Problematyka energochłonności ważenia, pakowania, dozowania

Problematyka energochłonności ważenia, pakowania, dozowania
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Temat artykułu do bieżącego wydania czasopisma ”Ważenie, Dozowanie, Pakowanie” dobrano nieprzypadkowo. Z energochłonnością stykamy się na co dzień, choćby kupując żarówkę, już pojawia się dylemat, czy wybrać żarówkę tradycyjną o mocy 60 W i po jej włączeniu do źródła prądu otrzymać tylko 5% ze światła, czy wydać więcej i mieć ok. 80% światła z dostarczonej energii do tej samej żarówki. Dlatego coraz częściej zamiast energochłonnych i mało sprawnych żarówek (żarnikowych) używa się żarówki LED. Żartując o tych pierwszych żarówkach, można powiedzieć, że: są dwufunkcyjne, bo nie dość, że świecą, to jeszcze doskonale grzeją, obciążając dodatkowo w letnich miesiącach systemy klimatyzacji.

Jak widać wyżej na przykładzie, energochłonność jest bardzo istotna - można się o tym przekonać po lekturze wielu publikacji - nie tylko naukowych, w których przeczytamy, że pojazdy wyposaża się w nowej generacji hybrydowe, ekologiczne źródła napędu, a także, że zaczyna się optymalizować systemy logistyczne, uwzględniając problematykę energochłonności określaną jako stosunek energii wprowadzanej do systemu logistycznego do efektu działania tegoż systemu. Odnosząc się np. do systemu magazynowego, można obliczyć energochłonność przejścia przez magazyn jednej palety (czy jednostki ładunkowej) - przykład takich obliczeń czytelnik może znaleźć w poprzednim numerze pisma "Ważenie, Dozowanie, Pakowanie" w odniesieniu do alternatywnych zastosowań palet styropianowych i drewnianych.

W optymalizacji uwzględnia się nie tylko energię wprowadzaną do systemu logistycznego, ale również jej odzyskiwanie, np.: mając przypadek mroźni, w której pracują agregaty chłodnicze wydzielające sporo ciepła. Ciepło to odzyskuje się np. poprzez ogrzewanie wody użytkowej dla znajdującej się np. w ramach magazynu ubojni.

Prowadzone analizy na Politechnice Wrocławskiej wskazują na celowe dalsze prace w zakresie odzysku energii słonecznej do ogrzewania wody użytkowej, jak również wykorzystania energii słonecznej do napędu wózków widłowych o napędzie elektrycznym.

Działania takie są zgodne z tendencjami światowymi, które wykazują ciągłe skracanie nominalnego okresu życia systemów logistycznych i stały wzrost zapotrzebowania na nowe generacje systemów. Jednocześnie postęp technologiczny powoduje, że nowe systemy powstają najczęściej nie na podstawie znaczącej poprawy istniejących rozwiązań w oparciu o wnioski wynikające z eksploatacji, lecz na podstawie generalnej zmiany koncepcji - filozofii całego systemu - powodowanej nowymi wymogami: ergonomii, ekologii, oszczędności energii, humanizacji pracy, robotyzacji itp.

Na tle tych poglądów jakościowa ocena opakowań wyrobów, systemów dozująco-pakujących lub w szerszym zakresie systemów technicznych wiąże się z takimi czynnikami, jak:
  • przyjęty model zapewnienia jakości systemu;

  • przyjęta strategia promocyjna dotycząca walorów eksploatacyjnych;

  • kwalifikacja grupowa wynikająca z przyjętej pragmatyki jego eksploatacji.
Przydatność do eksploatacji to głównie problem techniczny projektanta optymalizującego system w celu uzyskania minimalnych kosztów jego budowy i obniżającego jakość na tyle, aby nie odbiło się to na wynikach eksploatacyjnych i nie spowodowało reklamacji ze strony inwestora.

Dodatkowo należy tu zaakcentować problem trafności przeznaczenia wpływającego na optymalizację systemu logistycznego oraz zadowolenia inwestora, który będzie oczekiwał rozwiązań uwzględniających minimalizację kosztów eksploatacji, podwyższone bezpieczeństwo i niezawodność. Swego rodzaju pogodzeniem racji technicznych, ekonomicznych, społecznych (ergologia, ekologia, bezpieczeństwo) są ogólnie przyjęte na świecie normy techniczne.

Rozwiązania projektowe w zakresie opakowań oraz systemów dozujących czy pakujących pomimo tych determinant bardzo często opierają się na intuicji bądź wieloletnich doświadczeniach poszczególnych producentów w ich tworzeniu dla "statystycznego inwestora".

