Intel использует горячую воду, чтобы сократить использование природного газа на своих заводах

Переиздано Платоном

Читают: 0

Новый завод Intel в Лейкслипе, Ирландия, строительство которого обошлось в 18.5 миллиардов долларов, изобилует технологиями, рекламируемыми для экономии энергии и воды, включая программируемое полностью светодиодное освещение и систему очистки и фильтрации воды, которая может сэкономить 275 миллионов галлонов воды в год.

Однако одной из наиболее необычных особенностей является подход, который часто упускают из виду: улавливание тепла, вырабатываемого оборудованием на предприятии, и направление его в производственные процессы, а не выброс через градирни. Это было достигнуто за счет установки рекуперационных охладителей, которые улавливают тепло, образующееся в результате высокотемпературных производственных процессов Intel, и передают его в виде нагретой воды в другие места на предприятии.

Intel оценивает эти меры по рекуперации тепла Это позволит ей значительно сократить объем природного газа, который необходимо закупать для ведения работ на объекте Fab 34. Он будет использовать в девять раз больше рекуперированной энергии, чем то, что вырабатывается при использовании других видов топлива, прогнозирует компания. Это так называемое «отходящее тепло» можно использовать для таких задач, как предварительный нагрев сверхчистой воды, необходимой Intel для производства полупроводников, или поддержание тепла в зданиях на объекте в прохладную погоду, сказал Рич Райли, главный инженер группы разработки корпоративных услуг Intel.

«Если бы у нас не было этого тепла, нам потребовалось бы гораздо больше газа для облегчения работы [отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха]», - сказал Райли. «Это общее сокращение потребления природного газа».

Со временем план Intel состоит в том, чтобы развивать рекуперацию тепла и другие меры по повышению энергоэффективности, обновляя их промышленным оборудованием, таким как тепловые насосы, работающие на электричестве.

Ближайшие цели Intel в области устойчивого развития, связанные с энергетикой, включают сокращение выбросов категории 1 и 2 на 10 процентов к 2030 году по сравнению с базовым уровнем 2019 года (по состоянию на 4 финансовый год она достигла 2022 процентов); и совокупная экономия до 4 миллиардов киловатт-часов.

Неиспользованный источник энергоэффективности

Intel не раскрыла потенциальное влияние на выбросы углекислого газа, которое может оказать эта попытка рекуперации тепла на Fab 34, но модернизация с использованием тепловых насосов типа «вода-вода» на Fab 10 (также в Лейкслипе) сэкономит примерно 18.3 миллиона киловатт-часов. электроэнергии ежегодно. Это сократит выбросы категории 1 примерно на 4,760 метрических тонн, а выбросы категории 2 увеличатся примерно на 1,627 метрических тонн из-за электроэнергии, необходимой для тепловых насосов.

Промышленная энергетика остается серьезной проблемой для корпоративных групп по устойчивому развитию: по оценкам, от 20 до 25 процентов энергии, потребляемой во всем мире промышленными источниками, по-прежнему производится преимущественно за счет угля и природного газа. по данным Международного энергетического агентства.

Потенциальная экономия затрат на электроэнергию за счет использования рекуперированного отработанного тепла для промышленных процессов, систем централизованного теплоснабжения или производства электроэнергии может достичь 152.5 миллиардов долларов в год, что чуть меньше половины стоимости природного газа, импортированного Европейским Союзом в 2022 году. согласно отчету McKinsey опубликовано в ноябре. По оценкам анализа, глобальный потенциал рекуперации тепла составляет не менее 3,100 тераватт-часов.

«На наш взгляд, если вы хотите добиться декарбонизации, рекуперация тепла и отработанное тепло являются одними из наиболее экономичных доступных рычагов», — сказал Кен Сомерс, партнер McKinsey, который был одним из авторов отчета. По его словам, одним из препятствий на пути внедрения были низкие цены на природный газ, но тарифы и дефицит поставок побудили компании переосмыслить свою зависимость.

Технология промышленных тепловых насосов, необходимая для перемещения тепла от места его генерации туда, где оно необходимо в производственном процессе, также находится на стадии становления. Потенциал использования этого подхода производителями химикатов, потребительских товаров, продуктов питания и фармацевтических препаратов растет как предшественник электрификации производственных систем, сказала Патрисия Провот, президент производителя оборудования для термического производства Armstrong International.

«Если ваш план состоит в полной декарбонизации, ваш первый шаг — избавиться от пара и использовать горячую воду, а также попытаться восстановить как можно больше этой воды и вернуть ее в систему», — сказал Провот.

Уроки опыта Intel

Помимо завода в Ирландии, Intel внедрила системы рекуперации и рециркуляции тепла в Аризоне, Огайо и Германии, и этот подход будет рассматриваться на каждом новом заводе, который строит компания, сказал Тодд Брэйди, вице-президент по глобальным связям с общественностью и директор по устойчивому развитию компании. Интел. «Требуется инженерное проектирование, понимание того, где генерируется тепло, как его можно улавливать и перенаправлять», — сказал он. «Во многом это зависит от того, где размещено оборудование».

На заводе в Ирландии, крупносерийном предприятии по производству чипов Intel 4, команда инженеров выполнила обширное картирование движения тепла, чтобы принять решения о том, сколько теплообменников и охладителей потребуется, чтобы свести к минимуму количество питаемых высококачественных тепловых систем. природным газом, сказал Райли.

Низкосортные источники, рассчитанный на температуру от 100 до 200 градусов Цельсия, может включать выхлопы котлов, воздушных компрессоров или осушителей. Intel по-прежнему нуждается в природном газе для очень высокотемпературных процессов.

«Вот вопросы, которые инженеры должны учитывать при проектировании системы рекуперации тепла», — сказал Райли.

Сделали ли инженеры «пинч-анализ на все времена года? Эти оценки изучают поток тепла в промышленном процессе и используются для определения минимального потребления энергии, необходимого для выполнения работы. Обычно существуют разные показатели для летних и зимних месяцев.
Будет ли произведено достаточно тепла, чтобы изменить ситуацию? Это требует привлечения поставщиков оборудования и менеджеров объектов, которые отвечают за размещение оборудования в общем проекте объекта.
Если это модернизация, как можно направить тепло туда, где его можно использовать? Если производственные системы широко распределены, логистика перенаправления тепла может потребовать их перемещения или установки трубопроводов. В противном случае захват может не иметь смысла.
Оправдывают ли инвестиции цены на энергоносители в регионе? Ответ может повлиять на рентабельность инвестиций. В регионах, где цена на природный газ высока, окупаемость этих инвестиций будет короче.

Intel потребовалось несколько лет, чтобы усовершенствовать свой процесс, но теперь рекуперация тепла рассматривается как часть каждого производственного проекта, говорит Райли: «Это довольно сложно, но теперь это рутина».