Intel bruker varmt vann for å redusere bruken av naturgass i sine fabrikker

Publisert av Platon

Følgere: 0

Intels nye produksjonsanlegg i Leixlip, Irland, som koster 18.5 milliarder dollar å bygge, er fylt med teknologier som er utpekt for å spare energi og vann, inkludert programmerbar LED-belysning og et vanngjenvinnings- og filtreringssystem som kan spare 275 millioner gallons i året.

En av dens mer uvanlige funksjoner er imidlertid en tilnærming som ofte blir oversett: fange opp varme generert av utstyr i anlegget og kanalisere den inn i produksjonsprosesser i stedet for å drive den ut gjennom kjøletårn. Dette ble oppnådd ved installasjon av gjenvinningskjølere som fanger opp varme skapt av Intels produksjonsprosesser med høy temperatur og leder den i form av oppvarmet vann til andre steder ved anlegget.

Intel anslår disse varmegjenvinningstiltakene vil tillate den å betydelig kutte naturgassen den må kjøpe for å drive driften på stedet, Fab 34. Den vil bruke ni ganger så mye utvunnet energi enn det som genereres av annet brensel, anslår selskapet. Den såkalte "spillvarmen" kan brukes til oppgaver som å forvarme det ultrarene vannet Intel trenger for halvlederproduksjon eller å holde bygninger på stedet varme under kjøligere vær, sa Rich Riley, hovedingeniør i Intels utviklingsgruppe for bedriftstjenester.

"Hvis vi ikke hadde den varmen, ville vi trenge så mye mer gass for å lette operasjonene [oppvarming, ventilasjon og air-conditioning]," sa Riley. "Dette er en generell reduksjon av naturgassforbruket."

Over tid er planen til Intel å bygge på varmegjenvinning og andre energieffektiviseringstiltak ved å oppdatere dem med industrielt utstyr, som varmepumper, som går på elektrisitet.

Intels kortsiktige energirelaterte bærekraftsmål inkluderer å redusere Scope 1 og 2-utslipp med 10 prosent innen 2030 fra en 2019-grunnlinje (den har oppnådd 4 prosent fra og med regnskapsåret 2022); og sparer opptil 4 milliarder kilowattimer kumulativt.

En uutnyttet kilde til energieffektivitet

Intel har ikke avslørt den potensielle innvirkningen på sine karbonutslipp denne varmegjenvinningen ved Fab 34-innsatsen kan ha, men en ettermontering med vann-til-vann varmepumper i Fab 10 (også i Leixlip) vil spare anslagsvis 18.3 millioner kilowattimer av elektrisitet årlig. Det vil redusere Scope 1-utslippene med ca. 4,760 tonn, men Scope 2-utslippene vil øke med ca. 1,627 metriske tonn på grunn av elektrisiteten som trengs til varmepumpene.

Industriell energi er fortsatt en vanskelig utfordring for bedriftens bærekraftlag: Anslagsvis 20 til 25 prosent av energien som forbrukes globalt av industrielle kilder er fortsatt hovedsakelig drevet av kull og naturgass, ifølge det internasjonale energibyrået.

De potensielle energikostnadsbesparelsene ved å bruke gjenvunnet spillvarme til industrielle prosesser, fjernvarmeapplikasjoner eller til å generere elektrisitet kan nå opp til 152.5 milliarder dollar årlig, litt mindre enn halvparten av verdien av naturgassen importert av EU i 2022, ifølge en McKinsey-rapport publisert i november. Analysen anslår at det globale utvinnbare varmepotensialet er minst 3,100 terawatt-timer.

"Etter vårt syn, hvis du ønsker å dekarbonisere, er varmegjenvinning og spillvarme en av de mest økonomiske spakene som er tilgjengelig," sa Ken Somers, en McKinsey-partner som var en av rapportens forfattere. En barriere for adopsjon har vært lave naturgasspriser, men tariffer og forsyningsmangel har fått selskaper til å revurdere avhengigheten sin, sa han.

Den industrielle varmepumpeteknologien som trengs for å flytte varme fra der den genereres til der den trengs i en produksjonsprosess, modnes også. Potensialet for produsenter av kjemikalier, forbrukerprodukter, mat og legemidler til å bruke denne tilnærmingen vokser som en forløper til elektrifisering av produksjonssystemer, sa Patricia Provot, president for produsenten av termisk produksjonsutstyr Armstrong International.

"Hvis planen din er å fullstendig dekarbonisere, er ditt første skritt å kvitte seg med damp og bruke varmt vann, og prøve å gjenvinne så mye av vannet som mulig og sette det tilbake i systemet," sa Provot.

Lærdom fra Intels erfaring

Bortsett fra fabrikken i Irland, har Intel introdusert varmegjenvinnings- og resirkuleringssystemer i Arizona, Ohio og Tyskland, og denne tilnærmingen vil bli vurdert for hver ny fabrikk selskapet bygger, sa Todd Brady, visepresident for global public affairs og sjef for bærekraft ved Intel. "Det krever ingeniørdesign, å forstå hvor varmen genereres, hvordan den kan fanges og omdirigeres," sa han. "Mye av det handler om hvor utstyret er plassert."

I den irske fabrikken, et høyvolumsanlegg for selskapets Intel 4-brikker, utførte ingeniørteamet en omfattende kartlegging av varmebevegelser for å ta beslutninger om hvor mange varmevekslere og kjølere som kreves for å minimere mengden høykvalitets varmesystemer som drives med naturgass, sa Riley.

Lavverdige kilder, vurdert mellom 100 grader og 200 grader Celsius, kan inkludere eksos fra kjeler, luftkompressorer eller tørketromler. Intel trenger fortsatt naturgass for prosesser med svært høye temperaturer.

Her er spørsmål ingeniører bør vurdere når de utformer et varmegjenvinningssystem, sa Riley.

Har ingeniører gjort en "klypeanalyse" for alle årstider? Disse vurderingene studerer varmestrømmen gjennom en industriell prosess og brukes til å bestemme minimumsenergiforbruket som kreves for å få jobben gjort. Det er vanligvis forskjellige beregninger for sommer- og vintermånedene.
Vil det genereres nok varme til å gjøre en forskjell? Dette krever engasjerende utstyrsleverandører og anleggsledere, som er ansvarlige for hvor utstyr plasseres i en overordnet byggeplass.
Hvis det er en ettermontering, hvordan kan varme føres dit den kan brukes? Hvis produksjonssystemer er vidt distribuert, kan logistikken med å omdirigere varmen kreve å flytte dem eller installere rør. Ellers kan det hende at fangst ikke gir mening.
Rettferdiggjør prisen på energi i regionen investeringen? Svaret kan gjøre eller ødelegge avkastningen på investeringen. I regioner hvor prisen på naturgass er høy, vil tilbakebetalingen for disse investeringene være kortere.

Det tok Intel flere år å avgrense prosessen, men nå anses varmegjenvinning som en del av hvert planteproduksjonsprosjekt, sa Riley: "Det er ganske komplisert, men nå er det rutine."