Intel folosește apă caldă pentru a reduce consumul de gaz natural în fabricile sale

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Noua fabrică de producție a Intel din Leixlip, Irlanda, care a costat 18.5 miliarde de dolari pentru a construi, este plină de tehnologii promovate pentru conservarea energiei și a apei, inclusiv iluminare programabilă, cu LED-uri și un sistem de recuperare și filtrare a apei care ar putea economisi 275 de milioane de galoane pe an.

Una dintre caracteristicile sale mai neobișnuite, totuși, este o abordare care este adesea trecută cu vederea: captarea căldurii generate de echipamentele din instalație și canalizarea acesteia în procesele de producție, mai degrabă decât expulzarea prin turnuri de răcire. Acest lucru a fost realizat prin instalarea de răcitoare de recuperare care captează căldura creată de procesele de producție la temperatură înaltă ale Intel și o conductează sub formă de apă încălzită în alte locuri din unitate.

Intel estimează aceste măsuri de recuperare a căldurii îi va permite să reducă semnificativ gazul natural pe care trebuie să-l cumpere pentru a desfășura operațiunile de la fața locului, Fab 34. Va folosi de nouă ori mai multă energie recuperată decât cea generată de alți combustibili, proiectează compania. Așa-numita „căldură reziduală” poate fi folosită pentru sarcini precum preîncălzirea apei ultrapure de care Intel are nevoie pentru fabricarea semiconductoarelor sau menținerea caldă a clădirilor de pe amplasament pe vreme mai rece, a declarat Rich Riley, inginer principal în grupul de dezvoltare a serviciilor corporative al Intel.

„Dacă nu am avea această căldură, am avea nevoie de mult mai mult gaz pentru a facilita operațiunile [de încălzire, ventilație și aer condiționat]”, a spus Riley. „Aceasta este o reducere generală a consumului de gaze naturale.”

De-a lungul timpului, planul Intel este să se bazeze pe recuperarea căldurii și pe alte măsuri de eficiență energetică prin actualizarea acestora cu echipamente industriale, cum ar fi pompele de căldură, care funcționează cu energie electrică.

Obiectivele de sustenabilitate energetică pe termen scurt ale Intel includ reducerea emisiilor Scope 1 și 2 cu 10% până în 2030 față de valoarea de referință din 2019 (a atins 4% începând cu anul fiscal 2022); și conservând până la 4 miliarde de kilowați-oră cumulat.

O sursă neexploatată de eficiență energetică

Intel nu a dezvăluit impactul potențial asupra emisiilor sale de carbon pe care acest efort de recuperare a căldurii la Fab 34 l-ar putea avea, dar o modernizare folosind pompe de căldură apă-apă în Fab 10 (tot în Leixlip) va economisi aproximativ 18.3 milioane de kilowați-oră. de energie electrică anual. Va reduce emisiile Scope 1 cu aproximativ 4,760 de tone metrice, dar emisiile Scope 2 vor crește cu aproximativ 1,627 de tone metrice din cauza energiei electrice necesare pompelor de căldură.

Energia industrială rămâne o provocare spinoasă pentru echipele corporative de sustenabilitate: se estimează că 20% până la 25% din energia consumată la nivel global de surse industriale este încă alimentată predominant de cărbune și gaz natural, conform Agenției Internaționale pentru Energie.

Economiile potențiale ale costurilor energetice ale utilizării căldurii reziduale recuperate pentru procese industriale, aplicații de termoficare sau pentru a genera energie electrică ar putea ajunge până la 152.5 miliarde de dolari anual, puțin mai puțin de jumătate din valoarea gazului natural importat de Uniunea Europeană în 2022, conform unui raport McKinsey publicat în noiembrie. Analiza estimează că potențialul global de căldură recuperabil este de cel puțin 3,100 terawatt-oră.

„În opinia noastră, dacă doriți să decarbonizați, recuperarea căldurii și căldura reziduală este una dintre cele mai economice pârghii disponibile”, a spus Ken Somers, partener McKinsey, care a fost unul dintre autorii raportului. Un obstacol în calea adoptării a fost prețul scăzut al gazelor naturale, dar tarifele și lipsa de aprovizionare au determinat companiile să-și regândească dependența, a spus el.

Tehnologia pompei de căldură industrială necesară pentru a transfera căldura de unde este generată până acolo unde este necesară într-un proces de producție este, de asemenea, în curs de maturizare. Potențialul producătorilor de produse chimice, produse de larg consum, alimente și produse farmaceutice de a utiliza această abordare este în creștere ca un precursor al electrificării sistemelor de producție, a declarat Patricia Provot, președintele producătorului de echipamente de producție termică Armstrong International.

„Dacă planul tău este să decarbonezi complet, primul tău pas este să scapi de abur și să folosești apă fierbinte și să încerci să recuperezi cât mai mult posibil din acea apă și să o pui înapoi în sistem”, a spus Provot.

Lecții din experiența Intel

În afară de fabrica din Irlanda, Intel a introdus sisteme de recuperare și recirculare a căldurii în Arizona, Ohio și Germania, iar această abordare va fi luată în considerare pentru fiecare nouă fabrică pe care o construiește compania, a declarat Todd Brady, vicepreședinte pentru afaceri publice globale și director de sustenabilitate la Intel. „Este nevoie de proiectare inginerească, de a înțelege unde este generată căldura, cum poate fi captată și redirecționată”, a spus el. „O mare parte implică locul în care este amplasat echipamentul.”

În fabrica din Irlanda, o instalație de mare volum pentru cipurile Intel 4 ale companiei, echipa de ingineri a efectuat o mapare extinsă a mișcării căldurii pentru a lua decizii cu privire la câte schimbătoare de căldură și răcitoare de căldură erau necesare pentru a minimiza cantitatea de sisteme de căldură de înaltă calitate alimentate. cu gaze naturale, a spus Riley.

Surse de calitate scăzută, evaluat între 100 de grade și 200 de grade Celsius, ar putea include evacuarea de la cazane, compresoare de aer sau uscătoare. Intel încă are nevoie de gaz natural pentru procese la temperaturi foarte ridicate.

Iată întrebările pe care inginerii ar trebui să le ia în considerare la proiectarea unui sistem de recuperare a căldurii, a spus Riley.

Au făcut inginerii un „analiza ciupitului pentru toate anotimpurile? Aceste evaluări studiază fluxul de căldură printr-un proces industrial și sunt utilizate pentru a determina consumul minim de energie necesar pentru a finaliza munca. De obicei, există valori diferite pentru lunile de vară și de iarnă.
Va fi generată suficientă căldură pentru a face diferența? Acest lucru necesită angajarea furnizorilor de echipamente și a managerilor de instalații, care sunt responsabili de locul în care echipamentele sunt amplasate într-un proiect general al șantierului.
Dacă este o modernizare, cum poate fi canalizată căldura către unde poate fi folosită? Dacă sistemele de producție sunt distribuite pe scară largă, logistica redirecționării căldurii ar putea necesita relocarea acestora sau instalarea de conducte. În caz contrar, capturarea ar putea să nu aibă sens.
Prețul energiei din regiune justifică investiția? Răspunsul ar putea face sau distruge rentabilitatea investiției. În regiunile în care prețul gazelor naturale este ridicat, amortizarea acestor investiții va fi mai scurtă.

Intel a avut nevoie de câțiva ani pentru a-și perfecționa procesul, dar acum recuperarea căldurii este considerată ca parte a fiecărui proiect de producție, a spus Riley: „Este destul de complicat, dar acum este o rutină”.