quản lý và sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu trong công nghiệp hóa chất việt nam

Việc đo kiểm chính xác luôn được đòi hỏi trong cả hai trường hợp: kiểm toán năng lượng và điều khiển tối ưu việc sử dụng năng lượng trong quá trình vận hành thông thường của nhà máy; -

qu¶n lý vµ sö dông n¨ng l−îng tiÕt kiÖm, hiÖu Trong c«ng nghiÖp hãa chÊt viÖt nam

PGS.TS Ph¹m Hoµng L−¬ng ViÖn tiªn tiÕn Khoa häc vµ C«ng nghÖ Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Ban Kü thuËt, Tæng C«ng ty Hãa chÊt ViÖt Nam

Hµ Néi, th¸ng 1-2009

CHƯƠNG 1

mô hình Quản lý năng lượng trong công nghiệp

1.1 Khái niệm quản lý năng lượng

Quản lý năng lượng (QLNL) là một hoạt động có tổ chức, được thiết kế theo một cấu trúc hợp lý nhằm hướng tới việc sử dụng năng lượng hiệu quả hơn mà không làm giảm năng suất lao động hoặc ảnh hưởng đến các tiêu chí môi trường và an toàn lao động Nguyên tắc mấu chốt của công tác quản lý năng lượng là hiệu quả kinh tế

(cost effectiveness): sử dụng năng lượng hiệu quả chỉ có thể được thực hiện trong

khuôn khổ khi các hoạt động này được đánh giá theo góc độ thương phẩm và tài chính thông thường, giống như các hoạt động đầu tư khác Do vậy quản lý năng lượng đòi hỏi phải được đánh giá khả thi về cả kỹ thuật lẫn kinh tế

Việc xác định chính xác và thực hiện thành công một chương trình quản lý năng lượng trong công nghiệp đòi hỏi phải có một khuôn khổ hợp lý để nhận dạng và

đánh giá các cơ hội tiết kiệm năng lượng Năng lượng sẽ không thể được tiết kiệm chừng nào ta chưa biết năng lượng được sử dụng ở đâu và được sử dụng như thế nào,

ở tại khâu nào và vào thời điểm nào hiệu suất năng lượng có thể được cải thiện Trong hầu hết các trường hợp, việc xác lập khuôn khổ này đòi hỏi phải tiến hành công tác điều tra đầy đủ và chi tiết các nguồn sử dụng và tổn hao năng lượng Việc

điều tra thăm dò này thường được hiểu là hoạt động kiểm toán năng lượng Tuy nhiên, việc thực hiện kiểm toán năng lượng một cách đơn phương không thể được xem là một chương trình tiết kiệm năng lượng (TKNL) mà phải có một loạt các điều kiện khác cũng được thỏa mãn: Đầu tiên, cần phải có ý thức, nhu cầu và mong muốn TKNL Các đề xuất / dự án TKNL khả thi cần phải được đánh giá tuân theo các chỉ dẫn tài chính Hoạt động cấp vốn cho việc thực hiện các dự án TKNL Cuối cùng, cần phải có sự cam kết của các cấp quản lý nhà máy và nhân viên về tiếp tục thực hiện sử dụng năng lượng hiệu quả khi các dự án kết thúc, bởi vì lợi nhuận kinh tế từ các dự án này có thể sẽ suy giảm rất nhanh chóng nếu công tác quản lý và vận hành thiết bị hợp lý không được duy trì liên tục

Điều quan trọng là cần phải được xác định ngay từ đầu ý nghĩa của công tác quản lý năng lượng trong công nghiệp Mục đích của hoạt động này là nhằm giảm thiểu lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình sản xuất một số lượng sản phẩm hoặc cung cấp một dịch vụ được ấn định từ đầu Tiết kiệm năng lượng không có nghĩa là giảm sản lượng tại đầu ra của một quá trình sản xuất hoặc cắt bỏ những dịch vụ cung

cấp trước đó mà có nghĩa là sử dụng các nguồn năng lượng sẵn có một cách hiệu quả hơn

Dưới đây là một vài nguyên lý thường được áp dụng trong công tác quản lý năng lượng trong các doanh nghiệp công nghiệp

- Cần phải kiểm tra, xem xét các phương thức và mức độ sử dụng tất cả các dạng năng lượng, bao gồm cả tính phù hợp / hợp lý của các quá trình được sử dụng, kích

cỡ của nhà máy và các thiết bị Việc kiểm tra này cần phải được thực hiện thật chi tiết và được đánh giá trên cơ sở chi phí năng lượng được sử dụng trong các giai đoạn của một quá trình Đầu tiên, cần tập trung vào những khối tổ máy vận hành sử dụng nhiều năng lượng nhất;

- Đo đạc một cách hệ thống / tổng hợp các dòng năng lượng và vật chất trong phạm vi nhà máy;

- Sử dụng các thiết bị đo kiểm (xách tay hoặc lắp cố định tại nhà máy) được kiểm

định và bảo dưỡng thường xuyên Việc đo kiểm chính xác luôn được đòi hỏi trong cả hai trường hợp: kiểm toán năng lượng và điều khiển tối ưu việc sử dụng năng lượng trong quá trình vận hành thông thường của nhà máy;

- Quan tâm đến việc tận dụng các nguyên vật liệu trong quá trình sản xuất, đặc

biệt là những nguyên vật liệu có hàm lượng năng lượng cao như kim loại, kính, giấy,

nhựa và các vật liệu chịu nhiệt;

- Cố gắng đạt được kết quả của quá trình sản xuất trong khi vẫn giảm thấp năng lượng tiêu thụ tại đầu vào, hoặc cố gắng gia tăng công năng tại đầu ra với một mức năng lượng tiêu thụ cho trước tại đầu vào

