Elektromotoren efficiënter maken scheelt wereldwijd 200 kolencentrales

Daardoor wordt de bouw van 200 nieuwe kolencentrales overbodig, zo heeft het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) berekend. ECN adviseert landen en regeringen op het gebied van energiebesparing en heeft net een tweejarig project met Indonesië afgerond.

"Dat zo’n groot deel van het mondiale elektriciteitsverbruik naar elektromotoren gaat, was voor ons ook een eyeopener. Er gaat 2,5 keer zoveel elektriciteit naar dit soort motoren en aangedreven systemen als naar verlichting," stelt onderzoeker drs.ing. Jeffrey Sipma van beleidsstudies. ,,Het besparingspotentieel is groot, kosteneffectief en in technische zin relatief eenvoudig te behalen."

Taskforce

In het licht van de klimaatafspraken van Parijs ziet ECN grote mogelijkheden voor landen om met energiebesparing op elektromotoren een groot deel van hun duurzame doelen te behalen. Vooral ontwikkelingslanden kunnen hiervan profiteren, zo heeft de VN organisatie voor klimaatprogramma’s  in ontwikkelingslanden (UNEP) al laten weten. Die is hiervoor een taskforce aan het opzetten, waar ook ECN zitting in heeft.

ECN helpt overheden van landen met het opstellen en implementeren van stappenplannen om elektromotoren en aangedreven systemen, vooral in de industrie, te optimaliseren en energie-efficiënter te maken. Maar ook in de commerciële sector ligt een behoorlijk besparingspotentieel. Omdat dit soort apparaten lang meegaan en vaak nog opnieuw worden gewikkeld, is het motorenpark in de hele wereld verouderd geraakt.

Eenvoudige maatregelen

Met relatief eenvoudige maatregelen zijn enorme besparingen te behalen. Dat begint met het vervangen van oude motoren met energieklasse IE0 of IE1 door modernere, zuinigere van klasse IE3 of IE4. Dat bespaart al ettelijke procenten. Grote besparingen zijn te behalen door frequentieregelaars (variable speed drives) te installeren bij pompen, compressoren of ventilatiesystemen. Dan kan de bespaarde elektriciteit oplopen tot zo’n 15 tot 40 procent. Afhankelijk van het aangedreven proces, kan de productiecapaciteit toenemen. Verdere winst is te behalen door het repareren van lekkages, het invoeren van een motormanagement systeem, het vervangen van de aangedreven pompen of ventilatoren en diverse andere technische en organisatorische verbeteringen. ECN hanteert daarvoor diverse checklisten. De besparing die in de praktijk gerealiseerd wordt varieert sterk, maar is goed te voorspellen met een Energy Audit. Gemiddeld gezien wordt uitgegaan van een besparingspotentieel van 20 procent in de industrie en 15 procent in de dienstensector, en dat is een conservatieve schatting. 

"Wij maken stappenplannen. Eerst kijken we waar de grootste industriële bedrijven met het grootste verbruik zitten en stellen we prioriteiten. Daarna gaan we met regeringen aan tafel en stellen we doelen vast. Vervolgens kijken we naar systemen en proberen we bedrijven awareness bij te brengen," legt Sipma het proces in grote lijnen uit. ,,Wij adviseren overheden hoe ze dit hele verhaal kunnen kwantificeren, opstarten, aansturen, stimuleren en financieren."

Besparing

Met berekeningen kan het besparingspotentieel aangetoond worden, zowel qua stroomverbruik als geld, en de terugverdientijd van maatregelen worden aangegeven. Als op wereldwijde schaal morgen alle systemen zouden worden geoptimaliseerd, zou in het jaar erna 1350 terawattuur aan elektriciteit worden bespaard, bijna 12 maal het totale huidige elektriciteitsverbruik van Nederland, heeft Sipma berekend. Daardoor is 17 procent minder capaciteit aan geplande kolencentrales nodig, omgerekend zo’n 200. Financieel gezien voorkomt dit een investering van zo’n 375 miljard dollar.

