Intel utilise de l'eau chaude pour réduire la consommation de gaz naturel dans ses usines | GreenBiz

La nouvelle usine de fabrication d'Intel à Leixlip, en Irlande, dont la construction a coûté 18.5 milliards de dollars, regorge de technologies vantées pour économiser l'énergie et l'eau, notamment un éclairage programmable entièrement LED et un système de récupération et de filtration de l'eau qui pourrait économiser 275 millions de gallons par an.

L'une de ses caractéristiques les plus inhabituelles, cependant, est une approche souvent négligée : capter la chaleur générée par les équipements de l'installation et la canaliser vers les processus de production plutôt que de l'expulser à travers des tours de refroidissement. Ceci a été réalisé grâce à l'installation de refroidisseurs de récupération qui capturent la chaleur créée par les processus de fabrication à haute température d'Intel et la canalisent sous forme d'eau chauffée vers d'autres endroits de l'installation.  

Intel estime ces mesures de récupération de chaleur lui permettra de réduire considérablement le gaz naturel qu'elle doit acheter pour faire fonctionner les opérations du site Fab 34. Elle utilisera neuf fois plus d'énergie récupérée que celle générée par d'autres combustibles, prévoit l'entreprise. Cette « chaleur perdue » peut être utilisée pour des tâches telles que le préchauffage de l'eau ultra-pure dont Intel a besoin pour la fabrication de semi-conducteurs ou le maintien au chaud des bâtiments du site par temps plus frais, a déclaré Rich Riley, ingénieur principal du groupe de développement des services d'entreprise d'Intel.

« Si nous n'avions pas cette chaleur, nous aurions besoin d'autant plus de gaz pour faciliter les opérations [de chauffage, de ventilation et de climatisation] », a déclaré Riley. "Il s'agit d'une réduction globale de la consommation de gaz naturel." 

Au fil du temps, le plan d'Intel est de s'appuyer sur la récupération de chaleur et d'autres mesures d'efficacité énergétique en les modernisant avec des équipements industriels, tels que des pompes à chaleur, fonctionnant à l'électricité. 

Les objectifs de durabilité énergétique à court terme d'Intel comprennent la réduction des émissions de scope 1 et 2 de 10 % d'ici 2030 par rapport à une référence de 2019 (l'entreprise a atteint 4 % pour l'exercice 2022) ; et économiser jusqu'à 4 milliards de kilowattheures de manière cumulée. 

Une source inexploitée d’efficacité énergétique

Intel n'a pas divulgué l'impact potentiel sur ses émissions de carbone que pourrait avoir cet effort de récupération de chaleur dans la Fab 34, mais une modernisation utilisant des pompes à chaleur eau-eau dans la Fab 10 (également à Leixlip) permettra d'économiser environ 18.3 millions de kilowattheures. d’électricité par an. Cela réduira les émissions du scope 1 d’environ 4,760 2 tonnes métriques, mais les émissions du scope 1,627 augmenteront d’environ XNUMX XNUMX tonnes métriques en raison de l’électricité nécessaire aux pompes à chaleur.   

L'énergie industrielle reste un défi épineux pour les équipes de développement durable des entreprises : on estime que 20 à 25 % de l'énergie consommée dans le monde par les sources industrielles est encore principalement alimentée par le charbon et le gaz naturel, selon l'Agence internationale de l'énergie.  

Les économies potentielles d'énergie liées à l'utilisation de la chaleur résiduelle récupérée pour des processus industriels, des applications de chauffage urbain ou pour produire de l'électricité pourraient atteindre jusqu'à 152.5 milliards de dollars par an, soit un peu moins de la moitié de la valeur du gaz naturel importé par l'Union européenne en 2022. selon un rapport McKinsey publié en novembre. L’analyse estime que le potentiel thermique mondial récupérable est d’au moins 3,100 XNUMX térawattheures.