- Thẩm định kỹ lưỡng dự án TKNL tiềm năng để xác định ảnh hưởng của nó tới tiêu thụ năng lượng và khả thi về vận hành trong một quá trình sản xuất Trong trường hợp sử dụng điện, thời gian tiêu thụ điện năng có ảnh hưởng rõ rệt đến giá sản xuất

- Cần kiểm tra thật chi tiết và các cải thiện của nhiều khâu/ thiết bị sản xuất, kể cả

các khâu/ thiết bị nhỏ

1.2 Mô hình QLNL

Cấu trúc của một quá trình QLNL được biểu diễn trên Hình 1

Nhận thức về TKNL Cam kết của l∙nh đạo

Kiểm toán năng lượng sơ bộ Kiểm toán năng lượng chi tiết:

Thực hiện các giải pháp TKNL không chi phí, chi phí thấp

Tiến hành nghiên cứu khả thi các dự

án đầu tư lớn

Theo dõi,

đánh giá

Tài chính

Mua sắm thiết bị

Xây dựng

Chạy thử, nghiệm thu

Đặt các mức

chuẩn mới

(benchmark)

Hình 1 Cấu trúc của một quá trình QLNL

Như đã trình bày ở trên, nhận thức về TKNL có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong công tác quản lý năng lượng Trong hầu hết các xí nghiệp công nghiệp, các nhân viên kỹ thuật và công nhân vận hành thường chỉ quan tâm đến các hệ thống, thiết bị năng lượng do mình quản lý, vận hành có hoạt động hay không (ON-OFF status) để đảm bảo quy trình sản xuất của xí nghiệp mà không biết chính xác

đặc tính vận hành của hệ thống/thiết bị cũng như các chi phí nguyên vật liệu và nhiên liệu cho từng hệ thống/thiết bị đó Thực tế này xuất phát từ 2 nguyên nhân sau

đây

1/ Hiện trạng phân cấp quản lý trong xí nghiệp: Các số liệu về chi phí năng lượng (than, dầu, khí, điện, nước, v.v) thường do bộ phân kế toán - tài vụ của xí nghiệp lưu trữ, và chỉ được thông báo đến cấp lãnh đạo cao nhất của xí nghiệp;

2/ Hiện trạng sản xuất trong xí nghiệp: hầu hết các thiết bị/hệ thống năng lượng (đặc biệt là hệ thống/thiết bị nhiệt) thường không được trang bị đầy đủ các đồng hồ

đo kiểm tại chỗ hoặc các thiết bị đo kiểm này không được kiểm định định kỳ hoặc không hoạt động

Cam kết của lãnh đạo về thực hiện các hoạt động TKNL có thể được cụ thể hóa bằng các bước cụ thể sau đây:

- Lựa chọn và thành lập một tiểu ban tiết kiệm năng lượng tại cơ sở sản xuất và chỉ định một điều phối viên hoặc lãnh đạo của tiểu ban chịu trách nhiệm về chương trình QLNL;

- Xác lập các tiêu chí tiết kiệm năng lượng cho công ty hoặc cho từng phân xưởng sản xuất (ví dụ, cần phải tiết kiệm hàng năm 5% năng lượng sử dụng cho 3-5 năm tới);

- Cam kết tài trợ (nhân lực, tiền) cho chương trình QLNL;

- Thông báo chương trình QLNL trong và ngoài phạm vi nhà máy/xí nghiệp, kêu gọi và tập hợp quần chúng tham gia và thúc đẩy các kết quả thành công của chương trình

Thực tế cho thấy, nếu không có quan tâm tích cực tới công tác QLNL, khó có thể đạt được các lợi nhuận từ các hoạt động TKNL, và việc hỗ trợ tài chính cho các hoạt động trong tương lai là không khả thi

Đào tạo về TKNL đóng vai trò quan trọng đối với hầu hết các xí nghiệp công nghiệp do tại đó các nhân thường không ý thức được chi phí do tổn hao năng lượng Chương trình đào tạo có thể bao trùm các lĩnh vực/nội dung sau đây

1.3 kiểm toán năng lượng

1.3.1 Mục đích của kiểm toán năng lượng

Một quá trình quản lý năng lượng hiệu quả phải được dựa trên các mục tiêu

được thể hiện bằng con số và cần phải nhận dạng một cách chi tiết các hoạt động cần thực hiện để đạt được các mục tiêu đã đề ra Để xây dựng một chương trình QLNL

tại một nhà máy, ban đầu cần thiết phải xác định một cách chính xác các dạng năng lượng và định lượng được chúng trong mỗi một giai đoạn của quá trình sản xuất Cũng cần thiết phải xác lập các thủ tục ghi chép các chỉ số tiêu thụ năng lượng một cách hệ thống và liên tục Thực hiện thu thập số liệu sau đó là phân tích thông tin và nhận dạng các hoạt động TKNL mà nhà máy cần thực hiện Tổ hợp các bước thu thập và phân tích số liệu, xác định các cơ hội TKNL được gọi là kiểm toán năng

lượng (energy audit)

Hoạt động kiểm toán năng lượng tại một xí nghiệp sản xuất là một cơ hội tốt nhằm nâng cao ý thức tiết kiệm năng lượng của các nhân viên và được coi là bước khởi điểm của chương trình đào tạo TKNL được thiết kế một cách chính tắc

