Один маленький шаг — один гигантский вклад
Это история о «самой любимой на Земле маленькой фабрике полезных напитков», которая демонстрирует, что успешный бизнес может способствовать стимулированию здорового образа жизни людей и улучшению экологического состояния нашей планеты. Когда-то у одного производителя появилась большая мечта — наладить экологически чистое и рациональное производство с нулевым уровнем выбросов углерода к весне 2022 года. Завод, строящийся нашим клиентом, компанией Innocent, получил название «Blender». Это будет новое предприятие по производству соков и смузи. Место, где не только смешиваются самые полезные для здоровья коктейли, но и объединяются самые умные на планете люди в сплоченные команды, в которые входят также и некоторые специалисты компании GEA в сфере производственных процессов, технологий нагрева и охлаждения.
Назвав свое новое предприятие по производству соков в порту Роттердама в Нидерландах «самой любимой на Земле маленькой фабрикой полезных напитков», компания Innocent, возможно, просто хочет скромно занять свое место в общественной системе вещей, не отступая от своих смелых амбиций. Фактически, завод производит до 300 миллионов литров охлажденных соков и смузи в год, предназначенных для рынков континентальной Европы и Великобритании. И это не говоря уже о его значении как яркого примера для других компаний, на котором можно учиться и который можно копировать, что несомненно выйдет далеко за пределы географии ее деятельности. Потому что в Innocent знают, что каждая капля воды, которую они сохраняют, каждая тонна углекислого газа, которую они не выбрасывают в атмосферу, каждый киловатт-час энергии, который они экономят, и каждый килограмм отходов, который они сокращают, — все это и составляет значительный вклад.
Истинное инженерное искусство
Эксперты компании GEA помогают компании Innocent воплощать в жизнь их большие мечты на протяжении всего их пути, делая для этого все возможное. В ходе совместной проектной работы с командой разработчиков из компании Innocent они доказали, что эффективное и надежное проектирование технологических процессов — это нечто большее, чем просто совокупность машин и комплектующих в производственном цехе. Потому что истинное инженерное искусство — это то, что стоит за этим, а в идеале — то, что предшествует этому. Именно эти знания и опыт обеспечивают организацию технологических процессов, благодаря которым производство становится действительно экологически чистым и рациональным.
Не часто заказчики привлекают экспертов компании GEA к проработке столь ранних этапов технологического процесса, когда еще не поздно вернуться к чертежной доске и скорректировать многие тонкости. К счастью, проект «Blender» от компании Innocent был именно таким. Это означало, что «маленькие» напитки могут сыграть большую роль в реализации мечты производителя напитков о достижении цели нейтрального уровня эмиссии углерода. Для этого количество парниковых газов, выделяемых при производстве каждой бутылки, рассчитывалось с особой тщательностью.
При проектировании завода особо учитывались факторы, влияющие на экологическое состояние нашей планеты
Для реализации этого проекта был создан своего рода «мозговой центр», в который входят люди, не боящиеся вступать в открытые дебаты по различным точкам зрения, пересматривать планы и стимулировать друг друга на поиски новых решений. «Мы хотим, чтобы при проектировании завода особо учитывались факторы, влияющие на экологическое состояние нашей планеты», — говорит Энди Джойнсон (Andy Joynson) из компании Innocent. В качестве бывшего директора по строительству или ответственного за «Блендер», как они любят шутить в компании Innocent, он отвечает за реализацию этого новаторского проекта. Вместе со своей командой он следит за экологичностью каждого этапа планирования. В список утверждаемых попадают только те решения, которые позволяют снизить уровень выбросов углекислого газа и потребление воды, а также в которых отходы рассматриваются в качестве ресурса.
Наши «Инь и янь»
Ключом к решению энергетического каскада является понимание того, как все разноплановые аспекты формируют общую картину, или масштабирование от микро- к макроперспективе. Франц-Йозеф Хелмс (Franz-Josef Helms), курирующий технологическую часть проекта, в двух словах описывает философию GEA: «Мы стремимся разобраться во всех деталях и оценивать каждый практический шаг с точки зрения его влияния на все последующие этапы. Каждое решение влечет за собой многомерную цепную реакцию. С самого начала совместной работы со специалистами компании Innocent нам приходилось решать сложнейшие задачи и при этом мы чувствовали, что нам необходимо еще больше расширять границы. По мере того, как концептуальный проект пропитывался нашими идеями и развивался, наша команда постоянно адаптировалась к возникающим условиям и непрестанно воплощала его в жизнь.» Для осуществления такого революционного проекта строительства завода требуется значительный опыт и мастерство многих партнеров. Но в лице компании GEA у компании Innocent есть партнер, который смело смотрит в лицо подобным вызовам.
