Efficiënte Elektrische Aandrijfsystemen

Transcriptie

1 Efficiënte Elektrische Aandrijfsystemen IE Motoren Event 20 september 2016 Maarten van Werkhoven TPA adviseurs

2 Inhoud 1. Aandrijvingen als grootste elektriciteitsverbruiker 2. Wat is een efficiënt aandrijfsysteem? 3. Standaarden en richtlijnen 4. Klimaatbeleid en aandrijvingen 5. Hoe: stapsgewijs Maarten van Werkhoven 2

3 IE Motoren Event voorstellen - Maarten van Werkhoven TPA adviseurs mvanwerkhoven@tpabv.nl Energie efficiency, duurzame energie, duurzame ontwikkeling, in processen & gebouwen en beleid Elektromotorsystemen: Kennisnetwerk efficiënte elektrische aandrijvingen #KEEA Programma Green Deal efficiënte elektrische aandrijvingen EMSA, internationaal programma: IEA 4E, electric motor systems annex Maarten van Werkhoven 3

4 Elektriciteitsverbruik Wereld Maarten van Werkhoven 4

5 Energieverbruik industrie Nederland Aandrijvingen, Licht, ICT Elektriciteit 26% Gas, Olie, Kolen 74% 840 PJ, 2014 Warmte, Stoom Bron: McKinsey, 2016 Maarten van Werkhoven 5

6 2/3 Elektriciteit industrie in aandrijfsystemen Aandrijvingen 18% Licht, overige 8% Gas, Olie, Kolen 74% 840 PJ, 2014 Bron: McKinsey, 2016 Maarten van Werkhoven 6

7 Efficient aandrijfsysteem Process Gedreven appl./proces: 5% - 25% VFD, transmissie, pomp: 5% - 25% Motor: 0,1% - 10% Maarten van Werkhoven 7

8 Regeling voor variabele last IE3 of IE4 Geen smoorklep, efficiente transmissie BAT pomp, ventilator, compressor benodigde volumestroon, druk, tijd, etc. Motorsysteem optimalisatie BAT: Best Available Technology 8

9 Motoren: efficiency klassen -> IE4 (95.4) -> IE3 (94.2) -> IE2 (93.1) -> IE1 (91.7) -> Eff3 (90.0) -> Eff4 (88.3) 45 kw Maarten van Werkhoven 9

10 Motor: zolang hij draait is het goed Motoren zijn te te oud Source: C.U. Brunner, R. Werle,

11 Frequentie regelaar voorbeeld pomp, ventilator Smoorklep Frequentieregelaar Maarten van Werkhoven 11

12 Praktijkvoorbeeld pomp Pomp met 76 kw asvermogen, max 300 m³/h Ontwerp: 195 m³/h, h p = 82% Praktijk: 4600 h op 47 m³/h h p = 34% 2700 h op 71 m³/h h p = 47% 800 h op 95 m³/h h p = 57% Jaarverbruik elektra = kwh Bron: R. Waggeveld Maarten van Werkhoven 12

13 Praktijkvoorbeeld pomp FR: juist opvoerhoogte leveren 33% besparing (106 MWh) Investering: 18 k, TVT 1,7 jaar Aandachtspunten: Kabels, Motor hercertificeren voor FR (EX-zone) Nieuwe pomp + motor met FR: Pomp ontworpen voor lager debiet en druk 53% besparing (167 MWh) Investering: 39 k, TVT 2,3 jaar Maarten van Werkhoven 13

14 Aanvullende voordelen FR Verlengt levensduur pomp (waaier/lagers) Verlengt levensduur afdichting (< fluctuaties) Geleidelijke start van het proces Beter regelbaar proces -> op basis TCO optie 2 beste optie Maarten van Werkhoven 14

15 3. Standaarden en Richtlijnen Maarten van Werkhoven 15

16 IEC standards for motor systems Scope Testing Efficiency classification 1 Motor motor IEC ed 2 publ IEC ed 2 publ VFD Motor motor, driven by a VFD IEC ed 2 CDV summer 2016 IEC TS Draft Technical Standard summer VFD VFD Motor Motor VFD Motor + VFD IEC IEC Extended Products IEC VFD Classification/Testing FDIS summer 2016 VFD = variable EMSA London frequency May 2016 drive [Source: EMSA 2016, C.U. Brunner]

