March 28, 2019 | Blog

Snelle winst op duurzaamheid: Monitor je inefficiënte motoren

Sustainability

De druk op de industrie om duurzaam te produceren wordt opgevoerd. In het Klimaatakkoord van Parijs is bepaald dat wereldwijd de uitstoot van CO2 in 2050 met 80 tot 95% moet zijn verminderd ten opzichte van 1990. Grote industriële ondernemingen trekken alles uit de kast om hun CO2 footprint te verkleinen.

Voor Nederlandse bedrijven ligt de lat op korte termijn nog een stukje hoger. Terwijl in Europees verband is afgesproken te streven naar een CO2-reductie van 40% in 2030, zet het Nederlandse Klimaatakkoord in op een 49% lagere uitstoot. Een belangrijk deel van deze gewenste afname komt op het bord van de industrie terecht.

Innovatieve technologieën

Energie-intensieve industrieën zoals de chemie- en staalindustrie zijn op alle vlakken bezig met onderzoeken en pilots om de CO2-uitstoot terug te dringen. Er wordt gezocht naar nieuwe innovatieve technologieën om het verbruik van energie en grondstoffen te verminderen. Met deze projecten zijn, naast tijd, miljoenen en soms miljardeninvesteringen gemoeid.

Zo heeft Tata Steel in IJmuiden een pilot fabriek. Hier wordt door het gebruik van een nieuw innovatief productieproces het energiegebruik stevig gereduceerd. Daarnaast wordt een verminderde CO2-uitstoot van 50% gerealiseerd bij de productie van staal.   

De chemie is druk bezig met pilots op het gebied van CO2-opvang of CO2 als grondstof. Ook wordt gekeken naar groene waterstof en biobrandstoffen. Deze projecten staan grotendeels nog in de kinderschoenen. Het zal voor veel van deze projecten nog jaren duren voordat ze worden toegepast in de praktijk. Resultaat blijft daarom nog even uit. De branchevereniging van de chemische industrie, de VNCI, stelt dat het mogelijk is de chemie in 2050 energieneutraal te laten opereren, maar tekent hierbij aan dat hier grote investeringen mee gemoeid zijn.  

Besparingspotentieel

Verduurzaming hoeft echter niet altijd zeer complex en duur te zijn. Investeren in het besparen van energie leidt meestal direct tot lagere kosten. Binnen de industrie is er nog een groot besparingspotentieel waar vaak aan voorbij wordt gegaan. Elektromotoren, en de systemen die hierdoor worden aangedreven, zijn goed voor circa 70% van het totale industriële elektriciteitsgebruik.

Bij grote industriële ondernemingen staan vaak honderden tot soms wel duizenden elektromotoren opgesteld. Veel bedrijven weten niet hoe efficiënt of inefficiënt die motoren draaien. Hier valt nog veel energie te besparen door het toepassen van slimme sensoren op bestaande installaties en machines. Hiermee kan verspilling van energie voorkomen en niet optimaal functionerende apparatuur worden opgespoord.

Laaghangend fruit

Het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) heeft onderzoek gedaan naar de energie-efficiëntie van elektromotoren en de systemen die hierdoor worden aangedreven. Volgens het onderzoekscentrum kan 20 tot 30% van de elektriciteit bespaard worden door optimalisering van elektromotoren.

Dat zijn cijfers om even bij stil te staan. Er worden miljardeninvesteringen gedaan om in de toekomst klimaatneutraal te kunnen produceren. Dat laat onverlet dat we ook moeten kijken hoe we het huidige energiegebruik nog verder kunnen optimaliseren. Slechts weinig bedrijven ondernemen actie om het elektriciteitsverbruik van elektromotoren terug te dringen. Dat is jammer want hier valt op korte termijn nog veel te winnen.

Monitoring

Alles begint met inzicht. Grote bedrijven weten vaak niet hoe efficiënt hun elektromotoren zijn. Het is met behulp van slimme sensoren, gekoppeld aan kunstmatige intelligentie, relatief eenvoudig in kaart te brengen welke systemen onnodig veel elektriciteit gebruiken. Met gericht onderhoud en het gebruik van energie-efficiënte onderdelen, is de eerste stap gezet om onnodig energieverbruik terug te dringen.  

Wilt u meer weten over de energiebesparing die goede monitoring u kan opleveren? Bekijk onze oplossing, volg ons op LinkedIn of plan een belafspraak.

March 14, 2019 | Blog

Predictief onderhoud als motor voor een circulaire economie

Maintenance, Sustainability

Voorgesteld model van asset management als circulair model.

 

De circulaire economie is steeds prominenter aanwezig in de strategische ambities van de industrie. Een kleinere carbon footprint, minder afval en een laag energieverbruik zijn daarbij belangrijke doelstellingen. En de energie die een bedrijf verbruikt, wordt bij voorkeur lokaal opgewekt.

Hoe ziet een circulaire economie er precies uit?

Een mooi voorbeeld van een circulair model is de papierindustrie. Door de jaren heen is het aandeel gerecycled papier aanhoudend gegroeid als grondstof voor de productie van nieuw papier. Het aandeel oud/gerecycled papier is tegenwoordig veel groter ten opzichte van het aantal gekapte bomen als rechtstreekse grondstof voor nieuw geproduceerd papier.  Producenten zetten dus zelf in op recycling en gaan aan de slag met de gerecyclede materialen in hun eigen productieproces.

Materiaalkeuze

Onderzoek naar het hergebruik van restproducten is een belangrijk aspect van een circulaire economie. Het is eveneens van belang dat de R&D-afdeling de mogelijkheden van nieuwe materialen onderzoekt. De materiaalkeuze – van hergebruik tot nieuwe materiaalsoorten - heeft namelijk een belangrijke impact op de totale levenscyclus.