«Используя новейшие технологии, мы можем проектировать заводы, которые находятся «на самом краю возможного» с точки зрения концепции экологической рациональности», —
рассказывает Франц-Джозеф Хелмс
Руководитель инженерного отдела направления безалкогольных напитков GEA
Этот подход имеет смысл
Роберт Ансворт (Robert Unsworth) — один из экспертов компании GEA по системам нагрева и охлаждения, которые входят в состав команды проектировщиков в рамках проекта компании Innocent, занимающейся разработкой Holistic Engineering Solutions GEA NEXUS. Благодаря такому подходу требования к системам нагрева и охлаждения учитываются на этапе планирования, а не постфактум, как это обычно бывает. Как объясняет г-н Ансворт, подход «постфактум» — это ужасное растрачивание потенциала. Хотя оптимизация отдельных компонентов установки или этапов технологического процесса в отдельности обеспечивает постепенное повышение эффективности, для существенного улучшения показателей энергопотребления и углеродного следа необходимо смотреть на картину в целом.
«Объединив навыки работы над технологическими процессами и знания в области технологий нагрева и охлаждения, можно добиться значительного улучшения ситуации на разных участках. Отдельные меры, например, замена определенного компонента или регулировка параметров, не принесут реальных результатов,» — говорит г-н Ансворт.
«Благодаря NEXUS мы можем снизить потребление энергии и эксплуатационные расходы на 30 и более процентов, а также сократить выбросы CO₂ и Noₓ до 90 процентов. Если объект использует экологически чистую электроэнергию, можно даже добиться углеродной нейтральности. Это именно тот путь, по которому идет компания Innocent», —
сообщает Роберт Ансворт
Глобальный технический менеджер по устойчивому развитию, GEA Heating & Refrigeration Technologies
Так какие именно рычаги необходимо использовать рабочей группе специалистов компании GEA и Innocent, чтобы обеспечить работу завода «Blender» в качестве углеродно-нейтрального объекта, работающего на возобновляемой энергии? В процессе планирования возникли четыре подзадачи, которые помогут компании Innocent снизить потребление энергии, перерабатывать и повторно использовать ее, а также регенерировать собственную энергию. Можно сказать, что это «энергетическая постановка» в четырех действиях.
Глава первая: снижение энергопотребления
Без чего не может обойтись ни одно предприятие по производству продуктов питания или напитков, так это без системы нагрева. Нагрев необходим для обработки сырья, стерилизации и консервирования продукта. Другая сторона медали — это охлаждение для снижения температуры термически обрабатываемых продуктов с целью сохранения вкуса, содержания питательных веществ и витаминов, а также текстуры. Поскольку тепло — это энергия, важно оценить потребность в ней на каждом этапе обработки и внести соответствующие коррективы. Благодаря совместной работе специалистам компании GEA удалось свести к минимуму потребность в нагреве и охлаждении на многих участках. Результатом является значительное снижение потребности в энергии для завода в целом.
Например, температура пастеризации может быть снижена с 95°C до 90°C, что способствует улучшению энергетического баланса на три процента. Это позволяет установить тепловой насос и размораживать замороженные соки теплой водой вместо пара. Специалисты компании GEA порекомендовали руководству компании Innocent использовать два отдельных нагревательных контура — в одном температура установлена на 65°C для очистки, а в другом — на 90°C для пастеризации и стерилизации. Более того, на предприятии Innocent соки будут охлаждаться настолько, насколько это абсолютно необходимо, потому что каждый «сэкономленный» градус понижения температуры позволяет повысить энергоэффективность не менее чем на четыре процента.
Прежде чем на предприятии Innocent были внедрены все эти изменения, эксперты компании GEA провели тщательные испытания: «Нам нужно было убедиться в том, что технология способна обеспечить соблюдение стандартов качества, несмотря на изменившиеся требования к теплу. И ответ на этот вопрос — однозначно «да». Например, мы осуществляем пастеризацию при более низкой температуре, чтобы это подходило для тепловых насосов. В пищевой промышленности это не что иное, как абсолютная отвага, — говорит г-н Хелмс. Эти небольшие изменения действительно меняют всю картину.
Глава вторая: повторное использование энергии
Во второй главе этой истории компания GEA продемонстрировала, как энергия, используемая на определенных этапах технологического процесса, может быть утилизирована в целях сведения к минимуму тепловых потерь. На предприятии Innocent будет использоваться более энергоэффективный пастеризатор, с большей площадью поверхности теплообменника. Другим практичным решением является нагрев воды для очистки с помощью отработанного тепла от воздушных компрессоров. Специалистам компании GEA необходимо было минимизировать количество пара до такой степени, чтобы можно было использовать электрический парогенератор, питаемый энергией, получаемой из экологически чистых источников. «Традиционно при производстве напитков все тепло подается при температуре выше 100°C с использованием пара в качестве рабочей среды, — говорит г-н Ансворт. «Но мы поставили это под сомнение. Теперь только для части тепла требуется пар, который используется для стерилизации.»
