مشاوره و مهندسی انرژی

مشاوره و مهندسی انرژی

هدف از اجرای ممیزی انرژی در ساختمان، تشخيص نقاط ضعف و قوت ساختمان از بعد مصرف انرژی و ارائه فرصت‌های صرفه‌جويی مناسب است. خروجی این کار جهت کمک به مصرف بهينه انرژی در ساختمان خواهد بود. كشور ما دارای منابع غنی انرژی است. عدم توجه به ارزش واقعی انرژی باعث شده تا الگوی مصرف اسرافی در كشور رايج شود. از اين رو نياز است تا با نظارت دقيق بر مقررات ملی ساختمان، فرهنگ مصرف درست در كشور غالب شود.

بخش مسكن در حدود 40% انرژی مصرفی كشور را به خود اختصاص می‌دهد. اين در حالی است كه اكثر ساختمان‌های كشور فاقد ضوابط فنی شناخته شده برای جلوگيری از هدر رفتن انرژی سرمايی يا گرمايی هستند. شدت مصرف انرژی به ازای هر مترمربع در كشور 2 تا 3 برابر استانداردهای جهانی است. با وجود اين شرايط آسايشی حرارتی در داخل ساختمان‌ها محقق نشده است. بنابراين از سياست‌ها و اولويت‌های دولت، كاهش انرژی مصرفی در بخش ساختمن و مسكن است.

بخش مميزی انرژی ساختمان شرکت مبنا با هدف فعاليت منسجم و ايجاد ساختاری نو در اين عرصه فعاليت خود را آغاز نمود. و با تعهد به هدف متعالی پيشرفت و آبادانی کشور و با تکيه بر سابقه انجام فعاليت مميزی انرژی در بخش صنعت و آگاهی کامل نسبت به نقاط ضعف و قوت روش‌های متداول انجام مميزی انرژی در دنيا، به تکميل، تجهيز و تهيه استانداردهای موجود در اين زمينه پرداخته است. و به عنوان يکی از اولين پروژه‌های خود اقدام به انجام پروژه «تدوين روش استاندارد اندازه‌گيری عملکرد انرژی ساختمان» برای سازمان بهينه‌سازی مصرف سوخت نموده است.

توزيع انرژی مصرفی در کشور

مطابق برآوردهای انجام شده، كل انرژی مصرفی كشور در سال 1371 بيش از 12 ميليارد دلار بوده است. در سال 1381 اين مقدار بالغ بر 20 ميليارد دلار شده و پيش‌بينی می‌شود. چنانچه روند مصرف انرژی به همين گونه ادامه يابد، در سال 1396 ميزان مصرف انرژی در كشور با ميزان توليد آن برابر شده است. لذا ديگر توانی برای صادرات انرژی وجود ندارد.

مصرف‌كنندگان عمده انرژی در كشورمان عبارتند از:

  • بخش صنعت 26.4%
  • بخش حمل و نقل 27.7%
  • بخش مسكن 32.8%
  • بخش تجاری 8.2%
  • بخش كشاورزی 4.4%
  • ساير مصرف‌كنندگان 0.4%

بيشترين سهم مصرف‌ انرژی در كشور متعلق به بخش مسكن است. اگر مصارف تجاری، جزئی از مصارف ساختمانی در نظر گرفته شوند (مانند بخش مسكن)، در اين صورت بيش از 40% كل انرژی مصرفی در كشور به اين بخش اختصاص داشت. اين در حالی است كه بيشترين يارانه انرژی نيز متعلق به مصرف انرژی در بخش ساختمان است.

مقايسه مصرف سرانه انرژی در يك خانواده ايرانی با مقدار متناظر آن در كشورهای توسعه‌يافته، گويای فاصله زياد بين اين دو مقدار است. اين واقعيت، تجديدنظر اصولی در سياست‌های مصرف‌انرژی در بخش ساختمان را ضروری می‌سازد. گرچه به دليل پايين بودن بهای انرژی در كشور، هزينه گزافی از مصرف بالای انرژی بر صاحبان آنها تحميل نمی‌گردد. اما با در نظر گرفتن اين موضوع كه يارانه اين انرژی از سوی دولت پرداخت می‌شود، به راحتی می‌توان دريافت كه صرفه‌جويی در مصرف انرژی از ديد كلان و ملی، چه فوايدی به‌ همراه خواهد داشت. بنابراين يك راه‌ عمده صرفه‌جويی در مصرف انرژی در سطح ملی، بهينه‌سازی مصرف انرژی از طریق انجام پروژه‌های ممیزی انرژی در ساختمان‌ها است.

