Chương 3 NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU
3.3. NHÓM GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG CÓ CHI PHÍ ĐẦU TƢ CAO
3.3.1. Giải pháp áp dụng hệ thống quản lý năng lƣợng ISO 50001:2011
Để giúp ban lãnh đạo Công ty trong việc xây dựng hệ thống quản lý năng lƣợng bền vững, tác giả sử dụng ma trận quản lý năng lƣợng. Ma trận này xem xét đầy đủ các yếu tố liên quan đến việc quản lý và các yếu tố cần thiết để xây dựng một hệ thống quản lý năng lƣợng bền vững (bảng 3.3).
Bảng 3.3. Bảng câu hỏi và kết quả điều tra đánh giá hiện trạng quản lý năng lƣợng tại Công ty
TT Câu hỏi Trả lời Điểm
(0-4)
1 Chính sách năng lƣợng 2
1.1 Có chính sách năng lƣợng hay không? Chƣa có 0 1.2 Có cam kết của lãnh đạo thực hiện TKNL chƣa? Chƣa có 0 1.3 Có kế hoạch thực hiện tiết kiệm năng lƣợng hàng năm
và năm năm chƣa? Có 1
1.4 Có các tài liệu hướng dẫn sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả không? Có 1
2 Cơ cấu tổ chức 2
2.1 Có ban quản lý năng lƣợng hay không? Chƣa có 0 2.2 Có cán bộ quản lý năng lƣợng hay không? Có 1 2.3 Công tác QLNL có đƣợc đƣa vào tất cả các cấp quản lý Chƣa có 0
71 của công ty hay không?
2.4 Các đề xuất TKNL có đƣợc đề xuất và thực hiện từ cán
bộ QLNL hoặc ban QLNL không? Có 1
3 Động viên thúc đẩy 2
3.1 Có chính sách thưởng phạt trong việc sử dụng năng
lƣợng? Không 0
3.2 Có liên lạc chính thức giữa cán bộ quản lý năng lƣợng
với người sử dụng năng lượng không? Có 1
3.3 Có xây dựng định mức tiêu hao năng lƣợng không? Có 1 3.4 Kênh thông tin chính thức về hoạt động tiết kiệm
nănglượng có được sử dụng thường xuyên không? Chưa có 0 4 Hệ thống theo dõi, giám sát và báo cáo 3
4.1 Có hệ thống đo lường, ghi chép về mức độ tiêu thụ
năng lƣợng trong Công ty không? Có 1
4.2
Tại các phân xưởng sản xuất có lắp các đồng hồ đo
điếm điện không? Có 1
4.3 Dữ liệu tiêu thụ năng lƣợng có theo rõi, phân tích, đánh
giá không? Chƣa có 0
4.4 Có thiết lập mục tiêu về tiết kiệm năng lƣợng cho công
ty không? Có 1
5 Đào tạo, tuyên truyền 2
5.1 Có thường cử cán bộ, nhân viên tham gia hội thảo, tập
huấn TKNL không? Có 1
5.2 Có các chương trình đào tạo nâng cao nhận thức tiết
kiệm năng lƣợng cho nhân viên? Ít 0
5.3 Có biển nhắc nhở, khẩu hiệu, Baner, hình ảnh..tuyên
truyền TKNL trong công ty không? Có 1
72
5.4 Có những hoạt động nhỏ hay phát động phong chào
thực hiện TKNL cho công ty không? Chƣa có 0
6 Chính sách đầu tƣ 3
6.1 Hàng năm có xây dựng kế hoạch đầu tƣ cho giải pháp
tiết kiệm năng lƣợng không? Có 1
6.2 Công ty có đầu tƣ cho các giải pháp ngắn hạn có chi phí
thấp, thời gian hoàn vốn dưới 1 năm không? Có 1 6.3 Công ty có đầu tƣ cho các giải pháp trung hạn có chi
phí cao, thời gian hoàn vốn từ 1 đến 3 năm không? Có 1 6.4 Công ty có đầu tƣ cho các giải pháp dài hạn có chi phí
lớn, thời gian hoàn vốn trên 3 năm không Không 0 Dưới đây là các tiêu chí đánh giá hệ thống quản lý năng lượng của Công ty:
TT Các tiêu chí của hệ thống quản lý năng lƣợng Đánh giá
1 Chính sách năng lƣợng 2
2 Tổ chức 2
3 Động viên thúc đẩy 2
4 Hệ thống theo dõi, giám sát và báo cáo 3
5 Đào tạo, tuyên truyền 2
6 Chính sách đầu tƣ 3
Trong đó:
1: Cần thiết phải làm tốt hơn nữa.
