In de vorige stap heb je de energiebalans opgezet: je hebt nu inzicht in je energieverbruik en bijbehorende omzettingsverliezen. In deze stap zoom je verder in om je verbruik te verminderen.

Binnen de Nederlandse industrie ligt de verhoudingvan het gebruik van warmte versus elektriciteit momenteel grofweg op 70%/30%. Deze verhouding kan per industriële sector behoorlijk variëren.  

Elektriciteit wordt vaak gebruikt voor kracht (aandrijving) en om materialen te smelten. Of voor elektrochemische processen (zoals chloorproductie) en metallurgische processen (zoals zinkproductie en oppervlakt behandeling). Langs de kant van de aandrijvingen is elektriciteit sterk aanwezig in de processen voor koude en koeling.

Warmte voor productieprocessen komt voor een belangrijk deel nog van fossiele brandstoffen. De warmte wordt deels toegevoerd via een secundair medium (bijvoorbeeld stoom/water/olie) en deels via directe ondervuring. Naar verwachting wordt er straks steeds vaker elektriciteit ingezet voor warmteproductie.

Procesefficiëntie kun je bekijken vanuit grondstof- en materiaalverbruik en vanuit energiegebruik. Vaak gaat dit hand en hand. In deze starterkit focussen we voornamelijk op het perspectief van energie.

Je kunt kijken naar efficiency-verbeteringen van bestaande processen, installaties en apparaten versus het introduceren van efficiëntere nieuwe varianten hiervan. Dit laatste gaat vaak gepaard met een innovatiestap binnen je eigen bedrijf of de sector. Hierdoor is het goed mogelijk in andere industriesectoren bepaalde technieken al wel gangbaar.

Voor de procesefficiëntie-analyse is het van belang om onderscheid te maken tussen de utiliteitenkant van het bedrijf en de productieprocessen. Onder utiliteiten vallen onder meer: installaties voor het produceren van warm water, stoom, demi-water of perslucht.

Het scherp krijgen van de daadwerkelijke energiebehoefte van het productieproces kan veel inzicht geven. Dit is inclusief de temperatuurniveaus voor de warmtebehoefte. Hiermee leg je onder meer een basis voor de behoefte aan utiliteiten. En in het verlengde hiervan aan efficiënte verduurzamingsstappen. Bijvoorbeeld in de vorm van elektrificatie van de warmtebehoefte. Ook maakt dit duidelijk waar bijvoorbeeld verlaging van de procestemperatuur (procesinnovatie) of verbetering van de procesautomatisering het meest effectief is. Meer informatie over een aantal onderwerpen voor de analyse vind je op de website van RVO

Inspiratie

Wil je je productieproces gericht verduurzamen, begin dan met het verzamelen van verschillende mogelijkheden om je utilities en processen te verbeteren. Raadpleeg 1 van de onderstaande bronnen voor inspiratie en meer informatie.

• Erkende Maatregelen Lijst (EML)
• Sjabloon analyse aandrijvingen
• Isolatiescan(tool om de staat van isolatie in je bedrijf te controleren).
• Energie besparen in de industrie(RVO)
• NWGD (Nederlandse droogexpertsgroep)

Utilities energetisch optimaliseren

Het energieverbruik verminderen van utilities kan alleen door ze energetisch te optimaliseren. Stel hiervoor vragen als:

• Kan ik het verwarmen van water scheiden van stoomopwekking?
• Kan ik de stoomdruk verlagen?
• Wat is de basislast van de stoomvraag en wordt deze efficiënt opgewekt?
• Kan ik stoomopwekking centraliseren? Is er een rookgascondensor geplaatst? Wordt het ketelvoedingswater voorverwarmd met restwarmte uit de koeling?
• Maak ik gebruik van mechanische damprecompressie, gebeurt opwarming condenswater met een hoge-temperatuur-warmtepomp, economiser en/of luchtverwarmer?
• Wordt de warmte van de koelcompressor hergebruikt? Bijvoorbeeld door het verwarmen van het schoonmaakwater.
• Instellen van temperatuur (Tset)

Is de koelinstallatie vernieuwd of aangepast? Controleer dan de instellingen van de apparatuur opnieuw. Vaak kunnen de instellingen omlaag, omdat de apparatuur beter op elkaar is afgestemd of minder verlies heeft. Als gevolg is er minder energie nodig. Wanneer deze instellingen op de oude waarden ingesteld blijven, dan behaal je de gewenste energiebesparing niet.

