Intel gebruikt heet water om het aardgasverbruik in zijn fabrieken terug te dringen

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Intel's nieuwe fabriek in Leixlip, Ierland, die 18.5 miljard dollar kostte om te bouwen, staat vol met technologieën die worden aangeprezen voor het besparen van energie en water, waaronder programmeerbare, volledig LED-verlichting en een waterterugwinnings- en filtersysteem dat 275 miljoen liter per jaar zou kunnen besparen.

Een van de meer ongebruikelijke kenmerken is echter een aanpak die vaak over het hoofd wordt gezien: het opvangen van warmte die wordt gegenereerd door apparatuur in de faciliteit en deze naar productieprocessen leiden in plaats van deze via koeltorens te verdrijven. Dit werd bereikt door de installatie van terugwinningskoelers die de warmte opvangen die wordt gegenereerd door Intel's productieprocessen op hoge temperatuur en deze in de vorm van verwarmd water naar andere plaatsen in de fabriek leiden.

Intel schat deze warmteterugwinningsmaatregelen in zal het bedrijf in staat stellen de hoeveelheid aardgas die het moet kopen om de activiteiten op de locatie Fab 34 uit te voeren aanzienlijk te verminderen. Het zal negen keer zoveel teruggewonnen energie gebruiken dan wat er door andere brandstoffen wordt opgewekt, verwacht het bedrijf. Die zogenaamde “afvalwarmte” kan worden gebruikt voor taken zoals het voorverwarmen van het ultrazuivere water dat Intel nodig heeft voor de productie van halfgeleiders of het warm houden van gebouwen op de locatie tijdens koeler weer, zegt Rich Riley, hoofdingenieur bij Intel’s ontwikkelingsgroep voor bedrijfsdiensten.

"Als we die warmte niet hadden, zouden we veel meer gas nodig hebben om de [verwarming, ventilatie en airconditioning] activiteiten te vergemakkelijken", zei Riley. “Dit is een algehele vermindering van het aardgasverbruik.”

Het plan van Intel is om in de loop van de tijd voort te bouwen op warmteterugwinning en andere energie-efficiëntiemaatregelen door deze te moderniseren met industriële apparatuur, zoals warmtepompen, die op elektriciteit werken.

Intel's energiegerelateerde duurzaamheidsdoelen voor de korte termijn omvatten onder meer het verminderen van de Scope 1- en 2-emissies met 10 procent in 2030 ten opzichte van de basislijn van 2019 (het bedrijf heeft 4 procent bereikt vanaf het fiscale jaar 2022); en cumulatief tot 4 miljard kilowattuur besparen.

Een onaangeboorde bron van energie-efficiëntie

Intel heeft niet bekendgemaakt welke potentiële impact deze warmteterugwinning bij Fab 34 zou kunnen hebben op de CO10-uitstoot, maar een retrofit met behulp van water-naar-water-warmtepompen in Fab 18.3 (ook in Leixlip) zal naar schatting 1 miljoen kilowattuur besparen. elektriciteit per jaar. Het zal de Scope 4,760-emissies met ongeveer 2 ton verminderen, maar de Scope 1,627-emissies zullen met ongeveer XNUMX ton toenemen vanwege de elektriciteit die nodig is voor de warmtepompen.

Industriële energie blijft een netelige uitdaging voor duurzaamheidsteams van bedrijven: naar schatting 20 tot 25 procent van de energie die wereldwijd door industriële bronnen wordt verbruikt, wordt nog steeds voornamelijk aangedreven door steenkool en aardgas. volgens het Internationaal Energieagentschap.

De potentiële besparingen op de energiekosten door het gebruik van teruggewonnen restwarmte voor industriële processen, stadsverwarmingstoepassingen of het opwekken van elektriciteit kunnen oplopen tot 152.5 miljard dollar per jaar, iets minder dan de helft van de waarde van het aardgas dat in 2022 door de Europese Unie wordt geïmporteerd. volgens een McKinsey-rapport gepubliceerd in november. De analyse schat dat het mondiale herstelbare warmtepotentieel minstens 3,100 terawattuur bedraagt.