1.3.2 Phân loại kiểm toán năng lượng

Như đã nêu ở phần trên, kiểm toán năng lượng có thể chỉ đơn giản là thu thập

số liệu hoặc có thể là một hoạt động kiểm tra, đánh giá chi tiết các số liệu hiện tại cùng với các kết quả thử nghiệm đặc thù được thiết lập để cung cấp các số liệu mới Thời gian cần thiết để thực hiện kiểm toán năng lượng phụ thuộc vào kích cỡ và kiểu loại các hệ thống/ thiết bị đang được sử dụng và vào mục tiêu của công tác kiểm toán

được nhận dạng

KTSB bao gồm 2 phần: 1) điều tra về quản lý năng lượng trong đó kiểm toán viên có nhiệm vụ tìm hiểu các hoạt động quản lý năng lượng hiện hành và các tiêu chuẩn quyết định đầu tư có ảnh hưởng tới các dự án TKNL và, 2) điều tra về kỹ thuật năng lượng

Chuẩn bị và tổ chức kiểm toán

năng lượng

Hình 2 Mô hình kiểm toán năng lượng sơ bộ (KTSB)

Phần kỹ thuật của KTSB sẽ tóm tắt ngắn gọn điều kiện và chế độ vận hành của các thiết bị sử dụng năng lượng chính (lò hơi, hệ thống cung cấp hơi, động cơ điện, ) và hệ thống đo kiểm có liên quan đến hiệu suất năng lượng KTSB sẽ được thực hiện với một số lượng tối thiểu các thiết bị đo cầm tay và kiểm toán viên sẽ dựa vào kinh nghiệm của mình để thu thập các số liệu cần thiết hoặc quan sát để có thể kiểm tra một cách nhanh chóng tình trạng sử dụng năng lượng tại nhà máy KTSB do vậy rất cần thiết để nhận dạng các nguồn tiêu phí năng lượng dễ cảm nhận được đồng thời cho phép đề xuất tức thời các biện pháp đơn giản sẽ được thực hiện nhằm cải thiện hiệu suất năng lượng trong giai đoạn trước mắt/ngắn hạn Ví dụ về các biện pháp dễ nhận dạng là không có hoặc hỏng bảo ôn, rò rỉ hơi hoặc khí nén, hệ thống/thiết bị đo kiểm không làm việc, không có hệ thống/cơ cấu điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu/không khí cháy trong các thiết bị nung đốt KTSB cũng chỉ ra những khiếm khuyết trong công tác thu thập và xử lý số liệu, và những khu vực tại đó công tác quản lý cần phải được tăng cường Kết quả của KTSB là một tập hợp các nhận xét/đề xuất thực hiện các giải pháp trước mắt, có chi phí thấp và thường luôn kèm theo đề xuất về một hoạt động kiểm toán chi tiết và cẩn thận hơn đối với một vài khu vực được lựa chọn của nhà máy

1.3.2.2 Kiểm toán năng lượng chi tiết (KTCT)

Kiểm tra các thiết bị hiện tại Phỏng vấn cán bộ quản lý, Thiết kế, phân phát bảng câu hỏi

công nhân vận hành và thu nhận thông tin

Xử lý số liệu, nhận dạng các khu vực cần KTCT

Thực hiện các đợt đo Phân tích cặn kẽ mọi khía

cụ thể cạnh năng lượng

Cân bằng năng lượng chi tiết

Xây dựng đường cơ sở

Nhận dạng và đề xuất các giải pháp TKNL

đầu tư để thực hiện

Phụ thuộc vào bản chất và tính phức tạp của nhà máy, KTCT có thể mất vài tuần lễ Ngoài việc thu thập các số liệu hiện có của nhà máy, có thể phải sử dụng các thiết bị đo cầm tay để xác định một vài thông số vận hành quan trọng và để trợ giúp cho nhóm kiểm toán trong việc thực hiện các cân bằng năng lượng và vật chất của hầu hết các thiết bị chính có trong nhà máy Các kiểm tra thực tế được thực hiện và các thiết bị đo cần thiết phụ thuộc vào dạng của thiết bị, máy móc được xem xét và

Soạn thảo - trình bày báo cáo tổng kết Lập kế

hoạch thực hiện

nghiên cứu và mục đích, phạm vi, cấp độ tài trợ cho chương trình quản lý năng lượng Các dạng chạy thử (test) được thực hiện trong KTCT bao gồm kiểm tra hiệu suất chạy máy, đo kiểm nhiệt độ và lưu lượng không khí của các thiết bị chính sử dụng nhiên liệu, xác định sự suy giảm của hệ số công suất gây ra bởi các thiết bị

điện được lắp đặt riêng rẽ cũng như kiểm tra các hệ thống sản xuất vận hành trong thực tế

Sau khi nhận được các kết quả kiểm tra, đầu tiên kiểm toán viên sẽ xây dựng các cân bằng năng lượng, vật chất cho mỗi một thiết bị cần kiểm tra, sau đó là cho toàn

bộ nhà máy Với những cân bằng này, kiểm toán viên có thể xác định được mức độ vận hành hiệu quả của từng thiết bị và các khu vực tại đó tồn tại cơ hội giảm tiêu thụ năng lượng Tiếp theo, kiểm toán viên sẽ kiểm tra từng cơ hội một cách chi tiết, xác

định các chi phí và lợi nhuận đối với các giải pháp lựa chọn Trong một vài trường hợp, kiểm toán viên không thể đề xuất một đầu tư cụ thể vì mức độ đầu tư có thể quá lớn và không thể xét hết những rủi ro có liên quan Trong trường hợp này, kiểm toán viên sẽ đề xuất các nghiên cứu khả thi cụ thể (ví dụ thay thế lò hơi, cải tạo buồng