Perslucht

Aan de meeste productieprocessen komt perslucht te pas. Perslucht maken gebeurt niet erg efficiënt: 90% van de energie die ervoor nodig is, gaat zitten in warmte. Analyseer het verbruik van processen aan de hand van deze vragen:

• Zijn er andere mogelijkheden om de proceslijn aan te sturen of schoon te maken dan met perslucht? Is inzet van blowers of stofzuigers een alternatief voor persluchtgebruik? Kun je de onderdelen van de productielijn die door perslucht aangestuurd worden vervangen door elektrische aandrijvingen?
• Kan ik de vraag naar perslucht verminderen, bijvoorbeeld door de druk te verlagen?
• Check ik jaarlijks of er lekkages zijn en vindt dan ook herstel plaats?
• Kan ik de compressor optimaliseren? Dit kan bijvoorbeeld door persluchtcompressoren verdelen in 1 voor basislast (volcontinu) en een 2e voor deellast met behulp van een 2e compressor met frequentieregeling.

Restwarmte

Tot slot: een andere mogelijkheid om energie te besparen is het gebruik van restwarmte. Veel productieprocessen in de industrie zijn warmte-intensief. In fabrieken gaat restwarmte verloren via bakdampen, drooglucht of rookgassen. Hergebruik is één van de efficiëntste manieren om kosten te besparen en CO2-uitstoot te verminderen.

Om de restwarmte naar een hogere en waardevolle temperatuur te brengen, gebruik je een warmtepomp. Lee meer informatie over het opwaarderen van restwarmte in de verschillende processtappen op de website van RVO
In verschillende sectoren in de industrie hebben bedrijven ook een waterzuiveringsinstallatie. Na zuivering en koeling van het proceswater, wordt het pas geloosd in het oppervlaktewater. Deze weggekoelde warmte is tegenwoordig een interessante warmtebron. Die wordt vaak over het hoofd gezien. Met een hogetemperatuurwarmtepomp is het mogelijk om kosteneffectief het deze restwarmte van 30ᵒC naar 90ᵒC op te krikken.
Om de potentie van de restwarmte van je eigen waterzuiveringsinstallatie in te schatten, kun je de Rekentool warmtepotentie waterzuiveringsinstallaties gebruiken.

Technologie voor het benutten van restwarmte

Het hangt af van je specifieke situatie welke technologie je het best kunt toepassen voor hergebruik van restwarmte. Het meest gangbaar zijn:

• luchtvoorverwarmers
• economisers
• condensors
• industriële warmtepompen
• Organic Rankine Cycle (ORC)
• mechanische damprecompressie.

Wil je hiermee aan de slag? Doe dan eerst kennis op van deze technologieën. Het maken van een warmte-integratieconcept is een belangrijke voorwaarde voor succesvolle toepassing.

Restwarmte uit rookgassen wordt meestal niet hergebruikt omdat de lucht te sterk vervuild is. Inmiddels zijn echter (kunststof) warmtewisselaars op de markt, met inwendige reinigingssystemen. Deze zijn geschikt voor agressieve of vettige rookgassen evenals voor hoge temperaturen. Ook zijn ze bestand tegen zuren.

Een ander voorbeeld van energiebesparende technologie is de industriële warmtepomp. Het rendement drukken we uit in een Coëfficiënt of Performance of COP. Meestal is dit getal 3,5 - 4. Dit betekent dat de pomp om 4kWh warmte te produceren 1kWh elektriciteit nodig heeft. Hoe hoger de COP, hoe beter het rendement. Een warmtepomp kan ook hoge temperaturen produceren met koudemiddelen die van nature in de atmosfeer zitten, zoals propaan of ammoniak. Er zijn ook warmtepompen voor hoge temperaturen die opnieuw stoom (boven 100 °C) produceren door condensaat op te waarderen. Zo kun je ook de restwarmte van persluchtcompressoren inzetten voor kantoorverwarming.

Online vind je tools om uit te rekenen of in jouw situatie een warmtepomp haalbaar is.

Optimalisering van de automatisering

De utilities en de productielijnen zijn geautomatiseerd. De besturingssystemen zorgen er voor dat bijvoorbeeld mengvaten tot op de ingestelde temperatuur verwarmd worden.  Of dat het roerwerk op de juiste tijd en snelheid draait om de producten te mengen. Via automatisering van de productielijn kun je de tijd, snelheid en temperatuur regelen. Omdat dit  beter en sneller kan dan wanneer je dit handmatig gebeurt, treedt er energiebesparing op. De volgende stap in procesoptimalisatie is nagaan of de instellingen van de automatisering correct zijn ingesteld. Uit praktijkvoorbeelden blijkt dat er 3-10% energiebesparing optreedt door betere instellingen van de procesparameters. Meer informatie lees je in het Kennisdossier best practice procesautomatisering.