2: Tốt.
3: Rất tốt.
4: Xuất sắc.
73
Hình 3.1. Đồ thị đánh giá thực trạng quản lý năng lƣợng tại Công ty Từ biểu đồ hình 3.1, các chỉ tiêu đánh giá thực trạng quản lý năng lƣợng của Công ty nhƣ sau:
- Chính sách năng lƣợng: Công ty đã đặt mục tiêu tiết kiệm năng lƣợng hàng năm và đã ban hành kế hoạch thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng. Tuy nhiên, chính sách năng lƣợng chƣa ban hành để công bố cho toàn thể cán bộ công nhân biết và thực hiện. Vì vậy, đề nghị Công ty ban hành chính sách năng lƣợng.
- Tổ chức: Công ty đã bổ nhiệm cán bộ quản lý năng lƣợng và đƣợc cấp chứng chỉ Người quản lý năng lượng của Bộ Công thương. Đã thực hiện đúng theo Luật Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả.
- Động viên thúc đẩy: Công ty đã có cơ chế chính sách thúc đẩy hoạt động tiết kiệm năng lượng. Có chế độ thưởng đối với sáng kiến tiết kiệm năng lƣợng của các cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trực tiếp vận hành.
- Hệ thống theo dõi, giám sát: Công ty đã lắp đồng hồ theo dõi giám sát năng lƣợng cho các khu vực sử dụng năng lƣợng chính.
74
- Đào tạo tuyên truyền: Công ty thường xuyên cử cán bộ tham gia các buổi hội thảo, tập huấn tiết kiệm năng lượng của Sở công thương. Điều này cần đƣợc
- Chính sách đầu tƣ: Công ty luôn có một phần kinh phí để thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lƣợng thông qua kế hoạch tiết kiệm năng lƣợng hàng năm và kế hoạch tiết kiệm năng lƣợng cho từng giai đoạn.
Trong giai đoạn hiện nay, Công ty tập chung thực hiện các giải pháp quản lý và các giải pháp có chi phí đầu tƣ thấp.
3.3.1.2. Xây dựng và áp dụng hệ thống quản lý năng lượng
- Luật sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả đã quy định trách nhiệm của các cơ sở sử dụng năng lƣợng trọng điểm phải "Áp dụng mô hình quản lý năng lượng theo hướng dẫn của cơ quan nhà nước có thẩm quyền".
- Việc quản lý sử dụng năng lƣợng hiệu quả đang là một trong những xu thế hiện nay đối với các ngành công nghiệp. Vì vậy, thông qua việc đánh giá hiện trạng quản lý năng lƣợng tại Công ty, tôi nhận thấy đƣợc sự cần thiết phải thực hiện đồng bộ và có kế hoạch thật chi tiết về vấn đề quản lý năng lƣợng theo một chuẩn mực. Giúp Công ty nâng cao việc quản lý về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả do Nhà nước quy định.
- Tiêu chuẩn ISO 50001:2011 đƣợc Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) ban hành vào tháng 6/2011, tiêu chuẩn đƣa ra các yêu cầu áp dụng cho việc tiêu thụ và sử dụng năng lƣợng nhƣ:
+ Văn bản hóa và báo cáo chi tiết năng lƣợng;
+ Thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiết kiệm năng lƣợng cho hệ thống, các thiết bị trong quá trình sản xuất.
+ Đo lường, giám sát tiêu thụ năng lượng cho toàn Công ty;
75
Tiêu chuẩn ISO 50001 đƣợc xây dựng dựa trên mô hình cải tiến liên tục Lập kế hoạch (Plan) - Thực hiện (do) - Kiểm tra (check) - Hành động cải tiến (Act) và có sự kết hợp chặt chẽ giữa QLNL với các hoạt động thực hành hàng ngày của đơn vị.
Mô hình chi tiết quản lý năng lƣợng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 đƣợc thể hiện trên hình 3.2:
Chính sách năng lƣợng
Đánh giá hiệu quả Thiết lập mục tiêu
Thực hiện kế hoạch hành
động Ghi nhận
thành tích
Đánh giá tiến độ Lập kế hoạch
hành động
Đánh giá lại
Hình 3.2. Mô hình quản lý năng lƣợng theo tiêu chuẩn ISO50001:2011 Các bước được mô tả sơ bộ như sau:
- Lập kế hoạch (Plan): Thực hiện đánh giá thực trạng việc sử dụng năng lượng để thiết lập đường cơ sở và các chỉ tiêu hoạt động năng lượng (EnPIs), các mục tiêu, chỉ tiêu và các kế hoạch hành động cần thiết để đạt được kết quả có xét đến mối tương quan với các cơ hội hoạt động năng lƣợng và chính sách về năng lƣợng của đơn vị.