“Als je koolstofarm wilt worden, zijn warmteterugwinning en afvalwarmte naar onze mening een van de meest economische hefbomen die beschikbaar zijn”, zegt Ken Somers, een McKinsey-partner en een van de auteurs van het rapport. Eén belemmering voor adoptie zijn de lage aardgasprijzen geweest, maar tarieven en aanbodtekorten hebben bedrijven ertoe aangezet hun afhankelijkheid te heroverwegen, zei hij.

De industriële warmtepomptechnologie die nodig is om warmte te verplaatsen van de plaats waar deze wordt gegenereerd naar de plaats waar deze nodig is in een productieproces, wordt ook volwassen. Het potentieel voor fabrikanten van chemicaliën, consumentenproducten, voedingsmiddelen en farmaceutische producten om deze aanpak te gebruiken groeit als voorloper van de elektrificatie van productiesystemen, zegt Patricia Provot, president van Armstrong International, fabrikant van thermische productieapparatuur.

“Als het je plan is om volledig koolstofarm te worden, is je eerste stap het afschaffen van stoom en het gebruiken van heet water, en proberen zoveel mogelijk van dat water terug te winnen en terug in het systeem te stoppen”, aldus Provot.

Lessen uit de ervaring van Intel

Naast de fabriek in Ierland heeft Intel warmteterugwinnings- en recirculatiesystemen geïntroduceerd in Arizona, Ohio en Duitsland, en deze aanpak zal worden overwogen voor elke nieuwe fabriek die het bedrijf bouwt, zegt Todd Brady, vice-president van Global Public Affairs en Chief Sustainability Officer bij Intel. "Er is een technisch ontwerp voor nodig, inzicht in waar de warmte wordt gegenereerd, hoe deze kan worden opgevangen en omgeleid", zei hij. “Veel ervan heeft te maken met waar de apparatuur wordt geplaatst.”

In de Ierse fabriek, een grote fabriek voor de Intel 4-chips van het bedrijf, heeft het technische team de warmtebeweging uitgebreid in kaart gebracht om beslissingen te kunnen nemen over het aantal warmtewisselaars en koelmachines dat nodig was om de hoeveelheid hoogwaardige warmtesystemen die van stroom worden voorzien tot een minimum te beperken. door aardgas, zei Riley.

Laagwaardige bronnenBij temperaturen tussen 100 en 200 graden Celsius kan het gaan om uitlaatgassen van ketels, luchtcompressoren of drogers. Intel heeft nog steeds aardgas nodig voor processen op zeer hoge temperaturen.

Hier zijn vragen waarmee ingenieurs rekening moeten houden bij het ontwerpen van een warmteterugwinningssysteem, zei Riley.

Laat ingenieurs een “knijpanalyse" voor alle seizoenen? Deze beoordelingen bestuderen de warmtestroom door een industrieel proces en worden gebruikt om het minimale energieverbruik te bepalen dat nodig is om de klus te klaren. Er zijn meestal verschillende statistieken voor de zomer- en wintermaanden.
Zal er voldoende warmte worden gegenereerd om een verschil te maken? Dit vereist het inschakelen van leveranciers van apparatuur en faciliteitsmanagers, die verantwoordelijk zijn voor de plaats van de apparatuur in het algemene ontwerp van de locatie.
Als het om een retrofit gaat, hoe kan de warmte dan naar de plek worden geleid waar deze kan worden gebruikt? Als productiesystemen wijd verspreid zijn, kan de logistiek van het omleiden van de warmte het verplaatsen ervan of het installeren van leidingen vereisen. Anders heeft vastleggen misschien geen zin.
Rechtvaardigt de energieprijs in de regio de investering? Het antwoord zou de return on investment-case kunnen maken of breken. In regio's waar de prijs van aardgas hoog is, zal de terugverdientijd voor deze investeringen korter zijn.

Het kostte Intel een aantal jaren om zijn proces te verfijnen, maar nu wordt warmteterugwinning beschouwd als onderdeel van elk fabrieksproductieproject, zei Riley: "Het is behoorlijk ingewikkeld, maar nu is het routine."