Waterbesparing

Schoon en drinkbaar water wordt steeds schaarser. De vraag stijgt ieder jaar, terwijl de beschikbaarheid steeds meer onder druk komt te staan. De vervuiling van afvalwater neemt toe. Het wordt steeds moeilijker en ingewikkelder om afvalwater te zuiveren. Daarnaast is de hoeveelheid water niet altijd voldoende aanwezig door de grilligheid van de regelval op lange termijn. De verwachting is dat de kosten voor het gebruik van drinkwater de komende jaren flink stijgen.
De industrie gebruikt drinkwater voor:

• het bereiden van producten (grondstof)
• schoonmaken van processen
• koeling van processen
• transport van goederen.

Het is noodzakelijk dat bedrijven op deze bovenstaande punten waterbesparende maatregelen nemen. Landelijk beleid vanuit de overheid heeft als doelstelling dat bedrijven in 2035 20% minder water verbruiken. Hiervoor is een aanpak voor drinkwaterbesparing opgezet : Het Nationaal Plan van Aanpak Drinkwaterbesparing - Drinkwaterplatform

Om een begin te maken van waterbesparing kan eenvoudig worden begonnen met opvang van hemelwater. Maar wat kan je er dan mee doen?
De 1e criteria waar naar je kijkt is:

• Kwaliteit; is het water voldoende schoon?
• Kwantiteit; hoeveel water wordt er opgevangen en hoe kan je dit vermeerderen
• Moment van vrijkomen; welke gelegenheid heb je voor bufferen van hemelwater om het water opnieuw te gebruiken?
• Het Drinkwaterplatform is een platform dat partijen met een watervraag en wateroverschot bij elkaar brengt om water te hergebruiken.

Vanuit de rapportage voor CRSD (Corporate Sustainability Reporting Directive) is water een van de onderdelen waarop bedrijven aangeven hoe zij omgaan met het waterverbruik. Ook geven ze aan elke impact het heeft op de omgeving en de keten van het product. Door een LCA (levenscyclusanalyse) of footprint krijg je als bedrijf meer inzicht in je waterverbruik en toepassing.
Het Water Footprint Network geeft een overzicht van partijen die een footprint van de waterhuishouding van je bedrijf op kunnen stellen.

Water dat uit processen van de productie vrijkomt, bevat verschillende nutriënten en ander stoffen. Denk hierbij aan fosfaat, zetmeel en vezels. Het is mogelijk deze materialen opnieuw in te zetten als grondstof, maar de markt hiervoor is nog klein maar groeiende. Nieuwe grondstoffen zijn over het algemeen makkelijk beschikbaar. Verder hebben ze de juiste en constante producteigenschappen en zijn nog betaalbaar. Wanneer 1 van deze 3 punten verandert, hergebruik van nutriënten interessant om te overwegen.
Meer informatie over wat er in het water zit en hoe je het eruit kan halen:

• Energie en grondstoffen fabriek
• AquaMinerals

Onderzoek energiebeparende technieken

Tenslotte kun je onderzoeken welke energiebesparende technieken op de markt zijn. Om producten te drogen of te roasten wordt vaak gebruik gemaakt van warme lucht, die ontstaat door verbranding van aardgas. Tegenwoordig zijn er meerdere leveranciers die van machines die hiervoor infrarood licht gebruiken. De productkwaliteit is daarbij gelijk is aan die bij de ‘oude’ techniek.

Meer voorbeelden van nieuwe technieken

De zuivelindustrie gebruikt van sproeidrogers om melkpoeder te maken. Dit zijn de grootste energieverbruikers in deze sector. Een alternatief hiervoor is dunne film drogen, wat een energiebesparing tot 30% oplevert. De sapindustrie gebruikt de Pulsed Electric Field-techniek, waarbij stroomstootjes bacteriën doden in het sap. Dat verkort de pasteurisatietijd aanzienlijk en levert zo een grote energiebesparing op. Tegelijkertijd worden de smaak en de kwaliteit niet beïnvloed. 

Voor het invriezen of koelen van levensmiddelen is een nieuwe technologie beschikbaar: Radio Magnetisch Vriezen (RMF). Die biedt voordelen in vergelijking met koelen met koude lucht. De kerntemperatuur wordt eerder bereikt, producteigenschappen blijven beter behouden en na ontdooien en ligt het energieverbruik 30 tot 50% lager.