Wskaźniki energochłonności w UE

Rozwój wskaźników efektywności energetycznej dostosowujący statystykę energii do zmieniających się warunków funkcjonowania gospodarki i aktualnych potrzeb (monitorowanie gospodarki energią i kontrolowanie jej zarządzania w kierunku "zrównoważonego rozwoju") realizowany jest w odpowiedzi na zapisy zawarte w dokumentach Komisji Europejskiej i IEA/ŚCD. Dokumenty te zalecają wspólne działania Eurostatu i krajów członkowskich celem stworzenia systemu wskaźników statystycznych stanowiących narzędzie do oceny trendów w obszarze efektywności energetycznej i wspomagające podejmowanie decyzji oraz koordynację tych działań z pracami prowadzonymi przez Międzynarodową Agencję Energii.

Powstały dlatego programy Unii Europejskiej SAVE I i SAVE II oraz "Inteligentna Energia dla Europy".

Zwiększanie efektywności energetycznej procesów wytwarzania, przesyłu i użytkowania energii jest filarem prowadzenia zrównoważonej polityki energetycznej. Znajduje to swój wyraz w prawodawstwie i działaniach podejmowanych przez instytucje państwowe i organizacje międzynarodowe. Wymienić tu należy regulacje związane z efektywnością energetyczną, w tym:
  • Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (z najnowszą 2006/32/WE z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie efektywności końcowego użytkowania energii i usług energetycznych i uchylającą dyrektywę Rady 93/76/EWG);

  • Odnowioną Strategię Lizbońską;

  • Narodową Strategię Spójności na lata 2007- 2013.
Głównym celem dyrektywy 2006/32/WE jest osiągnięcie uzasadnionej ekonomicznie poprawy efektywności końcowego użytkowania paliw i energii w państwach członkowskich Unii Europejskiej poprzez: ustalenie celów, mechanizmów i zachęt; ustalanie instytucjonalnych, finansowych i prawnych ram dla usunięcia istniejących barier rynkowych mających wpływ na efektywność końcowego użytkowania energii; promowanie programów służących poprawie efektywności energetycznej; rozwijanie rynku wysokiej jakości usług energetycznych dla użytkowników końcowych; zharmonizowanie metodologii obliczania i weryfikowania oszczędności energii. Ww. dyrektywa zobowiązuje kraje członkowskie do gromadzenia i przekazywania danych niezbędnych do monitorowania, oceny i planowania działań na rzecz poprawy efektywności wykorzystania energii.

Istnieją dwie metody pomiaru wzrostu efektywności energetycznej (oszczędności energii), są to:
  • metoda "od ogółu do szczegółu" (top-down);

  • metoda "od szczegółu do ogółu" (bottom-up).
W metodzie "od ogółu do szczegółu" wykorzystuje się dane zagregowane i dlatego nazywa się ją metodą "wskaźników efektywności energetycznej".

Dzięki niej można ustalić - co prawda poprawne - ale jednak tylko wskaźniki rozwoju sytuacji, natomiast nie daje ona dokładnych pomiarów na poziomie szczegółowym.

Najczęściej przedmiotem obliczeń w tej metodzie są sekcje, działy, grupy gospodarki, grupy urządzeń, typy środków transportu. Obliczone wartości zużycia energii lub energochłonności podlegają korektom uwzględniającym czynniki zewnętrzne, takie jak liczba stopniodni w sezonie grzewczym, zmiany strukturalne, profil produkcji itp.

Metoda "od szczegółu do ogółu" jest bardziej precyzyjnym sposobem obliczania oszczędności energii wynikających ze wzrostu efektywności energetycznej. Najpierw oblicza się zużycie energii dla pojedynczego odbiornika końcowego, np. lodówki, w określonym przedziale czasu przed wdrożeniem działania mającego na celu zwiększenie efektywności energetycznej, uzyskując "wartości odniesienia".

Następnie stwierdzony poziom zużycia porównuje się ze zużyciem energii (odnotowanym w takim samym przedziale czasu, ale po wdrożeniu działania zwiększającego efektywność energetyczną). Różnica pomiędzy uzyskanymi wynikami jest miarą zwiększenia efektywności energetycznej. Jeżeli obliczenia takie wykona się dla wszystkich rodzajów odbiorników energii, a wyniki zsumuje się, otrzyma się dość dokładną miarę wzrostu efektywności energetycznej.

Wykonując obliczenia, należy także i w tej metodzie pamiętać o uwzględnieniu korekty na warunki klimatyczne i inne czynniki wymienione w opisie metody "od ogółu do szczegółu".