đốt, thay thế hệ thống cung cấp-phân phối hơi, thay đổi quá trình công nghệ, v.v ) KTCT sẽ dừng lại ở điểm này Kết quả cuối cùng của KTCT là một báo cáo chi tiết trình bày các đề xuất cùng với các chi phí lợi nhuận liên quan và hiển nhiên, đồng thời đưa ra chương trình hành động

Khó có thể tổng quát hoá kích cỡ tiềm năng tiết kiệm nếu chỉ thông qua công tác kiểm toán năng lượng Dù sao, việc tiết kiệm bao giờ cũng có tiềm năng đáng kể, dù chỉ từ công tác kiểm toán đơn giản nhất Thông thường, KTSB có thể nhận dạng

được các biện pháp tiết kiệm được 10% tổng năng lượng tiêu thụ chủ yếu thông qua các biện pháp quản lý nội vi trong một nhà máy điển hình, hoặc từ các giải pháp đòi hỏi vốn đầu tư thấp KTCT thường dẫn đến các giải pháp TKNL cho phép tiết kiệm chi phí năng lượng khoảng 20% hoặc hơn nữa trong khuôn khổ trung và dài hạn

1.3.3 Quy trình kiểm toán năng lượng

Quy trình kiểm toán năng lượng được áp dụng thường thay đổi phụ thuộc vào phạm vi của công tác kiểm toán được đề xuất, kích cỡ và kiểu loại của các thiết bị cần kiểm toán Thông thường, công tác kiểm toán được thực hiện theo các bước sau

đây:

Bước 1: Lập kế hoạch cho toàn bộ dự án, bao gồm việc xác lập các mục đích kiểm toán; phân chia nhà máy thành các phòng ban / bộ phận hoạt động hoặc các

trung tâm hạch toán riêng (nếu thấy phù hợp); lựa chọn các thành viên cho đội kiểm toán và giao nhiệm vụ, liệt kê và liên kết / kết nối các thiết bị đo kiểm cần thiết

Bước 2: Thu thập các số liệu cơ bản về sản xuất và tiêu thụ năng lượng từ các phòng ban / trung tâm hạch toán, sử dụng các bảng ghi chép (form, worksheet) chuẩn

Bước 3: Thực hiện các vận hành thử nghiệm để thu thập thêm các thông tin /

số liệu về đặc tính vận hành của các thiết bị chuyên dụng, các phân xưởng riêng Tại một vài cơ sở, cần thiết có thể phải bố trí thêm các điểm lấy mẫu hoặc các vị trí đo

Bước 4: Tính toán cân bằng năng lượng và hiệu suất

Bước 5: Nhận dạng các thủ tục quản lý năng lượng cần được cải thiện, xác

định tiềm năng tiết kiệm nếu thấy phù hợp

Bước 6: Nhận dạng các thủ tục vận hành và bảo dưỡng cần được cải thiện, xác

định tiết kiệm năng lượng có thể nhận được, phân công trách nhiệm cho từng cá nhân

cụ thể để thực hiện các biện pháp có giá trị

Bước 7: Nhận dạng các cải thiện có chi phí nhỏ, xác định chi phí thực hiện, tính toán tiềm năng TKNL, chuẩn bị các bước thực hiện các đầu tư tài chính hấp dẫn (cần phải nhận dạng rõ ai sẽ làm cái gì và khi nào làm)

Bước 8: Nhận dạng các cải thiện có chi phí lớn, xác định chi phí, tính toán tiềm năng TKNL, chuẩn bị các bước thực hịên chi tiết đối với các giải pháp có thời gian hoàn vốn hấp dẫn (như đối với bước 7)

Bước 9: Chuẩn bị báo cáo cho ban quản lý nhà máy, tóm tắt lại những thực tế

và những đề xuất của công tác kiểm toán, bao gồm tất cả các số liệu thu thập được và những thông tin về thủ tục phương pháp được sử dụng trong các mục lục kỹ thuật Báo cáo còn có thể có cả những đề xuất cho các đích / tiêu chí cải thiện hiệu suất năng lượng trên cơ sở các số liệu thu thập được trong quá trình kiểm toán, phân tích

và cần phải nhận dạng một chương trình hành động rõ ràng để thực hiện

Trong việc thực hiện các bước nêu trên, cần lưu ý các điểm dưới đây:

- Việc lập kế hoạch cho dự án về bản chất là xác lập khuôn khổ thực hiện cho các hoạt động kiểm toán năng lượng và không thể xem nhẹ tầm quan trọng của bước này Một điều kiện bắt buộc là các kế hoạch cụ thể phải được chuẩn bị để giao nhiệm

vụ và quy định các yêu cầu và thời gian thực hiện công việc đối với tất cả các cá nhân và các bên liên quan Công tác lập kế hoạch bao gồm:

+ Xác định mục đích và giới hạn phạm vi của công việc (kiểm toán năng lượng có thể là KTSB, KTCT hoặc là công việc kiểm toán định kỳ hàng năm Việc

kiểm toán này có thể được thực hiện nhằm nhận dạng các nguồn phế thải dễ nhận biết hoặc để phân tích các hệ thống cụ thể, hoặc còn có thể được thực hiện để xây dựng các tiêu chuẩn hoặc đề ra các tiêu chí tiết kiệm);

+ Phân chia nhà máy thành các phân xưởng / bộ phận nhỏ (thông thường người ta luôn mong muốn thiết lập một hệ thống tính toán chi phí năng lượng và các tiêu chuẩn năng lượng trên cơ sở các trung tâm tự trả tiền tiêu thụ năng lượng (thường là những bộ phận nhỏ bé nhất của nhà máy như một phân xưởng, một quá trình chế biến, một tòa nhà, v.v ), mà có thể đo đếm được các nguồn năng lượng

