Intel Is Using Hot Water To Cut Natural Gas Use In Its Factories

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

โรงงานผลิตแห่งใหม่ของ Intel ในเมืองไลซลิป ประเทศไอร์แลนด์ ซึ่งใช้เงินลงทุน 18.5 พันล้านดอลลาร์ในการสร้าง เต็มไปด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับการกล่าวถึงในการอนุรักษ์พลังงานและน้ำ รวมถึงระบบไฟ LED ทั้งหมดที่ตั้งโปรแกรมได้ และระบบการนำน้ำกลับคืนมาและการกรองที่สามารถประหยัดน้ำได้ 275 ล้านแกลลอนต่อปี

อย่างไรก็ตาม หนึ่งในคุณสมบัติที่ผิดปกติมากกว่านั้นคือแนวทางที่มักถูกมองข้าม นั่นคือ การดักจับความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ในโรงงาน และส่งต่อไปยังกระบวนการผลิต แทนที่จะไล่ออกผ่านหอทำความเย็น ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นได้ด้วยการติดตั้งเครื่องทำความเย็นสำหรับการกู้คืนซึ่งจับความร้อนที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการผลิตที่อุณหภูมิสูงของ Intel และส่งผ่านท่อในรูปแบบของน้ำร้อนไปยังสถานที่อื่นๆ ในโรงงาน

Intel ประมาณการมาตรการการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่เหล่านี้ จะช่วยให้สามารถลดก๊าซธรรมชาติที่ต้องซื้อเพื่อดำเนินการที่ไซต์งาน Fab 34 ได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยจะใช้พลังงานที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้มากเป็นเก้าเท่ามากกว่าพลังงานที่เกิดจากเชื้อเพลิงอื่นๆ ตามโครงการของบริษัท สิ่งที่เรียกว่า "ความร้อนเหลือทิ้ง" สามารถใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การอุ่นน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่ Intel ต้องการสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ หรือทำให้อาคารในบริเวณนั้นอบอุ่นในช่วงที่อากาศเย็นลง Rich Riley วิศวกรหลักในกลุ่มพัฒนาบริการองค์กรของ Intel กล่าว

“ถ้าเราไม่มีความร้อนขนาดนั้น เราก็จะต้องมีก๊าซมากขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการดำเนินงาน [การทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ]” ไรลีย์กล่าว “นี่คือการลดการใช้ก๊าซธรรมชาติโดยรวม”

เมื่อเวลาผ่านไป แผนของ Intel คือการสร้างมาตรการการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และมาตรการประหยัดพลังงานอื่นๆ โดยการอัปเดตด้วยอุปกรณ์อุตสาหกรรม เช่น ปั๊มความร้อนที่ทำงานด้วยไฟฟ้า

เป้าหมายความยั่งยืนที่เกี่ยวข้องกับพลังงานในระยะสั้นของ Intel ได้แก่ การลดการปล่อยก๊าซขอบเขต 1 และ 2 ลง 10 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 จากพื้นฐานปี 2019 (บรรลุเป้าหมาย 4 เปอร์เซ็นต์ในปีงบประมาณ 2022) และประหยัดพลังงานสะสมได้ถึง 4 พันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง

แหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพที่ยังไม่ได้ใช้

Intel ไม่ได้เปิดเผยผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อการปล่อยก๊าซคาร์บอน การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ที่ Fab 34 อาจมี แต่การติดตั้งเพิ่มเติมโดยใช้ปั๊มความร้อนจากน้ำสู่น้ำใน Fab 10 (เช่นใน Leixlip) จะช่วยประหยัดพลังงานได้ประมาณ 18.3 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ของไฟฟ้าทุกปี จะลดการปล่อยก๊าซขอบเขต 1 ลงประมาณ 4,760 เมตริกตัน แต่การปล่อยก๊าซขอบเขต 2 จะเพิ่มขึ้นประมาณ 1,627 เมตริกตัน เนื่องจากไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับปั๊มความร้อน

พลังงานอุตสาหกรรมยังคงเป็นความท้าทายที่ยุ่งยากสำหรับทีมงานด้านความยั่งยืนขององค์กร: ประมาณร้อยละ 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั่วโลกที่แหล่งอุตสาหกรรมใช้นั้นยังคงใช้พลังงานเป็นหลักจากถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ ตามที่สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ.

การประหยัดต้นทุนพลังงานที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้ความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่สำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม การใช้งานทำความร้อนแบบเขตพื้นที่ หรือเพื่อผลิตไฟฟ้าอาจสูงถึง 152.5 พันล้านดอลลาร์ต่อปี ซึ่งน้อยกว่ามูลค่าครึ่งหนึ่งของก๊าซธรรมชาติที่นำเข้าโดยสหภาพยุโรปในปี 2022 เล็กน้อย ตามรายงานของ McKinsey เผยแพร่ในเดือนพฤศจิกายน การวิเคราะห์ประเมินศักยภาพความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั่วโลกอยู่ที่อย่างน้อย 3,100 เทราวัตต์-ชั่วโมง

