Az Ipar 4.0 kulcsa a rugalmas energiafelhasználás

Energiahatékonyság az iparban címmel rendeztek konferenciát és kooperációs beszélgetést a Német-Magyar Gazdaság Házában. A Német-Magyar Ipari és Kereskedelmi kamara eseményén öt német vállalat (CCC Schilling, Insta Elektro, Janitza Electronics, Kübler, Postberg) keresett magyarországi partnereket. Az eseményen Fritz Rettberg, a dortmundi műszaki egyetem osztályvezetője az Ipar 4.0 és az okosgyártás energiakilátásairól, míg Camila Vargas, energiaügyekben megbízott tanácsadó a németországi energiahatékonyságról beszélt.

Fritz Rettberg, a dortmundi műszaki egyetem, energetikai rendszerek intézetének innovációs menedzsment és az energiafordulat és elektromobilitás osztályvezetője az Ipar 4.0, a smart factory és az intelligens gyár, valamint a megújuló energiák alkalmazása az iparban témáról beszélt. Szerinte az Ipar 4.0 térhódításával az okosgyártás kerül előtérbe. Véleménye szerint izgalmas kérdés, hogy jövőben miként néznek ki a gazdasági hálózatok és az energiapiacok hogyan alakulnak majd. – Rugalmas gyártás elérése a cél és ezzel rugalmas energiafelhasználást lehet megvalósítani, az okos hálózatokkal az elektromos mobilitás és az energiamenedzsment révén városi energiatárolók jöhetnek létre – tette hozzá.

Az energiafordulat kihívás a jövőre nézve. Ma a szénerőművek és a vízi erőművek ipari szinten szolgáltatnak, de Németországban a háztartási fogyasztók szintjén, illetve azok közösségeivel a hétköznapi ember szintjén is nagyon sok energiatermelő megoldás jelent meg, például a napelemek révén. Ezek a megoldások a regionális hálózatokban a biomassza felhasználásával egészülhetnek ki, majd felsőbb szinten a nagy szélerőmű-parkok is nagyon fontos elemét képezik a rendszernek. A klasszikus modell az, amikor az energiaellátás nagy központi helyekről megy a felhasználók felé, a jövő másként néz ki Rettberg szerint.

– Mivel szinte minden szinten vannak már energiaelőállítók és nemcsak energiafelhasználók, ezért ezeknek a hálózatát kell majd egy jól működő rendszerbe integrálni. Érdekes, hogy Kínában ugyanaz a folyamat zajlik, csak  más okokból kifolyólag, ott egyszerűen nem megfelelő mennyiségű az az energia, ami jelenleg rendelkezésre áll, ezért próbálnak minden szinten energiát táplálni a rendszerbe – mutatott rá Rettberg.

2050-re Németországban 80 százalékos arányban megújuló energiát szeretnének majd használni, ennek elérésének fontos eleme, hogy egyenletes legyen az ipari felhasználók számára az energiaellátás. Ehhez olyan kihívásokkal kell szembe nézni, amit például az jelent, amikor egy héten keresztül nem fúj a szél az Északi-tengeren és jellemzően ezzel egy időben Németország területén sem. Ekkor nagyon nehéz elérni, hogy megfelelő mennyiségű energia jelenjen meg a piacon. A probléma megoldásához energiatárolási rendszerekre van szükség, méghozzá meglehetősen jelentős, 30 terrawatt órás kapacitással. Ennek a tárolási rendszernek jelenleg a 0,04 százaléka áll rendelkezésre.

Rettberg szerint a jövő nagy kihívása az intelligens rendszerekben a termelés és a fogyasztás kiegyenlítése lesz az Ipar 4.0 követelményeinek megfelelően. Alsóbb energiaelőállító szintekről nehéz az ipar kihívásainak megfelelni, mert egyetlen üzem elviheti egy egész falu energiatermelését.