đầu vào hữu ích hoặc tiêu phí tại từng bộ phận đó;

+ Giao nhiệm vụ điều tra và phân tích các thành viên của đội kiểm toán nhằm thu thập và phân tích các số liệu thông tin hiện có tại nhà máy, tham quan nhà máy

để thực hiện các thử nghiệm với các thiết bị cầm tay, để tính toán cân bằng năng lượng và hiệu suất, để nhận dạng và phân tích các cơ hội tiết kiệm năng lượng, và để chuẩn bị báo cáo cuối cùng

+ Kiểm toán năng lượng thường đòi hỏi thu thập các số liệu năng lượng khác nhau và các số liệu sản xuất liên quan Mục đích cơ bản của việc thu thập số liệu là

để xác định lượng năng lượng cung cấp cho nhà máy và sau đó năng lượng hữu ích

sẽ được cấp đến đâu Các số liệu cơ sở thường được thu thập là:

+ Sơ đồ khối quy trình sản xuất

+ Tiêu thụ năng lượng theo loại năng lượng, theo phân xưởng, theo các thiết bị chính của máy sản xuất, và theo hộ tiêu thụ cuối cùng (ví dụ chiếu sáng, nhiệt quá trình, v.v )

+ Số liệu về cân bằng vật chất (vật liệu thô, sản phẩm trung gian và cuối cùng, tận dụng các sản phẩm phế thải, sản xuất các sản phẩm phụ để sử dụng lại)

kỹ sư tại nhà máy, cán bộ tài vụ, và những người quản lý vận hành và bảo dưỡng thiết bị sản xuất

- Việc thu thập các số liệu được thực hiện nhờ các biểu mẫu (form) và bảng

câu hỏi chuẩn Các form được sử dụng để thu thập số liệu sẽ phụ thuộc vào bản chất của công tác kiểm toán năng lượng, bản chất của cơ sở công nghiệp, mức độ đo kiểm trong từng phân xưởng, v.v

- Cần đặc biệt lưu ý khi nhà máy tự sản xuất điện năng Khi đó lượng điện năng sản xuất được từ nhà máy cần được phân biệt rõ rệt từ lượng điện năng mua từ lưới

điện (để tránh khả năng tính hai lần năng lượng tiêu thụ)

- Các giá trị vận hành của nhà máy thường được ghi chép hàng tháng Mặc dù hầu hết các phân tích ban đầu có thể dựa trên số liệu hàng năm Cần phải lưu ý đến

sự thay đổi về sử dụng năng lượng theo mùa trên 1 đơn vị sản phẩm đầu ra, hoặc sự thay đổi về năng lượng sử dụng theo lượng sản phẩm đầu ra của nhà máy Cả hai loại phân tích này đều yêu cầu phải thu thập số liệu trên cơ sở hàng tháng, thậm chí hàng tuần, hàng ngày

1.3.4 Biện pháp tiết kiệm năng lượng

Theo quan điểm TKNL có thể phân chia thành 3 loại hình chính:

1.3.4.1 Các biện pháp quản lý nội vi

Đây là những biện pháp được xem là không chi phí hoặc chi phí thấp, cho phép cải thiện hiệu suất vận hành của các quá trình và thiết bị hiện đang sử dụng mà không cần phải đầu tư hoặc đầu tư nhỏ Các biện pháp này thường hiệu quả trong một khoảng thời gian ngắn, nhưng nếu thiếu sự quan tâm tới những biện pháp này (thậm chí là rất đơn giản như theo dõi tiêu thụ năng lượng, điều chỉnh khống chế hợp

lý nhiệt độ vận hành, bảo dưỡng thường xuyên và cải thiện lịch trình vận hành, loại

bỏ các rò rỉ, thất thoát năng lượng, vật liệu, v.v ) có thể dẫn tới tổn hao năng lượng rất lớn

1.3.4.2 Các biện pháp đòi hỏi có đầu tư nhỏ

Đóa là các biện pháp gồm những thay đổi khá đơn giản đối với nhà máy hoặc thiết bị, thông qua đó có thể TKNL trong điều kiện ngắn hạn và trung hạn Ví dụ về các biện pháp thuộc loại này là bảo ôn thích hợp các đường ống, cải thiện các hệ thống đo kiểm và điều khiển, thu hồi nước ngưng, lẵp đặt thêm các thiết bị trao đổi nhiệt, gia nhiệt không khí cháy, cải thiện hệ số phụ tải, sử dụng hệ thống chiếu sáng hiệu suất cao

1.3.4.3 Các biện pháp cần đầu tư lớn

Các biện pháp này bao gồm các hoạt động tạo sự biến đổi đáng kể tại nhà máy (như sử dụng các công nghệ hiệu suất cao, tiên tiến hoặc thay thế lò hơi, thay thế các thiết bị sản xuất, thay đổi quá trình sản xuất trong nhà máy, v.v ) Các biện pháp này cho phép đạt hiệu quả ở trung và dài hạn

Dựa trên các kết quả thu nhận được từ KTSB và KTCT, công tác quản lý năng lượng tại nhà máy cần thiết phải đặt ra các tiêu chí định lượng rõ rệt cho việc cải thiện hiệu suất năng lượng Đây có thể là những thách thức nhưng có thể đạt được hiệu quả Thông thường, các nhân viên của nhà máy có thể tham gia vào quá trình thiết lập các tiêu chí Các tiêu chí này có thể thay đổi theo thời gian Quá trình quan trắc, theo dõi hướng tới tiêu chí mới cần phải được thực hiện thông qua các thủ tục tính toán và báo cáo thường xuyên, định kỳ