« À notre avis, si vous souhaitez décarboniser, la récupération de chaleur et la chaleur perdue sont l'un des leviers les plus économiques disponibles », a déclaré Ken Somers, partenaire de McKinsey et l'un des auteurs du rapport. L’un des obstacles à l’adoption du gaz naturel est le faible prix du gaz naturel, mais les tarifs et les pénuries d’approvisionnement ont incité les entreprises à repenser leur dépendance, a-t-il déclaré. 

La technologie des pompes à chaleur industrielles, nécessaire pour déplacer la chaleur de l'endroit où elle est générée jusqu'à l'endroit où elle est nécessaire dans un processus de production, arrive également à maturité. Le potentiel pour les fabricants de produits chimiques, de produits de consommation, d'aliments et de produits pharmaceutiques d'utiliser cette approche augmente en prévision de l'électrification des systèmes de production, a déclaré Patricia Provot, présidente du fabricant d'équipements de production thermique Armstrong International. 

"Si votre plan est de décarboniser complètement, votre première étape consiste à vous débarrasser de la vapeur et à utiliser de l'eau chaude, et à essayer de récupérer autant de cette eau que possible et de la remettre dans le système", a déclaré Provot.

Leçons de l'expérience d'Intel

Outre l'usine irlandaise, Intel a introduit des systèmes de récupération de chaleur et de recirculation en Arizona, en Ohio et en Allemagne, et cette approche sera prise en compte pour chaque nouvelle usine construite par l'entreprise, a déclaré Todd Brady, vice-président des affaires publiques mondiales et directeur du développement durable chez Intel. "Cela nécessite une conception technique, une compréhension de l'endroit où la chaleur est générée, de la manière dont elle peut être captée et redirigée", a-t-il déclaré. "Cela dépend en grande partie de l'endroit où l'équipement est placé."

Dans l'usine irlandaise, une installation à grand volume de puces Intel 4 de l'entreprise, l'équipe d'ingénierie a réalisé une cartographie approfondie du mouvement de chaleur pour prendre des décisions sur le nombre d'échangeurs de chaleur et de refroidisseurs nécessaires pour minimiser la quantité de systèmes thermiques de haute qualité alimentés. par le gaz naturel, a déclaré Riley.

Sources de faible qualité, évaluée entre 100 degrés et 200 degrés Celsius, pourrait inclure les gaz d'échappement des chaudières, des compresseurs d'air ou des séchoirs. Intel a toujours besoin de gaz naturel pour ses processus à très haute température.

Voici les questions que les ingénieurs devraient prendre en compte lors de la conception d'un système de récupération de chaleur, a déclaré Riley.

• Les ingénieurs ont-ils fait un "analyse de pincement" pour toutes les saisons ? Ces évaluations étudient le flux de chaleur à travers un processus industriel et sont utilisées pour déterminer la consommation d'énergie minimale requise pour accomplir le travail. Il existe généralement des mesures différentes pour les mois d’été et d’hiver.
• Est-ce que suffisamment de chaleur sera générée pour faire une différence ? Cela nécessite d'impliquer des fournisseurs d'équipement et des gestionnaires d'installations, qui sont responsables de l'emplacement de l'équipement dans la conception globale du site.  
• S’il s’agit d’une rénovation, comment la chaleur peut-elle être acheminée là où elle peut être utilisée ? Si les systèmes de production sont largement répartis, la logistique de réacheminement de la chaleur pourrait nécessiter leur déplacement ou l'installation de canalisations. Sinon, la capture pourrait ne pas avoir de sens.
• Le prix de l’énergie dans la région justifie-t-il l’investissement ? La réponse pourrait faire ou défaire le dossier du retour sur investissement. Dans les régions où le prix du gaz naturel est élevé, le retour sur investissement de ces investissements sera plus court. 

Il a fallu plusieurs années à Intel pour perfectionner son procédé, mais désormais la récupération de chaleur est considérée comme faisant partie de chaque projet de production d'usine, a déclaré Riley : « C'est assez compliqué, mais maintenant c'est une routine. »

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• La source: https://www.greenbiz.com/article/intel-using-hot-water-cut-natural-gas-use-its-factories