Intel використовує гарячу воду, щоб скоротити використання природного газу на своїх заводах

Перевидано Платоном

читають: 0

Новий виробничий завод Intel у Лейксліпі, Ірландія, будівництво якого коштувало 18.5 мільярдів доларів, рясніє технологіями, рекламованими для збереження енергії та води, включаючи програмоване повністю світлодіодне освітлення та систему регенерації та фільтрації води, яка може заощадити 275 мільйонів галонів на рік.

Однією з його найбільш незвичайних особливостей є підхід, який часто не помічають: уловлювання тепла, виробленого обладнанням на об’єкті, і направлення його у виробничі процеси, а не викидання через градирні. Це було досягнуто завдяки встановленню рекупераційних холодильних установок, які збирають тепло, створене високотемпературними виробничими процесами Intel, і подають його у вигляді нагрітої води в інші місця на підприємстві.

Intel оцінює ці заходи з відновлення тепла дозволить їй значно скоротити споживання природного газу, який він повинен купувати для роботи на заводі Fab 34. За проектами компанії, він використовуватиме в дев’ять разів більше відновленої енергії, ніж виробляється з інших видів палива. Це так зване «відпрацьоване тепло» можна використовувати для таких завдань, як попередній нагрів надчистої води, необхідної Intel для виробництва напівпровідників, або підтримання тепла будівель на місці під час прохолодної погоди, сказав Річ Райлі, головний інженер групи розвитку корпоративних послуг Intel.

«Якби ми не мали цього тепла, нам знадобилося б набагато більше газу для полегшення операцій [опалення, вентиляції та кондиціонування повітря]», — сказав Райлі. «Це загальне скорочення споживання природного газу».

Згодом Intel планує розвинути рекуперацію тепла та інші заходи з енергоефективності, оновивши їх промисловим обладнанням, таким як теплові насоси, які працюють на електроенергії.

Найближчі цілі Intel щодо сталого розвитку, пов’язані з енергетикою, включають скорочення викидів Scope 1 і 2 на 10 відсотків до 2030 року порівняно з базовим рівнем 2019 року (станом на 4 фінансовий рік вона досягла 2022 відсотків); та збереження до 4 мільярдів кіловат-годин сукупно.

Невикористане джерело енергоефективності

Intel не розкриває потенційний вплив на викиди вуглецю, яке може мати ця рекуперація тепла на Fab 34, але модернізація з використанням теплових насосів вода-вода на Fab 10 (також у Leixlip) заощадить приблизно 18.3 мільйона кіловат-годин. електроенергії щорічно. Це зменшить викиди Scope 1 приблизно на 4,760 метричних тонн, але викиди Scope 2 збільшаться приблизно на 1,627 метричних тонн через електроенергію, необхідну для теплових насосів.

Промислова енергетика залишається складним викликом для корпоративних команд з питань сталого розвитку: приблизно 20-25 відсотків енергії, споживаної в усьому світі промисловими джерелами, досі переважно отримують вугілля та природний газ, за даними Міжнародного енергетичного агентства.

Потенційна економія витрат на енергію за рахунок використання утилізованого відпрацьованого тепла для промислових процесів, систем централізованого опалення або для виробництва електроенергії може сягнути до 152.5 мільярдів доларів на рік, що трохи менше половини вартості природного газу, імпортованого Європейським Союзом у 2022 році. згідно зі звітом McKinsey опубліковано в листопаді. За оцінками аналізу, глобальний відновлюваний тепловий потенціал становить щонайменше 3,100 терават-годин.

«На нашу думку, якщо ви хочете провести декарбонізацію, рекуперація тепла та відпрацьоване тепло є одним із найекономічніших доступних важелів», — сказав Кен Сомерс, партнер McKinsey, який був одним із авторів звіту. Однією з перешкод для впровадження були низькі ціни на природний газ, але тарифи та дефіцит поставок спонукали компанії переглянути свою залежність, сказав він.

Технологія промислового теплового насоса, необхідна для переміщення тепла з місця, де воно генерується, до місця, де воно потрібне в процесі виробництва, також розвивається. Потенціал для виробників хімічних речовин, споживчих товарів, продуктів харчування та фармацевтичних препаратів для використання цього підходу зростає як передвісник електрифікації виробничих систем, сказала Патриція Провот, президент виробника теплового виробничого обладнання Armstrong International.

«Якщо ваш план полягає в повній декарбонізації, ваш перший крок — це позбутися пари та використовувати гарячу воду, а також спробувати відновити якомога більше цієї води та повернути її в систему», — сказав Провот.

Уроки з досвіду Intel

Окрім заводу в Ірландії, Intel запровадила системи рекуперації та рециркуляції тепла в Арізоні, Огайо та Німеччині, і цей підхід буде розглянуто для кожного нового заводу, який компанія будує, сказав Тодд Брейді, віце-президент із глобальних зв’язків із громадськістю та головний спеціаліст із сталого розвитку компанії. Intel. «Для цього потрібен інженерний дизайн, розуміння того, де генерується тепло, як його можна вловити та перенаправити», — сказав він. «Багато з них залежить від місця розміщення обладнання».

На фабриці в Ірландії, великому об’єкті для чіпів Intel 4 компанії, команда інженерів виконала розгорнуте картування теплового руху, щоб прийняти рішення про те, скільки теплообмінників і холодильних установок потрібно, щоб мінімізувати кількість високоякісних теплових систем, що живляться. природним газом, сказав Райлі.

Низькоякісні джерела, з номінальною температурою від 100 градусів до 200 градусів за Цельсієм, можуть включати вихлопні гази котлів, повітряних компресорів або сушарок. Intel все ще потребує природного газу для дуже високотемпературних процесів.

Ось питання, які інженери повинні враховувати при проектуванні системи рекуперації тепла, сказав Райлі.

Інженери зробили "щипковий аналіз" для всіх сезонів? Ці оцінки вивчають потік тепла через промисловий процес і використовуються для визначення мінімального споживання енергії, необхідного для виконання роботи. Зазвичай існують різні показники для літніх і зимових місяців.
Чи буде вироблено достатньо тепла, щоб змінити ситуацію? Це вимагає залучення постачальників обладнання та керівників об’єктів, які відповідають за розміщення обладнання в загальному дизайні сайту.
Якщо це модернізація, як можна направляти тепло туди, де його можна використовувати? Якщо виробничі системи широко розповсюджені, логістика перенаправлення тепла може вимагати їх переміщення або встановлення трубопроводів. Інакше захоплення може не мати сенсу.
Чи виправдовує інвестиції ціна на енергоносії в регіоні? Відповідь може зробити або порушити рентабельність інвестицій. У регіонах, де ціна на природний газ висока, окупність цих інвестицій буде меншою.

Intel знадобилося кілька років, щоб удосконалити свій процес, але тепер рекуперація тепла розглядається як частина кожного виробничого проекту, сказав Райлі: «Це досить складно, але тепер це рутина».