 

مميزی انرژی در بخش صنعت

بهسازی مصرف انرژی و ارتقاء سطح کيفی مصرف در يك واحد صنعتی، باتوجه به مشخص بودن ميزان انرژی لازم برای توليد محصول در طراحی، با كاهش تلفات آغاز می‌شود. سپس با بهسازی فرآيند، مديريت بار و انرژی، افزايش راندمان تجهيزات با ايجاد تغيير تا تعويض تجهيز، افزايش بازيابی حرارتی و بازيافت جريان‌های جرمی هدررفته و ادامه می‌يابد. نقطه شروع برای دستيابی به حالت بهينه مصرف در يك واحد صنعتی، مميزی انرژی است. مميزی انرژی در يک واحد صنعتی عنوانی كلی است كه با توجه به نوع خدمات، مفاهيم گوناگونی را دربرمی‌گيرد. اما به طور کلی به مجموعه فعاليت‌های انجام گرفته در يک واحد صنعتی که منجر به تعيين وضعيت کمی و کيفی مصرف انرژی در واحد و ارائه روش‌های ارتقاء شرايط موجود می‌گردد، مميزی انرژی اطلاق می‌گردد. بسته به روش در نظر گرفته شده جهت مميزی انرژی، اهداف اصلی ذيل در چنين پروژه‌هايی مد نظر قرار می‌گيرند:

  • شناسايی مقادير و چگونگی مصرف انرژی و تعيين ضرايب شدت مصرف انرژی (معاينه سيستم)
  • ارائه راهكارهايی جهت كاهش مصرف و شدت مصرف انرژی (درمان سيستم)
  • تدوين فعاليت‌های گروه انرژی واحد جهت بررسی و كنترل وضعيت مصرف انرژی (مراقبت سيستم)

بديهی است كه نيل به اين اهداف در هر واحد صنعتی با توجه به پارامترهای مختلف و شرايط تعيين كننده موجود، برنامه‌ريزی و مطالعات خود را می‌طلبد. و نياز به شناخت كاملی از واحد دارد. شناخت كافی مميز از فرآيند و نحوه توليد محصول و آگاهی از نقاط كليدی و پرمصرف در پروسه توليد آن باعث خواهد شد تا مميز بتواند بر پايه اين دانسته‌ها، سريعتر، بهتر و كاملتر به اهداف تعيين شده دست يابد. همچنين تعيين دقيق شرايط مصرف با انجام فعاليت‌های ميدانی و حضور در واحد و انجام اندازه‌گيری‌های لازم بدست می‌آيد.

لزوم بهسازی مصرف انرژی در بخش ساختمان

فوايد بهينه‌سازی مصرف سوخت (انرژی) در بخش ساختمان را می‌توان در چهار بخش زير خلاصه نمود:

  1. كمك به اقتصاد خانواده
  2. افزايش رفاه نسبی در نتيجه مصرف صحيح انرژی
  3. كمك به اقتصاد ملی
  4. كاهش مصرف سوخت و در نتيجه كاهش آلودگی‌های ناشی از آن

با توجه به ضرورت بهينه‌سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان، هيأت دولت در سال 1370 در مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، اجرای اصول بهينه‌سازی مصرف انرژی را الزامی نمود. متأسفانه بدليل عدم نظارت صحيح بر اجرای اين قانون، همچنان بحث مصرف انرژی در ساختمان‌ها مسكوت مانده است.

مبحث 19 مقررات ملی

مطابق مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، مناطق مختلف كشور از نظر مصرف انرژی در ساختمان به سه بخش كلی تقسیم‌بندی شده‌اند. که عبارتند از مناطق با نياز به مصرف انرژی زياد، مناطق با نياز به مصرف انرژی متوسط و مناطق با نياز به مصرف انرژی كم. شهر تهران بدليل شرايط خاص آن بصورت جداگانه بررسی شده است. با توجه به شرايط اقليمی هركدام از بخش‌های فوق، الگوی مصرف انرژی و در نتيجه نياز به مصرف انرژی آنها نيز متفاوت خواهدبود. بنابراين سطوح صرفه‌جويی و بهينه‌سازی نيز در هر كدام از اين مناطق، متفاوت از ميزان معادل در مناطق ديگر است.