«В максимальной мере Максимально используя принцип теплообменника, мы добились невероятных успехов в повторном использовании энергии и снижении ее огромного количества, расходуемого на пар, который в итоге не востребован», —
подчеркивает Энди Джойнсон
Бывший ответственный за «Блендер», Innocent
Глава третья: вторичное использование энергии
Всем нам хорошо известно о возможностях вторичного использования бытовых отходов путем их правильной утилизации и переработки. Но что это подразумевает в плане вторичного использования энергии? Решением являются тепловые насосы, которым посвящена третья глава истории об оптимизации энергопотребления в компании Innocent. С их помощью энергия, используемая при производстве сока, в частности, отработанное тепло из системы охлаждения, может рециркулировать в замкнутом цикле. В рамках реализуемого компанией GEA проекта для компании Innocent он будет находиться на стыке температурных контуров 65°C и 90°C. Там, где для процессов нагрева требуется температура выше 100°C, электрические котлы наращивают температуру. Как и тепловые насосы, они тоже требуют энергии для функционирования.
То, что звучит как сказочное окончание процесса проектирования, не имеет ничего общего с волшебством. Это вознаграждение не только за то, что вы проектируете технологические этапы и параметры процесса, но и подстегиваете друг друга к новым и лучшим свершениям. И компания GEA, и компания Innocent выиграли от того, что поставили под сомнение традиционный подход. Несмотря на то, что компания Innocent стремится к созданию завода, не оказывающего отрицательного влияния на климат, она не питает иллюзий относительно потребностей промышленного производства в энергии.
Глава четвертая: независимое производство возобновляемой энергии
Это подводит нас к четвертой главе и решению компании Innocent генерировать собственную энергию с помощью солнечных батарей и больших ветровых турбин, расположенных к северу и югу от участка. Компания посчитала важным не прибегать к услугам местных поставщиков энергоресурсов и не расходовать мощности сети. Вместо этого завод «Blender» будет самодостаточным, и рабочая сила будет самостоятельно создавать все необходимое для производства.
Заглядывая в будущее, Энди Джойнсон объясняет, что расположение завода в порту Роттердама означает, что производимые компанией Innocent напитки больше не будут преодолевать многие километры по дорогам, что позволит сократить выбросы парниковых газов. Поскольку апельсиновый сок все еще необходимо перевозить по суше, специалисты компании Innocent работают над тем, чтобы в один прекрасный день его можно было погрузить в первые в мире электрические грузовики полной массой 50 тонн с нулевым уровнем выбросов.
Экономия воды за счет лимонов и более нестандартного мышления
Сокращение выбросов углекислого газа требует принятия и соблюдения определенных обязательств. Чтобы завод «Blender» был спроектирован как действительно экологичное предприятие, компания GEA также применила свой «микро-макро» подход к потреблению воды и образованию отходов при производстве сока. По словам г-на Франца-Йозефа Хелмса, чья команда также работала над исследованием каждого этапа этого процесса: «Мы добились наибольшего снижения потребления благодаря необычной системе безразборной мойки (CIP), которая позволяет свести к минимуму необходимую площадь очищаемой поверхности, а также применить новаторскую технологию Fluidor для очистки труб с помощью «воздушного завихрения» вместо воды. Адаптация системы Fluivac позволяет компании Innocent извлекать 98 процентов сока из технологического трубопровода.»
В качестве примера мышления с упором на экологичность и рациональность г-н Хелмс выделяет «использование вместо воды лимонного сока в качестве натуральной жидкости для промывки уплотнений, поскольку низкий уровень pH предотвращает рост бактерий.» Благодаря установке конденсаторов, предприятие Innocent будет потреблять на 45% меньше воды, чем предполагалось в рамках первоначального проектного исследования. Компания GEA пошла в этом смысле еще дальше, адаптировав систему Fluivac к системе GEA CIP. Сочетание этих двух способов позволяет в значительной степени снизить потребление воды. Было бы желание, а возможность найдется.
Вдохновляя на более масштабные изменения
Энди Джойнсон говорит с блеском в глазах: «Я снимаю шляпу перед инженерами компании GEA, потому что они были рядом с нами на протяжении всего этого пути и помогли бросить вызов традиционным подходам к проектированию. Крупный успех складывается из мелких деталей». ”
