدًا، لكنه الآن أصبح روتينيًا".