- Thực hiện (Do): Thực hiện các kế hoạch hành động về QLNL.
76
- Kiểm tra (Check): Kiểm soát, đo lường các quá trình và các đặc tính cốt lõi của các hoạt động trong đơn vị, từ đó sẽ xác định đƣợc các hành động năng lƣợng đi ngƣợc lại chính sách, mục tiêu về năng lƣợng và báo cáo các kết quả thu đƣợc.
- Hành động (Act): Xác định và thực hiện các hành động cải tiến liên tục hành động Năng lƣợng và cả hệ thống QLNL.
Lộ trình thực hiện mô hình quản lý năng lƣợng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 tại Công ty nhƣ sau (bảng 3.4):
Bảng 3.4. Lộ trình thực hiện mô hình quản lý năng lƣợng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 tại Công ty
TT Bước thực hiện
Trình tự thực
hiện Nội dung cần làm và đã làm
1
Xây dựng chính sách năng lƣợng (cam kết cải tiến liên tục)
Thành lập ban quản lý năng lƣợng
Bổ nhiệm lãnh đạo năng lƣợng
Xây dựng đội quản lý năng lƣợng (song song phải tiến hành xây dựng hệ thống gián sát quản lý năng lƣợng)
Nghiên cứu chính sách năng lƣợng
Tìm hiểu chính sách năng lƣợng của đơn vị khác cùng mô hình và khả năng ứng dụng vào đơn vị
2 Đánh giá hiệu quả
Quản lý và thu thập dữ liệu
Thu thập dữ liệu, sử dụng thông tin chung qua tài liệu trong thời gian hoạt động
Xây dựng đường cơ sở và so sánh
Xây dựng đường cơ sở xác định điểm bắt đầu của quá trình đo đếm
So sánh hiệu quả sử dụng năng lƣợng hiện tại với đường cơ sở
Phân tính và Nắm bắt được mô hình và xu hướng việc sử
77
đánh giá dụng năng lƣợng của đơn vị
Đánh giá hoạt động hiệu quả của hệ thống cơ sở và thiết bị để xác định tiềm năng cải thiện
3 Thiết lập mục tiêu
Để phát triển các mục tiêu thực hiện có hiệu quả
Xác định phạm vi thực hiện Ƣớc tính tiềm năng cải tiến Thiết lập mục tiêu
Thiết lập các mục tiêu cần sự giúp đỡ của lãnh đạo năng lƣợng
Đƣa ra các đề nghị về vấn đề cần phải có sự quyết định của các cấp lãnh đạo
4 Lập kế hoạch hành động
Xác định các bước kỹ thuật thực hiện và mục tiêu
Các thành viên trong đội quản lý năng lƣợng nghiên cứu quá trình sản xuất, quá trình hoạt động thông qua tài liệu thu đƣợc để tìm điểm nóng về sử dụng năng lƣợng.
Sau khi xác định đƣợc điểm nóng ta tìm hiểu yếu tố gây lãng phí năng lƣợng
Nghiên cứu các phương án kỹ thuật để cải tiến việc tiêu thụ năng lƣợng
Lập các bước thực hiện nhiệm vụ cải tiến này
Xác định vai trò và nguồn lực
Sau khi thu thập các cải tiến ta tiến hành xác định vai trò (mức độ ƣu tiên đối với từng giải pháp)
Song song với việc xác định mức độ ƣu tiên ta xác định thêm nguồn lực để đầu tƣ cho giải pháp cải tiến
5
Thực hiện kế hoạch
hànhđộng
Xây dựng kế hoạch truyền thông
Xác định thời gian, phạm vi, mức độ, khu vực cần truyền thông về sử dụng năng lƣợng
Xây dựng nội dung tuyên truyền về sử dụng năng lƣợng tiết kiệm
78
Nâng cao nhận thức
Thực hiện công tác truyền thông đảm bảo mọi cán bộ công nhân viên đều nắm bắt đƣợc nội dung
Thực hiện xây dƣng và hoàn thiện các sáng kiến liên quan đến sử dụng năng lƣợng tiết kiệm
Xây dựng năng lực
Đào tạo cán bộ chuyên trách
Thực hiện kiểm toán năng lƣợng và triển khai các dự án đầu tƣ các giải pháp tiết kiệm theo lộ trình
Thúc đẩy việc thực hiện
Tiến hành công tác hoàn thành quá trình đầu tƣ xây dựng hệ thống , thiết bị tiết kiệm một cách nhanh nhất có thể
Theo dõi và giám sát