برای تعيين الگوی صحيح مصرف و دستيابی به شرايط، قوانين و استانداردهای لازم در بهينه‌سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان نيازمند بهره‌گيری از ابزار و روش‌های مناسب هستيم. مميزی انرژی به عنوان ابزاری توانمند در شناخت نقاط قوت و ضعف و تعيين راهكارهای بهينه جهت نيل به این هدف مطرح است.

نكته قابل توجه ديگر آن است كه مميزی انرژی در دو سطح خرد و كلان مطرح است. در نخستين سطح، هدف تعيين شدت مصرف انرژی و فاصله آن با مقدار ايده‌آل متناظر در يك ساختمان خاص و ارائه فرصت‌های صرفه‌جويی انرژی و نزديك‌شدن به حالت ايده‌آل می‌باشد. در حالی كه در سطح كلان، هدف تدوين و ارائه سياست‌های صرفه‌جويی انرژی است. البته برای حركت در سطح كلان، لازم است كه مميزی انرژی در تعداد زيادی ساختمان صورت گيرد. تا از اين راه بتوان نتايج به كل صنعت ساختمان تعميم داد.

مزايای مميزی انرژی

مهمترين مزيت اجرای يک پروژه مميزی بدست آمدن شناسايی کافی از شرايط موجود و مقايسه و تعيين وضعيت آن نسبت به شرايط بهينه قابل حصول است. همچنین روش اجرايی جهت ارتقاء سيستم از شرايط موجود به شرايط بهينه مشخص خواهد شد. بطور خلاصه مهمترين نتايج مميزی انرژی به شرح ذيل خواهد بود:

  • تعيين نحوه جريان جرم و انرژی در واحدهای مصرف‌کننده و واحدهای جانبی توليدکننده حامل‌های انرژی
  • تعريف پارامتر شدت مصرف انرژی برای واحدهای مختلف فرآيندی، جانبی، کل واحد صنعتی. مقايسه اين پارامتر با شرايط بهينه مشخص کننده نقاط ضعف کارکرد تجهيزات و بهره برداری را نمایان می‌کند. ثبت و مقايسه زمانی اين پارامتر نيز ابزار موثری جهت کنترل سيستم در اختيار می‌گذارد.
  • تعيين وضعيت راندمان کاری تجهيزات مصرف کننده انرژی، ميزان اثربخشی تجهيزات تبادل کننده و راندمان سيستم انتقال و توزيع حامل‌های انرژی
  • تعيين فرصت‌های صرفه‌جويی انرژی به همراه امکان‌سنجی‌های فنی و اقتصادی لازم. مشخص شدن ميزان اثربخشی هر طرح و اثرات متقابل اجرای طرح روی ساير شرايط فرآيندی و نيز مشخص شدن حجم سرمايه‌گذاری مورد نياز از نتايج مهم يک پروژه مميزی است. با استفاده از داده‌های بدست آمده از يک مميزی انرژی، مديران واحد می‌توانند تصميم‌های مناسبی جهت اجرای پروژه‌های منجر به صرفه‌جويی اتخاذ نمايند.
  • تهيه مناسب‌ترين برنامه اجرايی جهت کنترل و حفظ شرايط بهينه فرآيند و کنترل شرايط کاری تجهيزات و نيز تعيين مناسب‌ترين پروژه‌های اجرايی جهت بهسازی شرايط مصرف بر اساس اولويت ارزشمندی و ميزان هزينه طرح‌ها.