Oszczędności energii, oprócz tego, że są wynikiem zastosowanych działań zwiększających efektywność energetyczną, mogą być spowodowane zmianami w zachowaniu i stylu życia (te drugie mogą oznaczać lub nie - zmianę poziomu świadczonych usług), niedającymi się kontrolować warunkami pogodowymi, a także zmianami strukturalnymi (np. zmniejszenie produkcji przez energochłonne gałęzie przemysłu).

Jeśli nie dokona się korekty, tego typu zmiany strukturalne wpłyną na poprawę efektywności energetycznej.

Rozwinięciu metod monitorowania efektywności energetycznej i metod oceny działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej służył projekt Komisji Europejskiej pt.: "Ocena i monitorowanie efektywności energetycznej w nowych krajach członkowskich UE oraz UE-25" (Evaluation and Monitoring of Energy Efficiency in the New EU Member Countries and the EU-25), o akronimie EEE-NMC, który realizowany był w ramach programu Inteligentna Energia dla Europy.

W Polsce ok. 89% energii zużywanej w transporcie wykorzystywane jest w transporcie drogowym, a ok. 5,6% w transporcie kolejowym.

Pozostałe 5% energii zużywane jest w transporcie lotniczym oraz śladowe ilości przez żeglugę śródlądową i przybrzeżną. W latach 1990-2005 zaobserwowano stały wzrost zużycia paliw w transporcie drogowym (w tempie ok. 2,5% na rok) przy jednoczesnym wyraźnym spadku zużycia energii w transporcie kolejowym.

Wskaźnikiem ODEX nazwany jest zagregowany wskaźnik efektywności energetycznej.

Został on opracowany ze względu na potrzeby w zakresie monitorowania efektywności energetycznej oraz w celu uzyskania zrozumiałego, prostego do opracowania i porównywalnego wskaźnika ilustrującego postęp w zakresie efektywności energetycznej w krajach członkowskich Unii Europejskiej. Wskaźnik ten jest otrzymywany poprzez agregowanie zmian w jednostkowym zużyciu energii, obserwowanych w danym czasie na określonych poziomach użytkowania końcowego. Używając odnośnych parametrów fizycznych, wskaźnik ODEX dobrze ilustruje postęp w zakresie efektywności energetycznej.

ODEX jest alternatywą dla monetarnych wskaźników intensywności energetycznej, które zależą od wielu czynników związanych niebezpośrednio z efektywnością energetyczną.

Wskaźnik ODEX nie pokazuje bieżącego poziomu intensywności energetycznej, lecz postęp w stosunku do roku bazowego. Wskaźniki ODEX są przydatne do monitorowania realizacji celu indykatywnego w zakresie efektywności energetycznej, określonego w dyrektywie 2006/32/WE.

Metodologia obliczania wskaźników ODEX jest obecnie wypracowywana m.in. w ramach programów Komisji Europejskiej pod nazwą ODYSSEE. Obecnie stosuje się dwie alternatywne metody obliczania wskaźnika ODEX, dające taki sam wynik. Pierwsza z nich (metoda agregacji oparta na efekcie jednostkowego zużycia) łączy postęp w efektywności energetycznej osiągnięty we wszystkich podsektorach na podstawie ilości zaoszczędzonej energii (np. Mtś): oparta jest na "efekcie jednostkowego zużycia". Druga metoda (metoda wskaźnika ważonego) waży osobny wskaźnik zużycia jednostkowego każdego podsektora na podstawie jego udziału w zużyciu energii całego sektora.

W przemyśle, na przykład, ogólny efekt zużycia jednostkowego zostanie otrzymany poprzez agregację efektów zużycia jednostkowego energii w poszczególnych działach. ODEX jest obliczony na każdy rok jako iloraz rzeczywistego zużycia energii Et i teoretycznego zużycia energii bez brania pod uwagę efektu zużycia jednostkowego (tzn. bez oszczędności energii uzyskanej poprzez zmniejszenie jednostkowego zużycia energii w wyniku działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej procesu produkcji danego wyrobu). Jeśli wskaźnik efektywności energetycznej wyniósł 85 w 2000 r. to oznacza to poprawę efektywności energetycznej o 15% w porównaniu do technologii energetycznych i praktyk stosowanych w 1990 r.

Opakowania a energochłonność

Problem monitorowania energochłonności pojawia się w zakresie opakowań, które są we wszystkich systemach logistycznych. Poprawa energochłonności - tzn. jej niewielkie obniżenie ma kolosalne przełożenie na cały ekosystem.

Zagadnienie monitorowania energochłonności dotyczy produkcji opakowań, ich eksploatacji, jak również zagospodarowania ich po okresie eksploatacji.

Literatura

Wykorzystano fragmenty niepublikowanych prac Politechniki Wrocławskiej.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Problematyka energochłonności ważenia, pakowania, dozowania

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!