Thường xuyên theo dõi, giám sát hoạt động của hệ thống quản lý năng lƣợng
Tăng cường các báo cáo thường kỳ của các thành viên đội quản lý năng lƣợng
6 Đánh giá tiến độ
Kết quả đo lường
Thu thập, lưu trữ kết quả đo lường, phân loại mọi kết quả tương ứng cho tường thiết bị Phân tích kết quả đạt đƣợc và so sánh Xem xét kế
hoạch hành động
Từ kết quả đo lường ta tiến hành so sánh với mục tiêu và tiến hành điều chỉnh kế hoạch hành động sao cho hợp lý
7 Ghi nhận hành tích
Cung cấp sự công nhận nội bộ
Đánh giá kết quả thực hiện sử dụng năng lƣợng hiệu quả tại các đơn vị
Khen thưởng và kỷ luật hợp lý đối với các trường hợp tiêu biểu về sử dụng hiệu quả và không hiệu quả
79
Công nhận và tạo điều kiện nhân rộng các sáng kiến về sử dụng năng lƣợng tiết kiệm
Nhận đƣợc sự công nhận từ bên ngoài
Công bố và thực hiện đăng ký với cấp trên về những hình thức, đơn vị, cá nhân sử dụng hiệu quả năng lƣợng
3.3.1.3. Ước tính chi phí đầu tư
- Để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lƣợng cho Công ty, giải pháp đề xuất xây dựng hệ thống quản lý năng lƣợng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 và được thực hiện từng bước có lộ trình rõ ràng. Trong năm 2014, Công ty tiêu thụ 19.245.146 kWh.
Giải pháp đề xuất khi đƣợc áp dụng sẽ ƣớc tính tiết kiệm 126,924 triệu đồng/năm. Chi phí đầu tƣ giải pháp xây dựng mô hình quản lý năng lƣợng cho Công ty theo ISO 50001:2011 được tổng hợp trong bảng 3.5 dưới đây.
Bảng 3.5. Ƣớc tính tiềm năng và thời gian hoàn vốn khi áp dụng giải pháp xây dựng hệ thống quản lý năng lƣợng theo ISO50001:2011
TT Tên giải pháp
ĐNTK CPTK CPĐT TGHV
(kWh/năm) (1.000đ
/năm) (1.000đ) (năm) 1 Xây dựng hệ thống quản lý năng
lƣợng theo ISO 50001:2011 90.209 126.924 470.000 3,7
- Giải pháp xây dựng hệ thống quản lý năng lƣợng theo ISO50001:2011 đang đƣợc triển khai thực hiện cho Công ty CP than Cao Sơn - Vinacomin và Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin, dự kiến hoàn thành trong năm 2015.
80
3.3.2. Giải pháp lắp hệ thống quản lý, giám sát điện năng tự động
Từ kết quả phân tích và nghiên cứu kỹ lƣỡng hiện trạng hoạt động các thiết bị tại Công ty, giải pháp đề xuất lắp đặt hệ thống tự động quản lý giám sát điện năng với chức năng nhƣ sau:
- Có khả năng theo dõi, giám sát nguồn điện và tải của hệ thống cung cấp điện trong toàn mỏ.
- Tính toán điện năng tiêu thụ cho từng công trường, phân xưởng theo hình thức 3 giá (bình thường – cao điểm – thấp điểm).
- Phát hiện, chuẩn đoán sớm và thủ tiêu kịp thời tình trạng tiêu thụ điện bất hợp lý và các nguyên nhân gây sự cố trong hệ thống, hỗ trợ tối đa trong quản lý đƣa ra các biện pháp khắc phục hợp lý.
- Có khả năng theo dõi trực tuyến các thông số về tiêu thụ điện năng nhƣ: điện năng tiêu thụ (kWh), điện áp (V), dòng điện (I), công suất hoạt động (P, Q, S), hệ số công suất Cosφ trên từng pha và thiết bị. Từ việc theo dõi trực tuyến giúp người vận hành dễ dàng kiểm soát, theo dõi, phát hiện những vị trí tiêu thụ bất thường (như quá áp, thấp áp, quá tải...), từ đó thông tin tới người vận hành thiết bị tránh việc cháy hỏng thiết bị.
- Có khả năng xem lại kết quả đo lường, theo dõi trong quá khứ các thông số về tiêu thụ điện năng nhƣ: điện năng tiêu thụ, điện áp, dòng điện, công suất hoạt động (P, Q, S), hệ số công suất Cosφ.. trên từng pha, từng thiết bị.