Ngay sau khi thực hiện các biện pháp không chi phí hoặc có chi phí thấp, cần phải lưu ý đến các biện pháp đòi hỏi vốn đầu tư Khi cần đầu tư lớn hoặc cần phải kiểm tra một cách chi tiết các điều kiện vận hành trong một khoảng thời gian dài, thông thường phải tiến hành nghiên cứu khả thi

Theo quan điểm QLNL, chúng ta cũng cần phải nhận dạng và tính đến các lợi nhuận có thể đạt được từ việc đầu tư sau khi thực hiện các biện pháp không chi phí hoặc chi phí thấp Ví dụ, lợi nhuận do điều chỉnh tự động hàm lượng ô-xy trong lò phải cao hơn so với chế độ vận hành bằng tay

Bước cuối cùng là theo dõi và đánh giá ảnh hưởng của chương trình TKNL cần phải được thực hiện thông qua hệ thống tính toán năng lượng tại nhà máy Nếu cần thiết, các thủ tục theo dõi, đánh giá có thể phải được điều chỉnh để có thể phân tích tốt hơn ảnh hưởng của một vài biện pháp tiết kiệm nào đó Kết quả nhận được từ chương trình quản lý nội vi và từ các hoạt động đầu tư vốn cần phải được đánh giá

Đối với các dự án đầu tư lớn, thời gian thực hiện hoàn vốn cũng cần phải được so sánh với thời gian hoàn vốn theo tính toán ban đầu Do vậy công tác theo dõi, đánh giá cho phép đánh giá đúng đắn chương trình QLNL và chỉ ra những khu vực cần phải được tiếp tục quan tâm Cuối cùng, việc giám sát sẽ chỉ ra cho các nhà quản lý khi nào thì tiến hành KTSB hoặc KTCT tại một khu vực / bộ phận sản xuất nào đó,

và nhận dạng những cơ hội TKNL hoặc cập nhật các cơ hội đã được nhận dạng từ trước và có thể được thực hiện với hiệu quả kinh tế hiện tại tốt hơn

Một cách vắn tắt, hoạt động theo dõi, đánh giá bao gồm:

• Theo dõi / ghi chép chi phí năng lượng và các số liệu tiêu thụ năng lượng từ một hệ thống tính toán năng lượng;

• Giám sát chi phí và lợi nhuận của các giải pháp đã được thực hiện;

• Giám sát xu hướng ngắn và trung hạn;

• Đánh giá tiến độ của chương trình QLNL so với các tiêu chí đã được đặt ra;

• Đánh giá nhu cầu, đặt lại hoặc xác định các tiêu chí mới;

• Kiểm tra xem chương trình có được tiếp tục thực hiện hoặc đã bắt đầu có dấu hiệu ngừng trệ

Định kỳ, các hoạt động kiểm toán lại được lặp lại, và quá trình nhận dạng các giải pháp tiết kiệm năng lượng và thực hiện giải pháp có hiệu quả được lặp đi lặp lại

Điều này có thể xảy ra định kỳ hàng năm và các tiêu chí TKNL cho một nhà máy có thể được đề xuất / đặt lại cho từng năm

Chương 2

Hiện trạng sử dụng năng lượng và những giải pháp TKNL

trong công nghiệp hóa chất ở nước ta

2.1 Hiện trạng sử dụng năng lượng

Công nghiệp Hóa chất ở nước ta chủ yếu tập trung trong hoạt động sản xuất kinh doanh của Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (VINACHEM) Một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành và sức cạnh tranh của các sản phẩm hóa chất

là chi phí đầu vào dành cho năng lượng và nhiên liệu Việc sử dụng hợp lý và tiết kiệm các nguồn năng lượng sẽ góp phần làm giảm giá thành, tăng sức cạnh tranh, cải thiện chất lượng của sản phẩm và tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp Các Bảng 1, 2

và 3 giới thiệu số liệu về hiện trạng sử dụng năng lượng, nhiên liệu ở một số doanh nghiệp thuộc VINACHEM trong những năm gần đây

Bảng 1 Mức sử dụng than ( tấn) ở một số doanh nghiệp thuộc VINACHEM trong 5 năm gần đây

