รู้หรือไม่ครับว่าความร้อนต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในโรงงานนั้นเป็นความสูญเปล่าที่มากมายเหลือเชื่อ ทั้งที่จริงแล้วความสูญเสียเหล่านั้นสามารถนำกลับมาใช้เป็นพลังงานให้โรงงานของคุณได้อีกครั้งเพื่อลดทั้งรายจ่ายและภาระให้กับโลกนี้
ปัจจุบันพลังงานทางเลือกที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมมีหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นพลังงานจากธรรมชาติ การแปรรูปของเหลือให้เป็นพลังงานหรือพลังงานหมุนเวียนที่หลายคนอาจได้ยินชื่อบ่อยครั้งพักหลังมานี้ สิ่งเหล่านี้ล้วนช่วยในการลดต้นทุนสำหรับโรงงานได้ทั้งสิ้น แต่รู้กันหรือไม่ครับว่าวัน ๆ หนึ่งโรงงานสูญเสียประโยชน์จากความร้อนที่สูญเปล่าไปเท่าไหร่กัน?
เปลี่ยนความร้อนที่เสียเปล่าให้เป็นทุนหมุนเวียนในโรงงาน!
คุณคิดว่าความร้อนที่เกิดขึ้นในโรงงานของคุณมีมูลค่าต้นทุนเท่าไหร่? แล้วความสูญเสียด้านพลังงานที่เกิดขึ้นคิดเป็นสัดส่วนเท่าไหร่ครับ? แล้วคุณแน่ใจได้อย่างไรว่านั่นเป็นความสูญเสียทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากความร้อน ?
ในหนึ่งวันของการผลิตนั้นมีทั้งการปลดปล่อยความร้อน ก๊าซต่าง ๆ รวมไปถึงของเหลือจากกระบวนการผลิตจำนวนมาก สิ่งเหล่านี้ล้วนสามารถแปรรูปนำกลับมาสร้างประโยชน์ใหม่ให้กับโรงงานได้ทั้งสิ้น เชื่อหรือไม่ครับว่าสัดส่วนพลังงานที่เราใช้ไปนั้นคิดเป็น 34% เท่านั้น ในขณะที่ความสูญเสียของพลังงานหรือความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นอยู่ที่ 66%
ความร้อนที่สูญเสียไปนั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มหลัก ได้แก่
- ความสูญเสียจากอุณหภูมิสูง มากกว่า 400 องศาเซลเซียสขึ้นไป
- ความสูญเสียจากอุณหภูมิปานกลาง อยู่ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 100 – 400 องศาเซลเซียส
- ความสูญเสียจากอุณหภูมิต่ำ อยู่ในช่วงอุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียสลงไป
โดยทั่วไปแล้วการสูญเสียความร้นอุณหภูมิสูงมาจากกระบวนการเผาไหม้โดยตรง การสูญเสียความร้อนระดับกลางมักจะมาจากก๊าซที่เหลือจากการเผาไหม้ และความสูญเสียความร้อนอุณหภูมิต่ำมักจะมาจากชิ้นส่วน อุปกรณ์ ผลิตภัณฑ์หรือเครื่องไม้เครื่องมือต่าง ๆ
แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกโรงงานที่จะมีการใช้อุณหภูมิความร้อนที่สูงเสมอไป แต่การใช้ความร้อนในระดับปานกลาง หรือการสร้างก๊าซ ไอร้อนต่าง ๆ เราสามารถพบเห็นได้ทั่วไปในโรงงานหลากหลายประเภท
ยกตัวอย่างโรงงานในกลุ่มอุตสาหกรรมโลหการ ปูนซีเมนต์หรือแก้วนั้นสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่า 800 GWh ต่อปี จัดการกับคาร์บอนไดออกไซด์ได้กว่า 500.000*10³ กิโลกรัม
หนึ่งในเทคโนโลยียอดนิยมในการเปลี่ยนความร้อนกลับมาเป็นพลังงาน คือ Organic Rankine Cycle (ORC) ที่เปลี่ยนความร้อนระดับปานกลางกลับมาเป็นพลังงานได้อีกครั้ง มีการทำงานที่คล้ายคลึงกับเครื่องจักรไอน้ำแต่จะแตกต่างกันตรงที่ใช้ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำมากแทน ลำดับการทำงานเหมือนกระบวนการทำงานตู้เย็นแบบย้อนกลับ
- ความร้อนส่วนเกินจะใช้ในการทำให้ของเหลวเดือดในเครื่องระเหย
- แรงดันจะทำให้ไอระเหยที่เกิดขึ้นกลับไปปั่นมอเตอร์ไฟฟ้า
- ไอระเหยเย็นตัวลงและควบแน่กลับมาเป็นของเหลวที่คอนเดนเซอร์
- ขอเหลวที่เย็นตัวแล้วจะถูกฉีดกลับไปด้วยแรงดันสูงเพื่อป้อนกลับเข้าไปในกระบวนการใหม่อีกครั้ง
นอกจากการใช้เทคโนโลยี ORC แล้วการใช้อุปกรณ์อย่าง Heat Transfer หรืออุปกรณ์ถ่ายโอนความร้อนที่ถูกออกแบบมาให้เปลี่ยนความร้อนกลับมาเป็นพลังงานก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจเช่นกัน โดยข้อมูลจาก Interseasonal Heat Transfer™ จาก ICAX มีจุดเด่นที่น่าสนใจดังนี้
- สามารถลดการปลดปล่อยคาร์บอนได้กว่า 70% หากเปรียบเทียบกับการใช้หม้อไอน้ำในการให้ความร้อน
- สามารถลดการปลดปล่อยคาร์บอนได้มากถึง 80% หากเปรียบเทียบกับการใช้เครื่องปรับอากาศในการทำความเย็น
- ทำให้เกิดแหล่งความร้อนต้นทุนต่ำสำหรับโรงงานในการกักเก็บความร้อน
จะเห็นได้ว่าการสูญเสียพลังงานจากความร้อนไปจนถึงการใช้พลังงานอย่างไม่คุ้มค่ากลายเป็นปัญหาจุดรั่วไหลของต้นทุนจำนวนมหาศาล การวางแผนและปรับเปลี่ยนให้เกิดการใช้พลังงานให้เกิดความคุ้มค่าสูงที่สุดด้วยการลดต้นทุนด้านพลังงาน รวมไปถึงการดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมไปพร้อม ๆ กันได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อความยั่งยืนของธุรกิจและสิ่งแวดล้อม
อ้างอิง:
Icax.co.uk/Industrial_Synergies.html
Haemers-technologies.com/industrial-waste-heat-recovery-systems/
Jase-w.eccj.or.jp/technologies/pdf/factory/F-24.pdf
Inserbia.info/what-is-a-waste-heat-recovery-system/
Energy.gov/eere/amo/articles/waste-heat-recovery-resource-page
Eere.energy.gov/manufacturing/intensiveprocesses/pdfs/waste_heat_recovery.pdf
Epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/waste_heat_to_power_systems.pdf
Researchgate.net/publication/323998937_Heat_recovery_for_electricity_generation_in_industry
Energy.gov/sites/prod/files/2016/12/f34/1675-Waste-Heat-to-Power-103117_compliant.pdf
Energy.gov/sites/prod/files/2017/09/f36/1255-UTRC-080417.pdf
Powermag.com/innovative-technology-captures-energy-from-waste-heat/
Bios-bioenergy.at/en/electricity-from-biomass/orc-process.html
