استراتيجيات الحد من استهلاك الطاقة في المتنزهات الصناعية الكبيرة

الصيانة الافتراضية

ويمكن أن تتنبأ خوارزميات التعلم الآلات بفشل المعدات قبل أن تسبب نفايات الطاقة أو وقت التعطل، ويحدد تحليل التأشيرات والرصد الحالي والتصوير الحراري مسائل مثل الارتطام أو سوء الطلاء، ويتخذ إجراء تصحيحي استباقيا، ويبقي المعدات تعمل في ذروة الكفاءة، ويخفض الصيانة الافتراضية الوقت غير المخطط له بنسبة تصل إلى 50 في المائة ويخفض استهلاك الطاقة بنسبة 5 إلى 15 في المائة حسب الصناعة.

تحسين العمليات وتحسين المعدات

والعمليات الصناعية الأساسية داخل صناعة المنتزهات، والتخزين، ومراكز البيانات، والسوقيات، هي أكبر فرص للادخار.

المحركات والمركبات ذات الكفاءة العالية

وتمثل السيارات الكهربائية نحو 70 في المائة من استخدام الكهرباء الصناعية، ويمكن أن تؤدي إعادة استخدام محركات الكفاءة القياسية بأقساط أو محركات IE4/IE5، وتربطها بمركبات متغيرة الترددات، إلى خفض استهلاك الطاقة الحركية بنسبة 20 إلى 30 في المائة، كما أن التركيب السليم أمر بالغ الأهمية؛ وتشغل السيارات التي تعمل بكفاءة أكبر، وتوفر المرافق حوافز للارتقاء بالسيارات.

Waste Heat Recovery

وكثيرا ما تولد العمليات الصناعية حرارة كبيرة من النفايات يمكن استخلاصها وإعادة استخدامها لتدفئة الفضاء، أو مياه غلاف معالج قبل التسخين، أو توليد كهرباء إضافية عن طريق نظم دورة الفرنك العضوي، ويمكن تقاسم تكنولوجيات مثل مبادلات الحرارة، وأجهزة الاقتصاد، ومضخات الحرارة، 60-80 في المائة من حرارة النفايات، أما بالنسبة للمتنزهات التي توجد بها مرافق متاخمة (مثلا محطة تصنيع بجوار مدفئ أو غسيل) فتتم النفايات عن طريق شبكات التدفئة.

إدارة شُعب الإنتاج والسوق

ويؤدي التحول إلى ساعات العمل خارج أوقات الدوام إلى خفض رسوم الطلب ويستفيد من انخفاض معدلات الكهرباء من حيث الوقت، أما بالنسبة للمتنزهات التي تضم مستأجرين متعددين، فإن تنسيق الجدولة يمكن أن يُسرد من الصورة العامة للشحن، مما يتيح تركيب محولات أصغر حجما وأكثر كفاءة، ويخفض رسوم القدرة القصوى من الفائدة، ويمكن لبرامج التخطيط المتقدمة أن تُفضي إلى الحد الأمثل من تسلسل الإنتاج لتقليل ذروت الطاقة إلى أدنى حد.

إدارة الطلب وسرقة القروض

ويمكن للمتنزهات الصناعية أن تشارك بنشاط في برامج الاستجابة للطلبات التي توفرها المرافق أو مشغلي الشبكات، ومن خلال خفض الاستهلاك طوعاً خلال فترات الذروة، أو حتى بيع أجهزة إعادة فتح الطاقة المخزنة، تدر الإيرادات في الوقت الذي تحسن فيه استقرار الشبكة.

استراتيجيات التقاسم الفائق

وتشمل أساليب الحلاقة العامة ما يلي:

• المباني قبل التكدس أو ما قبل التسخين قبل ساعات الذروة
• إيقاف المعدات غير الأساسية أثناء ارتفاع الطلب
• استخدام المولدات الاحتياطية أو تخزين الطاقة للارتقاء إلى ذروتها
• المشاركة في الاستجابة الآلية للطلب عن طريق نظام إدارة المباني

وأفادت اللجنة الاتحادية لتنظيم الطاقة بأن مشاركة الاستجابة للطلب يمكن أن تقلل من حجم الذروة بنسبة ٥-١٠ في المائة في القطاعات الصناعية، مترجمة إلى وفورات كبيرة في التكاليف.