Năm

2003 2004 2005 2006 2007

1 Cty CP Hóa chất Việt Trì 7.721 9.345 9.826 10.472 11.050

2 Cty CP Ăc quy Tia Sáng 546 435 373 284 219

Cty Phân đạm - Hóa chất Hà

Bắc

- Than cám

- Than cục

258.669129.181

268.985136.495

261.886 125.903

283.742 139.147

306.432 142.379

9 Cty Phân bón Miền Nam 1.071 1.240 1.283 1.226 1.280

Nguồn: Chử Văn Nguyên, 2008

Bảng 2 Mức sử dụng điện ( 103 kWh) cho sản phẩm chính ở một số doanh nghiệp

thuộc VINACHEM trong 5 năm gần đây

Năm

2003 2004 2005 2006 2007

1 Cty Apatit Việt Nam 58.630 43.702 50.340 52.102 66.675

2 Cty CP Pin – Ăcquy Miền

Nam

5.768 5.214 5.285 7.099 6.758

3 Cty CP Ăc quy Tia Sáng 1.599 1.700 1.630 2.072 2.820

4 Cty Phân đạm-Hóa chất

12 Cty CP Cao su Sao Vàng 10.324 11.693 10.603 10.861 16.305

13 Cty CP Cao su Miền Nam 24.389 27.559 28.529 28.452 35.305

18 Cty vật t− XNK Hóa chất 57,5 106,4 78,5 125,4 161

19 Cty Hơi kỹ nghệ que hàn 24.140 28.027 29.704 36.824 41.057

20 Cty Hóa chất cơ bản Miền

Nam

42.982 44.207 47.462 51.204 57.617

21 Cty CP Hóa chất Việt Trì 18.948 22.596 24.024 24.540 25.794

Nguồn: Chử Văn Nguyên, 2008

B¶ng 3 Møc sö dông x¨ng dÇu ë mét sè doanh nghiÖp thuéc VINACHEM trong 5

2.2 Hiện trạng hOạT ĐộNG TKNL TạI VINACHEM

Có thể nói đến nay tại VINACHEM từ lãnh đạo đến từng cán bộ công nhân viên

đều nhận thức được tầm quan trọng và bức xúc của vấn đề TKNL Một số hoạt động TKNL đã được thực hiện tại các đơn vị thành viên của Tổng Công ty ( TCT) và đã thu được kết quả thực tế, bên cạnh đó các doanh nghiệp cũng có một số kinh nghiệm bước đầu

Tuy nhiên thực tế cho thấy ở một số đơn vị các hoạt động TKNL vẫn chưa thực

sự được chú ý đỳng mức Mặt khác tại một số doanh nghiệp đã từng tham gia chương trình TKNL trong các dự án, việc tiếp tục duy trì TKNL và đưa công tác này lên mức cao hơn vẫn rất khó khăn Do vậy TKNL hiện mới được nhiều đơn vị xem như là một dự án chứ chưa phải là một chiến lược cần được thực hiện liên tục cũng như cần được triển khai rộng khắp trong toàn Tổng Cụng ty

Thời gian qua các hoạt động về tiết kiệm năng lượng (TKNL) tại VINACHEM chủ yếu mới chỉ tập trung vào các nội dung sau

2.2.1 Phổ biến thông tin và nâng cao nhận thức

TCT đã cử cán bộ Ban kỹ thuật tham gia các khóa tập huấn về QLNL và sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả do Đại học Bách Khoa Hà Nội tổ chức trong khuôn khổ Chương trình Mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả Sau đó, TCT đã phối hợp với Chương trình TKNL tổ chức hội nghị tập huấn và

sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả tại Đồ Sơn Tham dự Hội nghị là các lãnh

đạo (Giám đốc hoặc phó giám đốc), các trưởng , phó phòng kỹ thuật, (hoặc phòng cơ

điện, phòng kỹ thuật an toàn môi trường) của các doanh nghiệp trong TCT Tham gia phổ biến là một số chuyên gia thuộc Chương trình và các giảng viên của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tại Hội nghị, các học viên đã được cập nhật và hướng dẫn văn bản quy phạm pháp luật liên quan đến hoạt động sử dụng năng lượng; được nghe giới thiệu chương trình mục tiêu quốc gia về TKNL giai đoạn 2006 - 2015 Các doanh nghiệp trong ngành cũng có dịp tìm hiểu quan hệ năng lượng, môi trường và các hoạt động sản

xuất kinh doanh công nghiệp; nghe giới thiệu và phân tích mô hình quản lý năng lượng; những kiến thức chung về kiểm toán năng lượng

Đi vào những vấn đề cụ thể, các học viên đã nghe giới thiệu về các giải pháp TKNL đối với các công nghệ sử dụng và chuyển hóa năng lượng thường có trong công nghiệp hoá chất (bơm, quạt, máy nén, hhệ thống thiết bị điện ) Tại Hội nghị

đã có một số tham luận về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả của một số doanh nghiệp trong TCT và phân tích đặc điểm sản xuất của một số công nghệ sản xuất hoá chất cũng như các cơ hôi áp dụng các giải pháp TKNL được trình bày

2.2.2 Tình hình tham gia Chương trình TKNL của một số doanh nghiệp trong TCT

Với sự trợ giúp của Chương trình TKNL, một số công ty đã có các hoạt động trong khuôn khổ Chương trình như: Công ty CP cao su Sao Vàng, Công ty CP Ăc quy Tia Sáng; Công ty TNHHMTV Phân đạm và HC Hà Bắc Nhiều nhà máy công

ty khác cũng đã đăng ký đề tài áp dụng TKNL trong đơn vị mình

Kết quả đánh giá các hoạt động trên đều đã chỉ ra nhiều cơ hội tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng, vật tư và tài nguyên nưíc còng như giảm chất thải trong sản xuất

Để triển khai chương trình sử dông năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, các doanh nghiệp đã áp dông ba loại hình giải pháp:

1- Các giải pháp ngắn hạn: Cải tiến chế độ QLNL, tổ chức sản xuất hợp lý, cải

tiến quy trình vận hành, thường xuyên sửa chữa nhỏ và bảo dưỡng thiết bị, chuyển thiết bị phụ trợ sang chế độ vận hành kinh tế, chuyển máy biến áp non tải sang chế

độ dự phòng nguội, hoàn thiện bảo ôn đường ống cung cấp nhiệt, vệ sinh làm sạch thiết bị trao đổi nhiệt;

2- Các giải pháp trung hạn: Cải tạo, nâng cấp hoặc đổi mới từng phần các thiết

bị đang làm việc nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng như thay đổi bảo ôn, thu hồi nhiệt, thay thế các bộ phận đã cũ, thay thế các động cơ điện non tải, áp dụng

bộ truyền động điều chỉnh kiểu tần số ở các công trình có phụ tải biến động, v.v ;