Energie

De keuze van materialen en de recyclage van afvalstoffen is één aspect om te komen tot een circulair model. Slim energiegebruik is een tweede. Een papierproducent verbetert zijn energieverbruik door middel van een warmtekrachtkoppeling (= WKK – hierbij wordt door een motor op 1 brandstof tegelijkertijd warmte en elektriciteit geproduceerd).  Ook biomassa is een energiebron die steeds meer wordt aangewend . Het wordt nog interessanter als je een naburig bedrijf kan voorzien van een grondstof wat voor jou een afvalstroom is.

In gezonde toestand laten draaien

Er zijn nog twee essentiële onderdelen van een circulaire strategie: een proactieve onderhoudsstrategie en het bestaande machinepark zo lang mogelijk in gezonde toestand laten draaien. Want wat heb je aan een energiezuinig machinepark als de levensduur van de machines veel korter is dan hun potentieel?

Productieprocessen moeten in een circulaire model zo efficiënt mogelijk worden ingericht en het onderhoud aan de machines zo strategisch mogelijk uitgevoerd. In de papierindustrie zijn bijvoorbeeld meerdere productieprocessen in een keten aan elkaar gekoppeld. Treedt een storing op in één onderdeel in het proces van pulp tot papier, dan staat de volledige productielijn stil. De kosten kunnen hierdoor snel hoog oplopen. Ieder uur stilstand zorgt voor productieverlies - wat rechtstreeks omzetverlies betekent.

Onderhoudsvrije lagers niet noodzakelijk beste optie

Betrouwbaarheid is daarom een belangrijke factor bij de keuze van machines en onderdelen. Naast betrouwbare systemen is van primair belang dat de onderdelen makkelijk kunnen worden onderhouden. Een onderhoudsvrij onderdeel is niet noodzakelijk de beste optie. Een voorbeeld:

De onderhoudsvrije lager (deze is niet nasmeerbaar) heeft net zoals elke lager, per definitie een eindige levensduur. Het niet hoeven nasmeren lijkt in eerste instantie een voordeel. Op langere termijn heeft dit voor de circulaire economie alleen maar nadelen: de levensduur is korter, er dienen meer lagers ingezet te worden en dus meer grondstoffen om die te produceren en de kosten dus navenant.De beste keuze is dus vaak een lager met de langste levensduur, ook al betekent dit dat nasmeren noodzakelijk is. Voorwaarde is dat het nasmeren op een betrouwbare en veilige manier kan gebeuren, en ook gebeurt.

Slijtagegevoelige onderdelen monitoren

Ook al kiest een bedrijf de beste langetermijnoplossing, veel roterende onderdelen blijven slijtagegevoelig. De continue verlenging van de levensduur blijft dus een uitdaging.. De oplossing hiervoor een voorspellende onderhoudsstrategie waarbij de conditie van de rotating equipment zo nauwkeurig mogelijk wordt opgevolgd. Dit is mogelijk door een accurate en betrouwbare continue datastroom. Door een automatische analyse en verwerking van deze data kunnen voorspellende onderhoudstaken worden ingericht, wat het onderhoudsproces rond maakt.

In de automatische analyse is machine learning, een vorm van artificial intelligence, nodig. Hoe beter algoritmes zijn, hoe meer de analyse is geautomatiseerd en hoe nauwkeuriger kan worden voorspeld.

Energiestromen in kaart

Energie is een in alle industrieën een belangrijke parameter – en zeker in de staalindustrie. De energiestromen in een staalfabriek zijn gigantisch. Een kleine inefficiëntie kan vaak al worden uitgedrukt in MWh- verlies. Het loont dus de moeite om inefficiënties, hoe klein ze ook zijn, de wereld uit te helpen. De meting van de energieparameters zoals bijvoorbeeld de cos phi is dus een essentieel onderdeel van conditiemonitoring.

Een duidelijk dashboard dat deze energiedata inzichtelijk maakt is een must om de bad actors in energie-efficiënte voor machines en processen op te sporen. Deze kunnen dan herontworpen worden of procesmatig bijgesteld.  Zo zorgt de machine voor een optimale productie.

Recyclebare eindproducten

De grootste uitdaging voor een circulair business model zit in de eindproducten - en het gebruik ervan.  Zo is een gekend massa eindproduct als de auto nog lang niet zo demonteerbaar en recyclebaar als in een goed circulair business model wenselijk is.

Kunstmatige intelligentie (AI) kan hier de data-infrastructuur bouwen die nodig is om een terugkeer-logistiek op te zetten. Dit kan ervoor zorgen dat je bij aankoop al weet welke retourroute ieder onderdeel straks zal afleggen: hergebruik, herfabricage of recyclage. Een circulaire economie ambieert dus een volledig recycleerbaar eindproduct met een zo lang mogelijke levensduur. Zou het niet mooi zijn als je wagen geen 200 duizend maar 1 miljoen kilometer kan afleggen voor hij naar de de-assemblagelijn moet?

Een nieuwe relatie

Tot slot houdt een circulair systeem ook, en vooral, een uitdaging in op vlak van het business model en de relaties tussen leverancier - producent en eindgebruiker. Die auto wordt in dat geval een deelauto - het bezitten van een wagen is immers not done in een circulaire economie.

Semiotic labs biedt met SAM4 een oplossing om zowel de conditie accuraat voorspelt als een overzicht te biedt van de belangrijkste energetische parameters. Meer weten over hoe condition-based maintenance jouw bedrijf duurzamer kan maken? Bekijk onze oplossing, volg Semiotic Labs op LinkedIn of plan een belafspraak.