17 Motor + FR -> samengesteld rendement: Motor System Efficiency Maarten van Werkhoven 17

18 EU: Richtlijn 640/2009 EU 2015 /17 EU 2012 later later Maarten van Werkhoven 18

19 EU Richtlijn 640/2009 en verder IE2+FR of IE3: 7,5 kw 375 kw IE2+FR of IE3: 0, kw -> mogelijke maatregelen per , nog in besluitvormingsrondes Bandbreedte: van 0,12 kw tot kw 0,12-0,75 kw IE2 IE1 voor FR s ATEX motoren geen IE2+FR meer Maarten van Werkhoven 19

20 EU Richtlijnen aandrijvingen No. 640/2009 Motoren No. 642/2009 Circulatiepompen No. 547/2012 Waterpompen No. 327/2011 Ventilatoren No. 1253/2014 Ventilatie-units (in revisie) (in revisie) (in revisie) Compressoren: in voorbereiding Maarten van Werkhoven 20

21 4. Klimaatbeleid en aandrijvingen Maarten van Werkhoven 21

22 Industrie en energie efficiency Huidige verplichtingen Wet Milieubeheer afh. bedr.grootte: maatregellijsten; EE-plan MJA/MEE energiezorg, EE-Plan, monitoring, rapportage EED audits grotere energieverbruikers; EE-plan Allen: maatregelen TVT < 5 jaar: toepassen Maarten van Werkhoven 22

23 Actueel Verdrievoudiging tempo CO2-reductie nodig van huidige 0,7% p.j. naar 2,0% per jaar (20 jaar lang) Mix van investeringen in (industrie) Energie efficiency Switch van brandstoffen en processen, bv. van gas naar elektrische boilers en ovens, overige Maarten van Werkhoven 23

24 Industrie schoner en sterker (voldoen aan klimaatdoelstellingen) Elektriciteit 26% 840 PJ, 2014 Gas, Olie, Kolen 74% Elektriciteit 50% Gas, Olie, Kolen 50% -20% energie +56% elektriciteit 640 PJ, 2040 Bron: McKinsey, 2016 Maarten van Werkhoven 24

25 5. Hoe verder, stapsgewijs Maarten van Werkhoven 25

26 Stapsgewijze aanpak 1. Scan, inventarisatie 2. Analyse, maatregellijst Typeplaatje: vermogen, stroom, efficiency, bouwjaar, PF Draaiuren, belasting, regeling Bijzonderheden bv. herwikkeld, opstelling, uitvoering Quickscan (RVO.nl) Best Practices Documenten aandrijfsystemen 3. Uitwerken kansrijke opties 4. Implementatie 5. Meerjarenplan Opname: meten van belasting (per tijdseenheid): stroom (I), toeren (n), PF, flow, en meer Maarten van Werkhoven 26

27 Toeleveringsketen aandrijfcomponenten & -systemen Fabrikant, Leverancier OEM Installateur Eindgebruiker EE-producten en diensten aanbod - Minimumeisen (EU, NL) - Concurrentievoordeel EE-product/dienst - Marges efficiënte producten - Training medewerkers - MVO: naar TCO, duurzame bedrijfsvoering - Integratie (component -> systeem) Vraag naar producten en diensten - Analyses (systeem) - Audits, planning, monitoring - MVO: naar TCO, duurzame bedrijfsvoering - Financiering, operatie Maarten van Werkhoven 27

28 Stappen Knelpunten & mogelijke oplossingen Onvoldoende mandaat om te (voor)investeren in EE Aanloopkosten eerste analyse Gebrek aan mankracht TVT vs. TCO Angst voor productie-stops, inpassing in operatie Financiële middelen voor aandrijfsystemen Voldoende kennis van wat moet? Wie beslist? Zelf doen, uitbesteden, training (tijd, kennis)? Dienstverlener, partner Keuze, kennis, mandaat Planning, best practices, 1 e voorbeeld Budgetallocatie e/o financiering Maarten van Werkhoven 28

29 Enkele bronnen RVO.nl KEEA.nl Green Deal Maarten van Werkhoven 29

30 Contact Kennisnetwerk Efficiënte Elektrische Aandrijfsystemen KEEA Maarten van Werkhoven TPA adviseurs T: