Интегрированное управление энергетикой и водными ресурсами повысит экономию в промышленности

В мире существует проблема с водой, и промышленность может стать частью ее решения. Половина населения мира испытывает острую нехватку воды, по крайней мере, часть года, причем больше всего страдают бедные общины, что ставит под угрозу средства к существованию, здоровье и экономический рост. Промышленность могла бы помочь решить эти проблемы нехватки воды за счет сокращения собственного потребления воды и повышения энергоэффективности.

В глобальном масштабе промышленный сектор является вторым по величине потребителем пресной воды после сельского хозяйства, на его долю приходится чуть менее 20% забора пресной воды, и одновременно он является крупнейшим потребителем энергии, на долю которого приходится почти 40% общего годового потребления энергии в мире.

Хотя в промышленности вода и энергия часто рассматриваются как отдельные ресурсы, принятие комплексного подхода, сочетающего управление энергией и водой, может повысить энергоэффективность и сократить потери воды. Меры по повышению эффективности, ведущие к экономии воды и энергии, могут снизить счета за воду и энергию, создать рабочие места, снизить выбросы и снизить риски, связанные с нехваткой воды. Многие синергии возникают в результате комплексного подхода к управлению энергетикой и водными ресурсами.

Вода необходима практически для всех аспектов энергоснабжения. Вода используется при добыче и преобразовании энергии для технологического охлаждения и других эксплуатационных нужд, а также для транспортировки топлива и энергетических товаров. В среднем мировой энергетический сектор забирает около 0,6 миллиарда кубических метров (млрд кубометров) пресной воды на каждый 1 ЭДж потребности в энергии. За счет сокращения потребления энергии также экономится вода.

В промышленности наблюдается множество случаев неэффективного использования энергии. Недавний анализ производственного сектора в Соединенных Штатах показывает, что чуть менее 50% всей энергии, используемой на производстве, теряется. В глобальном масштабе более широкое внедрение управления энергопотреблением и экономии с помощью искусственного интеллекта в промышленности может привести к тому, что в 2035 году для производства той же единицы добавленной стоимости будет использоваться на 28% меньше энергии. Учитывая средний объем воды, необходимый для производства энергии, это сокращение спроса на энергию будет соответствовать примерно 17 миллиардам кубометров меньшего количества забираемой пресной воды – это такое же количество воды, которое все муниципалитеты в странах Африки к югу от Сахары использовали в 2020 году.

Во всем мире около 30% пресной воды теряется из-за утечек и неэффективного использования. Это приводит к тому, что для добычи, очистки и транспортировки больших объемов воды используется больше энергии. В некоторых странах средние потери в системах водоснабжения и очистки достигают 60%. Водопользователи также несут значительные убытки. Анализ компании Thames Water в Великобритании показывает, что более 25% воды, подаваемой бизнес-клиентам, может быть потеряно из-за утечек в помещениях. В некоторых отраслях промышленности потери воды достигают 50% из-за утечек, устаревшего оборудования и неэффективных методов работы.

Утечки воды и неэффективное использование также приводят к увеличению затрат. Затраты на электроэнергию обычно составляют 25–40% эксплуатационных расходов водоочистной станции. Затраты на электроэнергию составляют почти 50% эксплуатационных расходов опреснительных установок. Многие отрасли, такие как полупроводниковая, фармацевтическая, пищевая промышленность и производство напитков, в значительной степени полагаются на сверхчистую воду (UPW), обработка которой требует еще более высоких затрат энергии (в 4–18 раз больше по сравнению с питьевой водой).

Сочетание управления энергией и водой может помочь сократить потери энергии и воды, а также снизить затраты. Комплексные подходы в сочетании с более качественными данными могут обеспечить полную оценку затрат и выгод от мер по повышению эффективности, включая влияние на добычу и переработку. Например, комплексный аудит энергетики и воды может сэкономить компаниям время и деньги. Кроме того, промышленность часто может использовать воду более низкого качества, доступную на месте, например, техническую воду или очищенные сточные воды, что снижает потребность в пресной воде и экономит затраты на электроэнергию, связанную с транспортировкой воды.

Появляются доказательства того, что программы водосбережения в некоторых случаях могут обеспечить даже большую экономию энергии, чем программы, ориентированные только на энергоэффективность. Было показано, что проведение проверок водных ресурсов и рекомендуемых мер на промышленных объектах обеспечивает экономию воды в диапазоне 10-50% с дополнительной экономией до 20% за счет снижения затрат на электроэнергию и химикаты для очистки воды.

Комплексный анализ использования воды и энергии в производственном секторе США показывает, что инвестиции в эффективное использование воды в десять раз более рентабельны, чем инвестиции в альтернативное водоснабжение, и могут привести к сокращению использования воды на 60%.

Систематическое объединение управления энергетикой и водными ресурсами может обеспечить синергию, одновременно способствуя повышению устойчивости производственных операций – особенно в периоды роста цен на энергию и воду. Более интегрированные политические подходы к водным и энергетическим ресурсам могут способствовать достижению множества политических целей. С этой целью министерства энергетики и агентства по энергоэффективности могут:

• Повысить распространенность и последовательность аудитов водных и энергетических ресурсов в промышленном секторе. Этого можно добиться, уделив особое внимание эффективности использования воды в энергетических аудитах, стимулируя комплексные проверки эффективности использования воды и энергии, а также включив эффективность использования воды в программы подготовки энергетических аудиторов, как это имеет место в Индии, где действуют обязательные требования для крупных потребителей.

• Включите потребление воды в энергетических обследованиях и сравнительных исследованиях. Управление энергетической информации США теперь учитывает потребление воды при обследовании использования энергии в более чем 46 000 коммерческих зданиях, что позволяет проводить сравнительный анализ по площади и на человека. В Сингапуре крупные предприятия, использующие воду, обязаны сообщать данные о своем потреблении. Эти данные используются для сбора сравнительной информации для ряда секторов.

• Содействовать сотрудничеству, работая совместно с агентствами, отвечающими как за энергоэффективность, так и за водные ресурсы в сфере водно-энергетической связи, и создавая совместные программы. Программа по водным и энергетическим ресурсам, финансируемая многими донорами, реализуется в Центральной Азии с 2009 года.

• Повышайте осведомленность о взаимосвязи между эффективностью использования воды и энергии в промышленности с помощью программ обучения, как это было сделано на Мальте, или путем включения эффективности использования воды в схемы признания или рейтинга, как это было сделано Национальной австралийской системой оценки искусственной среды.

• Поощрять промышленность переходить к комплексному управлению энергией и водой, как это было сделано в рамках программы США Better Plants, где программа энергосбережения расширилась и теперь включает экономию воды.