W chłodnictwie przemysłowym bardzo często spotykam się z porównywaniem zakładów na podstawie rocznego zużycia energii elektrycznej. Problem polega na tym, że sama liczba megawatogodzin niewiele mówi o rzeczywistej efektywności instalacji. Wyobraźmy sobie dwa browary. Jeden zużywa więcej energii od drugiego. Czy oznacza to automatycznie, że jest mniej efektywny? Niekoniecznie. Może po prostu produkuje więcej piwa.
Właśnie dlatego w przemyśle tak istotne są wskaźniki KPI (Key Performance Indicators), które pozwalają odseparować wpływ wolumenu produkcji od rzeczywistej sprawności procesu. W przypadku chłodnictwa w browarnictwie jednym z najczęściej wykorzystywanych wskaźników jest zużycie energii elektrycznej odniesione do ilości wyprodukowanego piwa, wyrażone w kWh/hl. Dopiero taki wskaźnik pozwala na rzetelne porównywanie zakładów różniących się wielkością, stopniem wykorzystania mocy produkcyjnych czy strukturą produkowanego asortymentu.
Trzy browary, trzy zupełnie różne wyniki
Kilka lat temu miałem okazję porównać wskaźniki efektywności energetycznej chłodnictwa w trzech browarach.
Pierwszy z nich posiadał zdolność produkcyjną przekraczającą 1,5 mln hektolitrów piwa rocznie. Instalacja chłodnicza była rozwijana przez wiele lat metodą, którą żartobliwie określam mianem „pączkowania”. Kiedy pojawiała się nowa linia produkcyjna lub nowy obszar wymagający chłodu, dostawiano kolejny agregat freonowy. Po latach funkcjonowania zakład dysponował rozbudowaną, ale mocno rozproszoną strukturą chłodnictwa. Wskaźnik zużycia energii elektrycznej dla chłodnictwa wynosił: 2,82 kWh/hl.
Drugi browar był mniejszy. Produkował mniej niż milion hektolitrów piwa rocznie, ale posiadał centralną maszynownię chłodniczą opartą o amoniak. Chłód był przygotowywany w jednym miejscu i dystrybuowany do odbiorników technologicznych. W tym przypadku wskaźnik wynosił: 1,81 kWh/hl.
Trzeci zakład był największy z całej grupy. Produkcja przekraczała 2 mln hektolitrów rocznie. Zakład posiadał bardzo dobrze zoptymalizowaną maszynownię amoniakalną z zaawansowanym sterowaniem oraz konsekwentnie rozwijaną strategią efektywności energetycznej. Uzyskany wskaźnik wynosił: 1,48 kWh/hl.
Różnica pomiędzy pierwszym i trzecim browarem wynosiła więc aż 1,34 kWh na każdy wyprodukowany hektolitr piwa.
Dlaczego układy scentralizowane mają przewagę?
Oczywiście sama obecność centralnej maszynowni nie gwarantuje sukcesu. Nie jest jednak przypadkiem, że najlepsze wskaźniki obserwuję zazwyczaj właśnie w takich układach. Powód jest stosunkowo prosty. Znacznie łatwiej jest zoptymalizować jeden duży układ niż kilkanaście lub kilkadziesiąt małych agregatów pracujących niezależnie od siebie. W centralnej maszynowni łatwiej wdrożyć sterowanie nadrzędne, optymalizację ciśnienia skraplania i odparowania czy zaawansowane algorytmy zarządzania pracą sprężarek i skraplaczy. Znacznie łatwiejsze staje się również opomiarowanie instalacji i poszukiwanie obszarów generujących największe straty energii. Jeszcze większą przewagę widać przy projektach odzysku ciepła. W dużej maszynowni dysponujemy jednym, skoncentrowanym źródłem energii odpadowej. W układach zdecentralizowanych ciepło rozproszone jest pomiędzy wiele małych urządzeń, co bardzo często eliminuje opłacalność bardziej zaawansowanych inwestycji.
Nie ma rozwiązań idealnych
Byłoby jednak błędem stwierdzenie, że układy centralne są pozbawione wad. Największym zagrożeniem jest brak redundancji. Awaria kluczowego elementu może wpływać na pracę całego zakładu. Dodatkowo budowa centralnej maszynowni wymaga zwykle znacznie większych nakładów inwestycyjnych na początku projektu. Dochodzi również kwestia przesyłu „chłodu”. Długie instalacje glikolowe generują straty i wymagają energii do pompowania medium. Z drugiej strony układy zdecentralizowane są trudniejsze do optymalizacji, trudniejsze do opomiarowania oraz znacznie mniej przyjazne dla projektów odzysku ciepła. Każdy nowy agregat oznacza kolejne urządzenie do monitorowania, serwisowania i analizowania.
Ile kosztuje brak centralnej maszynowni?
Najciekawsze są jednak liczby. Gdyby pierwszy browar osiągnął wskaźnik na poziomie drugiego zakładu, roczne oszczędności energii elektrycznej wyniosłyby około 1,4 mln PLN rocznie. Gdyby udało się osiągnąć poziom trzeciego browaru, oszczędności wzrosłyby do około 1,8 mln PLN rocznie. Co więcej, są w Polsce browary, które osiągają wskaźniki chłodnictwa poniżej 1,3 kWh/hl.
Oczywiście każdy zakład ma swoją specyfikę. Różnią się temperatury procesowe, poziomy odzysku ciepła, wykorzystanie mediów czy sam sposób prowadzenia produkcji. Nie oznacza to jednak, że benchmark nie ma sensu. To właśnie dzięki KPI można bardzo szybko zidentyfikować obszary, które wymagają dalszej analizy.
Na końcu zawsze liczy się koszt wyprodukowania piwa
Branża browarnicza nie znajduje się dziś w łatwym położeniu. Rosną koszty surowców, pracy, logistyki i energii. Jednocześnie jakość produktu pozostaje elementem, którego nie można poświęcić w imię oszczędności. Na zużycie energii mamy jednak wpływ. Dlatego coraz częściej okazuje się, że o przewadze konkurencyjnej nie decyduje kolejna linia produkcyjna czy nowa kampania marketingowa, lecz dobrze zaprojektowana i konsekwentnie optymalizowana infrastruktura techniczna. A chłodnictwo jest jednym z tych obszarów, gdzie różnica pomiędzy dobrym a przeciętnym rozwiązaniem potrafi kosztować miliony złotych rocznie.