Egy térségben az összes háztartási fogyasztónál a reggeli vagy a napközbeni energiafelhasználás közötti különbség elhanyagolható az ipari felhasználókéhoz képest. Ezek miatt teljesen új üzleti modellek keletkezhetnek a jövőben, mert egyenletes energiatermelésre lesz szüksége az iparnak. A jövőbeni okos városokban közös platformjaiban rengeteg kapcsolódási pont jön majd létre betáplásái és fogyasztói szempontból is. A régivel szemben egy ilyen horizontális piacon kialakulhat a termelési és a fogyasztási adatok összehangolására. Zajlik is már kísérlet, amelyben a német posta a szélenergiatermeléshez kapcsolódóan próbálja optimalizálni a folyamatait, azaz akkor végeznek el bizonyos, nem szigorúan időponthoz kapcsolódó tevékenységeket, amikor fúj a szél és a szélerőművek sok energiát termelnek. A szakértő szerint az ilyen magatartás az új platform alapja, amely akkor jön majd létre, amikor az egyes ágazatokat egymással tudják összehangolni az igényeiket.

További fejlődési lehetőség az egyes hulladékokat ártalmatlanító üzemek összekapcsolása az energia termeléssel, így az égetésből származó energiát el tudják adni. Az ipari területeken a gyárak tetején nagy energiatermelő berendezések, például fotovoltikus napelemek lehetnek, amennyiben ezeket összehangolják az energiaigényekkel és megfelelő a tervet dolgoznak ki, akkor a tárolás révén rendelkezésre állhatnak majd az ipar számára szükséges energiaforrások

Energiaszempontból vizsgálva komplex feladatok előtt áll nem csak a járműipar, hanem az egész ipar termelési rendszere. A szakértők szerint optimalizálni kell minden igényt, Ruttberg úgy véli, olyan igények is felmerülhetnek, hogy az energiát át kell alakítani váltóáramról egyenáramra, miközben megfelelő 99,8 százalékos energia biztonságot is garantálni kell.

Figyelembe kell venni, hogy a termelői kapacitások is eltérőek lehetnek, van ahol csak pár órára van szükség nagy energiamennyiségre, de van ahol 24 órán át kell működni egy üzemet.

Rengeteg kérdést merül fel költséghatékonysági szempontból is, eleve az áram mérésének módja sem biztos hogy megvalósítható hagyományos megoldásokkal. Kérdés, hogy a hálózat használati díjaira milyen hatással lesz az új rendszer.

Az esetlegesen felmerülő plusz terhelési módok bekapcsolására is gondolni kell, de alapelv, hogy azok, akik a fogyasztásukkal rugalmasan alkalmazkodnak az áramtermeléshez valamilyen kedvezményeket kapjanak a rendszeren keresztül.

Camila Vargas a német Energiewaechter GmbH, a Német Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium (BMWi) “Exportinitative Energie” programjának megbízott tanácsadója rámutatott a rendezvényen, hogy a klímaváltozás miatt rendkívül nagy súlya van az energiapolitikának. Szerinte meg kell válni a fosszilis energiahordozóktól és az új technológiákkal számos új munkahelyet lehet teremteni. Lépésről lépésre búcsúznak Németországban az atomenergiától és energiewende, azaz az energiafordulat az energiahatékonysági növelését és a megújuló energia előnyben részesítése is jelenti, de az egész alapja a piaci és a rendszerintegráció.

A végfelhasználók az ipari szektorban a folyamatok optimalizálásával komoly megtakarításokat érhetnek el. 2007 és 2013 között az ipari áram ára 11 eurócentről 17-re nőtt, ez 55 százalékos emelkedés. Miközben így is jóval alacsonyabb az ár, mint a lakossági energiapiacon. Vargas szerint az energiatakarékosságnak számos területen vannak lehetőségei az ipari területeken is, a világításban akár 70 százalékot is el lehet érni, a sűrített levegő használatával 50 százalékot, de más szegmensekben is 25-től 70%-ig terjed ez a szám.