Indonesië

In Indonesië hielp ECN de regering de afgelopen jaren met het opzetten van plannen van aanpak om de industrie te laten overstappen op zuinigere en efficiëntere motoren en systemen. In het land worden nog veel verouderde motoren van energieklasse "IE0" en IE1 gebruikt, vaak goedkoop geïmporteerd uit China. Lage, gesubsidieerde stroomprijzen en het ontbreken van kennis vormen drempels voor verandering. Door efficiënter stroomgebruik systematisch aan te pakken binnen de grootste industriële en commerciële verbruikers, kan het land jaarlijks gemiddeld 23 terawattuur energie besparen. Daarmee kan de industrie 1,5 miljard dollar besparen en houdt de overheid bijna een 1 miljard aan subsidies in haar zak. Dan hoeft Indonesië de helft van de nu geplande kolencentrales niet te bouwen – een investering waarmee anders ruim 11 miljard dollar gemoeid zou zijn –  en kan het land een groot deel van zijn klimaatafspraken nakomen. ,,Het is voor iedereen een win-winsituatie en de uitgespaarde investering is bovendien vele malen groter dan het benodigde bedrag voor dit beleidsprogramma," zegt Sipma. 

Hoewel het programma een proces van lange adem is, kon het land al diverse succesverhalen melden. Zo bespaarde een farmaceutisch bedrijf 49 procent elektriciteit op zijn koelwatersysteem, een jaarlijkse kostenbesparing van 80.000 dollar en binnen twee jaar terugverdiend. Een petrochemisch bedrijf installeerde 34 frequentieregelaars en zag zijn stroomverbruik met 28 procent dalen. De investering was binnen slechts 5 maanden terugverdiend. Een textielfabriek bespaarde dankzij 15 frequentieregelaars 59 procent stroom voor zijn ventilatiesystemen; na ruim een jaar terugverdiend.

Green deal

In Europa gaat 69 procent van het industriële energieverbruik naar elektrische aandrijfsystemen. Volgens berekeningen van de International Energy Agency (IEA) is met efficiency-maatregelen een besparing van 20 tot 30 procent haalbaar. 

In Nederland hebben bedrijven en overheid een Green Deal Efficiënte Elektrische Aandrijfsystemen (GD EEA) uitgevoerd om dit potentieel beter bekend te maken. Op basis van de IEA cijfers is met efficiënte industriële aandrijfsystemen 5 tot 8 procent te besparen op het nationaal elektriciteitsverbruik. ECN is gevraagd het potentieel nader te berekenen. 

Diverse bedrijven hebben hier al voordeel mee gehaald. Door de toepassing van frequentieregelaars op pompsystemen bespaarde Tata Steel 30 procent op het energiegebruik van een groot pompsysteem. Een huisdiervoederbedrijf bespaarde 23 procent energie door een kleinere googrendement aandrijving voor een machine voor hondenbrokken aan te schaffen. Een verpakkingsproducent bespaarde jaarlijks 655 000 kilowattuur en 65.500 euro dankzij nieuwe IE3 motoren, het repareren van lekkages en het installeren van frequentieregelaars. Een glasproducent bespaarde dankzij frequentieregelaars 40 procent energie en verhoogde de capaciteit van een van zijn productielijnen met 6 procent. De gemiddelde besparing van 15 afgeronde projecten lag op 13 procent, een totale besparing van 3,2 gigawatt per jaar. ,,Dit is echter geen volledig nieuw besparingspotentieel. Het zit voor een deel al ingebed in diverse lopende beleidsprogramma’s zoals de MJA’s, maar het is wel erg verhelderend om dit zo direct aan elektromotoren te koppelen. Bovendien zou extra aandacht voor deze systemen het oogsten van het besparingspotentieel kunnen versnellen," aldus Sipma.