نظم تخزين الطاقة

وتتيح نظم تخزين الطاقة في البطاريات للمتنزهات الصناعية تخزين الطاقة خلال فترات منخفضة السعر (أو من مصادر الطاقة المتجددة في الموقع) والتصريف خلال فترات الذروة، وتعد بطاريات الليثيوم -يون أكثر البطاريات شيوعا، ولكن بطاريات التدفق وتخزين الطاقة الجوية المضغوطة قابلة للتطبيق أيضا بالنسبة للمنشآت الأكبر، كما توفر التخزين الطاقة الاحتياطية، وتحسن نوعية الطاقة الكهربائية، وتتيح للجزيرة في حالة انقطاع الشبكات.

مشاركة الموظفين والتغيير السلوكي

فالتكنولوجيا وحدها ليست كافية، فالناس الذين يعملون في مجال العنصر البشري يعملون في المعدات ويتفاعلون مع البيئة التي يمكن أن تحقق أو تكسر مدخرات الطاقة، كما أن إشراك الموظفين يعزز ثقافة الحفظ ويمكِّنهم من الإسهام بالأفكار.

برامج التدريب والتوعية

ويتعين على العمال فهم أثر أعمالهم وينبغي أن يشمل التدريب ما يلي:

• كيفية إغلاق الآلات بشكل صحيح عندما لا تستخدم
• أهمية إغلاق الأبواب والنوافذ وفتحات المرفأ
• تسربات الإبلاغ، ومعدات التشغيل، واستخدام الطاقة غير العادي
• استخدام الإضاءة الطبيعية بدلا من الأضواء الكهربائية عندما يكون ذلك ممكنا
• فهم مؤشرات الطاقة وكيفية تأثير دورها عليها

فالتأهيل - مثل مسابقات مدخرات الطاقة بين النوبات أو الإدارات - يمكن أن يعزز المشاركة، وتحافظ النشرات الإخبارية المنتظمة ولوحات تداول الطاقة في غرف الاستراحة على الوعي.

خطط الحوافز والاعتراف

وتشجع المكافآت النقدية أو بطاقات الهدايا أو إجازة مدفوعة الأجر للأفكار المنقذة للطاقة المشاركة، وتربط بعض المنتزهات الصناعية جزءا من المكافأة للوفاء بأهداف خفض الطاقة، وتعترف الأفرقة علناً بمكافآت أو مركز بطلة الطاقة تعزز السلوك المرغوب، وتظهر الدراسات أن البرامج السلوكية يمكن أن تقلل استهلاك الطاقة بنسبة 5 إلى 15 في المائة دون إنفاق رأسمالي.

القوام المختلط والقوة

إن الحرارة والطاقة المختلطتين )المعروفة أيضا باسم الجيل المشترك( هما أحد أكثر الطرق كفاءة لتوليد الكهرباء والطاقة الحرارية من مصدر وحيد للوقود، إذ أن نظم تجهيز الصادرات، من خلال تأمين حرارة النفايات التي ستفقد لولا ذلك في توليد الطاقة التقليدية، تحقق الكفاءة الكلية بنسبة ٦٥-٩٠ في المائة، مقارنة بنسبة ٥٠ في المائة بالنسبة للحرارة والكهرباء المنفصلة.

والمتنزهات الصناعية التي لها طلب ثابت على كل من الكهرباء والحرارة (لعمليات التدفئة في الفضاء أو المياه الساخنة) هي مرشحات مثالية ويمكن أن تُزود بالغاز الطبيعي أو الكتلة الإحيائية أو الغاز الحيوي من معالجة النفايات، وتوفر شراكة وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة الموارد اللازمة لإجراء دراسات جدوى وتطوير المشاريع، وتقدم دول كثيرة حوافز وتسمح بتبسيط منشآت المكافحة.