“ในมุมมองของเรา หากคุณต้องการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และความร้อนเหลือทิ้งถือเป็นวิธีการหนึ่งที่ประหยัดที่สุด” Ken Somers หุ้นส่วนของ McKinsey ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เขียนรายงานกล่าว อุปสรรคประการหนึ่งในการนำไปใช้คือราคาก๊าซธรรมชาติที่ต่ำ แต่ภาษีศุลกากรและการขาดแคลนอุปทานทำให้บริษัทต่างๆ คิดใหม่เกี่ยวกับการพึ่งพาอาศัยกัน เขากล่าว

เทคโนโลยีปั๊มความร้อนทางอุตสาหกรรมที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายความร้อนจากจุดที่เกิดไปยังจุดที่จำเป็นในกระบวนการผลิตก็กำลังสุกเช่นกัน แพทริเซีย โพรวอต ประธานบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์การผลิตด้วยความร้อน Armstrong International กล่าวว่า ศักยภาพของผู้ผลิตสารเคมี สินค้าอุปโภคบริโภค อาหาร และยา ที่จะใช้แนวทางนี้กำลังเติบโตขึ้นในฐานะผู้นำของระบบการผลิตที่ใช้ไฟฟ้า

“หากแผนของคุณคือการลดคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ ขั้นตอนแรกของคุณคือกำจัดไอน้ำและใช้น้ำร้อน และพยายามนำน้ำนั้นกลับมาให้ได้มากที่สุดและนำกลับเข้าสู่ระบบ” Provot กล่าว

บทเรียนจากประสบการณ์ของ Intel

นอกเหนือจากโรงงานในไอร์แลนด์แล้ว Intel ยังได้แนะนำระบบการนำความร้อนกลับคืนและการหมุนเวียนในแอริโซนา โอไฮโอ และเยอรมนี และแนวทางนี้จะได้รับการพิจารณาสำหรับโรงงานใหม่ทุกแห่งที่บริษัทสร้างขึ้น Todd Brady รองประธานฝ่ายกิจการสาธารณะทั่วโลกและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายความยั่งยืนของกล่าว อินเทล “ต้องใช้การออกแบบทางวิศวกรรม การทำความเข้าใจว่าความร้อนเกิดขึ้นที่ใด สามารถดักจับและเปลี่ยนเส้นทางได้อย่างไร” เขากล่าว “ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่วางอุปกรณ์”

ในโรงงานผลิตชิป Intel 4 ของบริษัทในไอร์แลนด์ ซึ่งเป็นโรงงานที่มีปริมาณมากสำหรับชิป Intel XNUMX ของบริษัท ทีมวิศวกรได้ทำแผนผังการเคลื่อนที่ของความร้อนอย่างครอบคลุม เพื่อตัดสินใจว่าต้องใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเครื่องทำความเย็นจำนวนเท่าใดเพื่อลดปริมาณของระบบความร้อนคุณภาพสูงที่ขับเคลื่อนด้วย ด้วยก๊าซธรรมชาติ ไรลีย์กล่าว

แหล่งที่มาระดับต่ำที่อุณหภูมิระหว่าง 100 องศาถึง 200 องศาเซลเซียส อาจรวมถึงไอเสียจากหม้อไอน้ำ เครื่องอัดอากาศ หรือเครื่องอบแห้ง Intel ยังคงต้องการก๊าซธรรมชาติสำหรับกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูงมาก

ต่อไปนี้เป็นคำถามที่วิศวกรควรพิจารณาในการออกแบบระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ Riley กล่าว

ให้วิศวกรทำ”การวิเคราะห์หยิก" สำหรับทุกฤดูกาล? การประเมินเหล่านี้ศึกษาการไหลของความร้อนผ่านกระบวนการทางอุตสาหกรรม และใช้เพื่อกำหนดการใช้พลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการทำงานให้สำเร็จ โดยปกติจะมีหน่วยเมตริกที่แตกต่างกันสำหรับเดือนฤดูร้อนและฤดูหนาว
จะมีความร้อนเพียงพอที่จะสร้างความแตกต่างหรือไม่? สิ่งนี้กำหนดให้ซัพพลายเออร์อุปกรณ์และผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกมีส่วนร่วม ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการวางอุปกรณ์ในการออกแบบไซต์โดยรวม
หากเป็นชุดติดตั้งเพิ่มเติม จะสามารถถ่ายเทความร้อนไปยังจุดที่สามารถใช้งานได้ได้อย่างไร? หากระบบการผลิตมีการกระจายอย่างกว้างขวาง โลจิสติกส์ในการเปลี่ยนเส้นทางความร้อนอาจต้องย้ายตำแหน่งหรือติดตั้งท่อ ไม่เช่นนั้นการจับกุมอาจไม่สมเหตุสมผล
ราคาพลังงานในภูมิภาคนี้สมเหตุสมผลกับการลงทุนหรือไม่? คำตอบสามารถสร้างหรือทำลายผลตอบแทนจากการลงทุนได้ ในภูมิภาคที่ราคาก๊าซธรรมชาติสูง การคืนทุนสำหรับการลงทุนเหล่านี้จะสั้นลง

Intel ใช้เวลาหลายปีในการปรับแต่งกระบวนการ แต่ตอนนี้การนำความร้อนกลับคืนมาถือเป็นส่วนหนึ่งของโครงการการผลิตในโรงงานทุกแห่ง Riley กล่าวว่า "มันค่อนข้างซับซ้อน แต่ตอนนี้เป็นเรื่องปกติ"