بديهی است كه نيل به اين اهداف در هر واحد صنعتی با توجه به پارامترهای مختلف و شرايط تعيين كننده موجود، برنامه‌ريزی و مطالعات خاص خود را طلب نمی‌کند. درنتیجه نياز به شناخت كاملی از واحد دارد. شناخت كافی مميز از فرآيند و نحوه توليد محصول و آگاهی از نقاط كليدی و پرمصرف در پروسه توليد آن باعث خواهد شد تا  بتواند بر پايه اين دانسته‌ها، سريعتر، بهتر و كاملتر به اهداف تعيين شده دست يابد. همچنين تعيين دقيق شرايط مصرف با انجام فعاليت‌های ميدانی و حضور در واحد و انجام اندازه‌گيری‌های لازم بدست می‌آيد.  اجرای صحيح آنها نياز به برنامه‌ريزی دقيق  در شرايط کوتاه و مناسب زمانی و شناخت كامل از توانايی‌های دستگاه‌های مختلف اندازه‌گيری دارد. تشخيص و تعيين ميزان اثربخشی فرصت‌های صرفه‌جويی انرژی نيز نيازمند شناسايی کامل شرايط فرآيند، درک صحيح از شرايط و پتانسيل‌های موجود و تعيين اثرات متقابل تغييرات پيشنهادی در شرايط کاری دارد.

روش‌های مختلف مميزی انرژی

به صورت كلی مميزی انرژی به يكی از چهار شكل ذيل امكان‌پذير است.

مميزی سريع (عبوری)

اين نوع مميزی شامل يك بازديد سريع و سطحی از امكانات و تجهيزات است. طی آن نقاط و تجهيزاتی كه با انجام كارها و تغييرات كوچك و ارزان قابليت صرفه‌جويی در مصرف انرژی را دارند، مشخص و پيشنهاد می‌شوند. چنين پيشنهاداتی ممكن است پيشنهاد اجرای عايقكاری لوله‌های سيستم آبگرم، بررسی مقدماتی سيستم هوای فشرده و پيشنهاد جلوگيری از كاهش نشت در سيستم هوای فشرده و… باشند.

تحليل عملكرد تجهيزات

هدف اصلی در اين نوع مميزی انرژی، تعيين هزينه‌های عملياتی تجهيزات مختلف است. اطلاعات عملكردی چند سال اخير تجهيزات جمع‌آوری و تحليل می‌شوند تا الگوی مصرف انرژی، بيشترين ميزان تقاضا و پتانسيل‌های صرفه‌جويی در مصرف انرژی شناسايی شود.

مميزی انرژی استاندارد

اين نوع مميزی انرژی علاوه بر اقدامات گفته شده، شامل تخمين انرژی مصرفی هريك از تجهيزات و برآورد تقريبی ميزان صرفه‌جويی در مصرف انرژی هريك از آنها در اثر انجام برخی اقدامات بهينه‌سازی است. در انتها نيز با يك تحليل اقتصادی، زمان برگشت سرمايه هريك از اقدامات بهينه‌سازی مشخص خواهد شد.

مميزی انرژی جامع

اين نوع مميزی انرژی گرچه زمان‌بر و پرهزينه است اما دارای دقت مناسبی است. انجام اين نوع مميزی انرژی ممكن است با بهره‌گيری از تجهيزات و ابزار اندازه‌گيری پيشرفته و شبيه‌سازی‌های كامپيوتری ميسر باشد. اين تجهيزات و شبيه‌سازی‌ها امكان برآورد دقيق ميزان مصرف انرژی هريك از تجهيزات و مقدار صرفه‌جويی حاصل از اعمال هريك از تغييرات بر روی هركدام از تجهيزات را فراهم می‌آورد. داده‌های مورد نياز معمولا بصورت مستقيم اندازه‌گيری و جمع‌آوری می‌شود. سپس مورد تحليل قرار می‌گيرد. مهمترين مشخصه اين نوع مميزی ديدگاه فراگير و همه‌جانبه، استفاده کامل از تحليل‌های مهندسی و شبيه‌سازی‌های مختلف فرآيندی و تجهيزات است.

پروژه‌های ممیزی انرژی گروه مبنا

برای اولین بار ممیزی انرژی به صورت علمی توسط گروه مبنا انجام شد. یکی از نخستین پروژه‌ها در صنعت نفت و گاز انجام شد. این پروژه در پالایشگاه گاز بیدبلند و در سال 1381 انجام شد. طی سال‌های پس از آن، با انجام پروژه‌های متعدد ممیزی انرژی و پروژه‌های پایلوت کشوری در زمینه بهینه‌سازی گام مهمی در راستای شعار انرژی برای فردا برداشته شد. برخی از مهم‌ترین پروژه‌های انجام شده در این زمینه به شرح زیر است.

پروژه های ممیزی انرژی