وبالإضافة إلى الكفاءة، تعزز مبادرة " CHP " قدرة الطاقة على التكيف: إذ يمكنها أن تواصل العمل عندما تهبط الشبكة، وتوفر الطاقة الحيوية للمستأجرين، وقد حققت عدة متنزهات صناعية استقلال الطاقة عن طريق الجمع بين برنامج الطاقة المصغرة والمتجددة في الموقع وتخزينها.

السياسات والحوافز وآليات التمويل

وكثيرا ما يتطلب تنفيذ استراتيجيات خفض الطاقة الاستثمار المباشر، ولحسن الحظ، يمكن لمجموعة متنوعة من الأدوات المالية ودعم السياسات أن تعجل عملية الاعتماد.

البرامج الحكومية والائتمانات الضريبية

وفي الولايات المتحدة، وسع قانون تخفيض التضخم الائتمانات الضريبية لكفاءة الطاقة ومتجدداتها، بما في ذلك التخفيض الضريبي في كفاءة الطاقة في المباني التجارية (المادة 179 دال) والائتمانات الضريبية الاستثمارية للشمس والتخزين، وتقدم بلدان كثيرة منح أو قروض منخفضة الفائدة لعمليات مراجعة حسابات الطاقة الصناعية وعمليات إعادة استخدامها.

عقود أداء الطاقة

وفي إطار نموذج شركة خدمات الطاقة، يقوم متعاقد خارجي بتصميمات وتركيبات، وغالبا ما يمول تدابير توفير الطاقة، ويكفل المكتب التنفيذي لشركات الطاقة مستوى معين من الوفورات، ويدفع المنتزهات للمشروع من هذه الوفورات بمرور الوقت، وتستخدم عقود أداء الطاقة على نطاق واسع في الإضاءة بالأشعة الليبرالية، وتحسينات HVAC، ومنشآت كربونية، وهي جذابة بوجه خاص بالنسبة للمتنزهات التي تفتقر إلى رأس المال أو الخبرة.

اتفاقات الإيجارات والمستأجرة الخضراء

وفي المتنزهات الصناعية المتعددة الأطقم، فإن مواءمة الحوافز بين مشغل المنتزه والمستأجرين أمر حاسم، إذ يمكن أن تتطلب شروط الإيجار الخضراء من المستأجرين استخدام معدات فعالة من حيث الطاقة، والسماح بخفض القياسات، وتقاسم بيانات المنافع، وتوفر بعض المنتزهات رسوما منخفضة للإيجار أو الصيانة العامة للمستأجرين الذين يستوفون معايير الاستدامة، وتمنع هذه الهياكل التعاونية مشكلة الحوافز المنتشرة حيث يدفع أحد الأطراف تكاليف رفع مستوى المسكنات، ولكن جني عليه فوائد أخرى.

خاتمة

إن خفض استهلاك الطاقة في المتنزهات الصناعية الكبيرة هو ضرورة ملحة وفرصة قوية، إذ يمكن أن تؤدي إضافة الطاقة المتجددة، والحرارة والطاقة المختلطتين، وخزن الطاقة إلى زيادة تخفيض أو إزالة الاعتماد على الشبكات، والآليات المالية مثل التعاقد على رأس المال، والحوافز الحكومية المحدودة، إلى الحد من استخدام الطاقة بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة على مدى عدة سنوات، كما أن إضافة الطاقة المتجددة، والحرارة والطاقة المشتركة، يمكن أن تزيد من الحد من الاعتماد على الشبكة.

وتمتد الفوائد إلى ما هو أبعد بكثير من فواتير المنافع: تحسين القدرة التنافسية؛ وانخفاض الانبعاثات يلبي الطلبات التنظيمية ومتطلبات العملاء؛ وتعزيز القدرة على التكيف مع انقطاع الكهرباء وتقلب الأسعار؛ والمتنزهات الصناعية التي تؤدي إلى كفاءة الطاقة لن تنقذ المال فحسب بل ستجتذب أيضاً المستأجرين والمستثمرين الذين يتطلعون إلى المستقبل؛ والطريق إلى حد أدنى من الكربون هو الطريق الذي لا يزال قائماً إلى العمل.