3-Các giải pháp dài hạn: Thay đổi sản phẩm, thay đổi nguyên liệu, thay đổi

công nghệ, thay đổi thiết bị theo hướng sử dụng công nghệ cao, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Dưới đây là các ví dụ cụ thể của các hoạt động / dự án TKNL đã được tổ chức thực hiện trong thời gian qua tại một số doanh nghiệp thuộc VINACHEM

- Đầu tư các hệ thống thu hồi khí nguyên liệu và nhiệt trong khí thải góp phần tiết kiệm than và điện

b) Công ty Supe phốt phat và hóa chất Lâm Thao:

- Đầu tư cải tạo các dây chuyền sản xuất axit sunfuric (H2SO4) sang tiếp xúc kép hấp thụ 2 lần nhằm bảo vệ môi trường, tiết kiệm tiêu hao lưu huỳnh;

- Nghiên cứu áp dụng quy trình công nghệ sử dụng quặng apatit tuyển ẩm, không qua sấy để sản xuất supe phôtphat thương phẩm, giảm tiêu hao điện năng và than (giảm 6,89 kg than và 1,35 kWh/tấn supe;

- Đề xuất các giải pháp công nghệ và cải tạo thiết bị để nâng cao độ ẩm phụ gia sau sấy cho sản xuất NPK tại bộ phận sấy phụ gia thuộc XN supe 2 góp phần tăng năng suất, giảm ô nhiễm về bụi, tiết kiệm than cho sấy (giảm 24,3 kg/tấn sản phẩm);

- Lắp đặt nồi hơi nhiệt thừa trong công nghệ sản xuất H2SO4 để phát điện, sản xuất được khoảng 1,4 triệu kWh/tháng

c) Công ty CP Hoá chất Việt Trì

- Lắp đặt các bộ phận hâm nước cho lò hơi, giảm tiêu hao than (giảm 10,8 kg/tấn hơi);

- Lắp thêm tấm đồng dẫn điện từ các máy chỉnh lưu đến thùng điện phân và các thùng với nhau, giảm tiêu hao điện năng (giảm 52,3 kWh/tấn NaOH)

d) Công ty CP Ăc quy Tia Sáng

- Nghiên cứu cải tiến công nghệ hoá thành lá cực, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tiêu hao điện, tăng năng lực sản xuất của thiết bị (tiết kiệm 30 % điện năng và

35 % lượng nước sử dụng trong công nghệ hoá thành lá cực so với trước cải tiến);

- Thay thế lò hơi nước bằng hệ thống lọc nước RO, giảm tiêu hao than từ 700 tấn/năm xuống còn 38 tấn/năm;

- Tuần hoàn tái sử dụng nước làm ngưng tụ hơi nước của máy sấy khí trơ, tiết kiệm 80% lượng nước làm mát ngưng tụ hơi nước trong 2 máy sấy khí trơ;

- Đầu tư đổi mới thiết bị nghiền bột chì của ý thay thế thiết bị của Hàn Quốc, góp phần tiết kiệm được 43,6% lượng điện năng để sản xuất bột chì

2.2.3 Tham dự một số khoá đào tạo nguồn nhân lực và chuẩn bị năng lực

về TKNL

Tổng Cụng ty cũng đó cử nhiều cỏn bộ tham gia cỏc khúa đào tạo, cỏc lớp tập huấn về TKNL do Chương trỡnh TKNL Quốc gia kết hợp với trường Đại học Bỏch Khoa Hà Nội tổ chức để chuẩn bị nhõn lực nũng cốt cho cỏc hoạt động TKNL sẽ được triển khai trong thời gian tới

2.2.4 Triển khai thực hiện một số biện pháp TKNL

Hầu hết các đơn vị thuộc VINACHEM đều có những thay đổi, cải tiến hoặc đổi mới công nghệ nhằm TKNL, tài nguyên nước, vật tư nguyên liệu, giảm thải chất thải

độc hại ra môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm Những thay đổi, cải tiến, đổi mới công nghệ này vẫn được các doanh nghiệp thực hiện thường xuyên trong các kế hoạch KHCN - MT hàng năm của đơn vị Tuy nhiên xét về góc độ TKNL thì các biện pháp đã được áp dụng vẫn chưa thành hệ thống, chưa được triển khai trên cơ sở kiểm toán năng lượng, phân tích các cơ hội áp dụng giải pháp TKNL Do đó có thể nói tại nhiều doanh nghiệp thuéc TCT vẫn còn nhiều cơ hội, và tiềm năng cho việc triển khai các giải pháp TKNL

Tuy nhiên trong những năm qua các hoạt động KHCN – MT, phong trào sáng kiến cải tiến hợp lý hóa sản xuất cùng với việc nâng cao trình độ quản lý tại các

doanh nghiệp đã góp phần là giảm định mức tiêu hao nguyên, nhiên vật liệu của nhiều sản phẩm chính

2.3 Tiết kiệm định mức tiêu hao một số sản phẩm chính

Dưới đây là số liệu tiết kiệm định mức tiêu hao nguyờn, nhiờn vật liệu của một

số sản phẩm chính ở các doanh nghiệp thuộc VINACHEM (Bảng 4)

Bảng 4 Số liệu tiết kiệm định mức tiêu hao năng lượng, nguyên liệu chính của một số sản phẩm

Định mức

TT Định mức nguyên liệu / sản

định mức

Ghi chú

Định mức sản xuất 1 tấn hơi nước tiêu chuẩn

Than cám / Hơi nước kg/tấn 158,43

6

148,709

- 9,727

Điện năng/Hơi nước kWh/tấ

n

15,85 13,29 -2.56

Định mức sản xuất 1 tấn amoniac

/tấn

1425 1345 - 80

Định mức sản xuất 1 tấn urê

2 Cty Supe phốtphat Lâm

Thao