- Khi mở rộng công suất mỏ, lắp đặt thêm các trạm biến áp mới thì phần mềm có thể mở rộng tương ứng bằng cách đấu nối thêm các thiết bị tương ứng như bộ truyền tín hiệu và các công tơ đo lường.
- Hệ thống tiện dụng, hiệu quả và tiết kiệm tối thiểu chi phí quản lý so với các giải pháp quản lý hệ thống điện bằng tay, cụ thể:
81
+ Các giao diện của phần mềm giám sát gồm: Giám sát, cảnh báo, phân tích, tạo bảng giá, xuất hoá đơn, gửi thƣ điện tử và theo dõi thông qua trang web trên internet có thể truy cập theo dõi ở bất kỳ đâu.
+ Hệ thống đảm bảo tính mở có thể phát triển giám sát quản lý đến cụm thiết bị, từng thiết bị tiêu thụ điện cụ thể của từng phân xưởng. Qua đó can thiệp kịp thời khi nhận thấy tình trạng tiêu thụ điện của thiết bị đó bất thường, nhanh chóng tìm ra nguyên nhân bất thường đó (chế độ bảo dưỡng thiết bị chƣa hợp lý, ma sát, rò rỉ hơi,...). Hình 3.3 nguyên lý hệ thống tự động giám sát, quản lý tiêu thụ điện năng đề xuất:
ĐO LƯỜNG
Bộ đệm tín hiệu Thiết bị đo
Bộ đệm tín hiệu Thiết bị đo
Bộ đệm tín hiệu Thiết bị đo
Bộ đệm truyền thông
TRUYỀN THÔNG
Phần mềm thu thập dữ liệu QUẢN LÝ DỮ LIỆU
Máy tính
Hình 3.3. Nguyên lý hệ thống tự động giám sát, quản lý điện năng Trong đó:
- Đo lường:
+ Bộ đệm tín hiệu: biến dòng, biến áp, cảm biến dòng điện, tín hiện xung, tín hiệu dòng 0-20mA;
+ Thiết bị đo: các đồng hồ đo lường điện đa năng có kết nối truyền thông (RS485, kết nối không dây,…).
- Truyền thông: Bộ đệm truyền thông: Các bộ đệm truyền thông thu thập các thông số đo lường từ các thiết bị về trung tâm.
82
- Quản lý dữ liệu: Là hệ thống máy tính có cài đặt phần mềm quản lý điện năng. Các thông số đo lường điện từ các thiết bị đo lường được truyền thông lên máy tính thông qua bộ đệm truyền thông.
Với đặc điểm của Công ty hoạt động khai thác lộ thiên vì vậy việc xây dựng hệ thống quản lý giám sát điện năng sẽ lựa chọn phương án sử dụng phương thức truyền thông không dây, dữ liệu tiêu thụ điện năng từ các đồng hồ lắp đặt đƣợc truyền về máy chủ (đặt tại phòng Cơ điện của Công ty). Tại đây phần mềm quản lý giám sát điện năng tự động sẽ thu thập các số liệu từ các đồng hồ và hiển thị số liệu trên màn hình. Người dùng có thể xem lại quá trình biến đổi dòng điện, công suất (P-Q-S), điện áp, dòng điện, điện năng tiêu thụ, hệ số công suất Cosφ...Vì vậy người quản lý có cái nhìn một cách tổng thể thực trạng hoạt động của các công trường, phân xưởng từ đó đưa ra biện pháp quản lý thích hợp nhằm giảm lãng phí điện năng.
Các thiết bị dự kiến theo dõi gồm trạm biến áp cấp điện cho các Công trường, phân xưởng, thiết bị. Các phụ tải được lắp đặt một bộ phát không dây và các đồng hồ đo lường tương ứng với số lượng phụ tải cần theo dõi.
Đồng hồ sử dụng là loại đo lường đa năng VIMSAT-MASTER 2, các đồng hồ và bộ phát không dây kết nối với nhau bằng cáp RS485. Số liệu từ các đồng hồ đo lường được truyền về máy chủ bằng tín hiệu GPRS hoặc 3G thông qua bộ phát không dây GSM.
Trường hợp có trạm mới xây dựng, để theo dõi điện năng tiêu thụ của phụ tải cần lắp đặt thêm bộ phát không dây GSM, các đồng hồ đo lường và khai báo cấu hình trên máy chủ. Sơ đồ khối hệ thống đƣợc thể hiện trên hình 3.4.