Tổng quan nghiên cứu

Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đang trở thành một trong những vấn đề trọng tâm của các quốc gia phát triển và đang phát triển, trong đó có Việt Nam. Năng lượng là yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế - xã hội và nâng cao chất lượng cuộc sống. Tại Công ty TNHH Parker Processing Việt Nam, một doanh nghiệp chuyên ngành sản xuất cơ khí, xử lý bề mặt và xử lý nhiệt, lượng tiêu thụ điện năng và khí gas tăng đều qua các năm do mở rộng quy mô sản xuất và xuất khẩu. Năm 2019, lượng tiêu thụ khí gas đạt khoảng 379 tấn, trong khi điện năng tiêu thụ vượt 11 triệu kWh/năm. Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng chưa thực sự hiệu quả, đặc biệt tại các khâu như hệ thống máy nén khí chưa được trang bị biến tần và bộ điều khiển trung tâm, cùng với hiện tượng rò rỉ khí nén gây tổn thất lớn.

Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát, đánh giá toàn diện hiện trạng sử dụng năng lượng và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại Công ty TNHH Parker Processing Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các hệ thống thiết bị tiêu thụ năng lượng trong dây chuyền sản xuất, với thời gian nghiên cứu từ tháng 1 năm 2022. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, bao gồm:

  • Khái niệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả: Áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất và mức tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo mục tiêu sản xuất và đời sống.
  • Kiểm toán năng lượng: Hoạt động đo lường, phân tích, đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và tiềm năng tiết kiệm, từ đó đề xuất giải pháp phù hợp.
  • Hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001: Mô hình quản lý năng lượng giúp doanh nghiệp xây dựng chiến lược sử dụng năng lượng bền vững, tăng cường quản lý nội vi và bảo dưỡng thiết bị.
  • Các chỉ số hiệu suất năng lượng: Bao gồm cường độ năng lượng (CĐNL), cường độ điện năng (CĐĐN), hiệu suất năng lượng, và các chỉ số kinh tế kỹ thuật như NPV, IRR để đánh giá hiệu quả đầu tư các giải pháp tiết kiệm năng lượng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp quản lý, kỹ thuật và phân tích kinh tế - tài chính:

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu tiêu thụ điện năng, khí gas, nước, thông số kỹ thuật thiết bị, báo cáo vận hành, hóa đơn năng lượng từ năm 2019 đến đầu năm 2022 tại Công ty TNHH Parker Processing Việt Nam.
  • Phương pháp phân tích: Đo đạc thực tế bằng thiết bị chuyên dụng (đo điện áp, dòng điện, nhiệt độ, khí thải, độ rọi...), kiểm toán năng lượng để xác định tiềm năng tiết kiệm, phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật các giải pháp.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Tập trung vào các hệ thống tiêu thụ năng lượng chính như máy nén khí, lò hơi, hệ thống chiếu sáng, quạt và điều hòa không khí trong toàn bộ dây chuyền sản xuất.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện trong tháng 1 năm 2022, bao gồm khảo sát hiện trạng, đo đạc, phân tích và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tăng trưởng tiêu thụ năng lượng: Điện năng tiêu thụ tăng đều qua các năm, từ khoảng 10 triệu kWh năm 2019 lên hơn 11 triệu kWh năm 2021, tương ứng mức tăng khoảng 10%. Tiêu thụ khí gas cũng tăng theo sản lượng sản xuất, với mức tiêu thụ năm 2019 là 379 tấn và có xu hướng tăng trong các năm tiếp theo.

  2. Hiệu quả sử dụng năng lượng chưa cao: Hệ thống máy nén khí chưa được trang bị biến tần và bộ điều khiển trung tâm, dẫn đến tổn thất khí nén và khí CO2 cao. Hệ số công suất cosφ luôn duy trì trên 0,9 nhưng chưa tối ưu hóa hoàn toàn. Tỷ lệ tiêu thụ điện năng giữa các khu vực sản xuất không đồng đều, với một số khu vực chiếm tới 40% tổng tiêu thụ.

  3. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến tiêu thụ điện năng: Phân tích dữ liệu năm 2021 cho thấy hệ số tương quan R² giữa nhiệt độ trung bình và điện năng tiêu thụ chỉ đạt 0,3776, cho thấy nhiệt độ không phải là yếu tố chính ảnh hưởng đến tiêu thụ điện năng, mà chủ yếu do sản lượng và quy trình vận hành.

  4. Quản lý năng lượng còn hạn chế: Công ty chưa có đủ đồng hồ đo năng lượng tại các vị trí trọng điểm, chưa theo dõi và đánh giá chi tiết tiêu thụ năng lượng từng khu vực. Việc quản lý nội bộ và bảo dưỡng thiết bị chưa được thực hiện đồng bộ, dẫn đến lãng phí năng lượng.

Thảo luận kết quả

Các kết quả trên phản ánh thực trạng phổ biến tại nhiều doanh nghiệp sản xuất công nghiệp ở Việt Nam, nơi mà việc đầu tư vào hệ thống quản lý năng lượng và thiết bị tiết kiệm còn hạn chế. So với các nghiên cứu trong ngành, mức tăng tiêu thụ năng lượng của công ty tương đương với mức tăng sản lượng, tuy nhiên tiềm năng tiết kiệm năng lượng vẫn còn rất lớn, đặc biệt trong các hệ thống máy nén khí và lò hơi.

Việc chưa áp dụng biến tần và bộ điều khiển trung tâm cho máy nén khí là nguyên nhân chính gây tổn thất khí nén, làm tăng chi phí năng lượng và phát thải khí nhà kính. Kết quả phân tích cho thấy, nếu áp dụng các giải pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp, công ty có thể tiết kiệm từ 5-10% tổng năng lượng tiêu thụ, tương đương hàng trăm triệu đồng mỗi năm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tiêu thụ điện năng theo tháng, biểu đồ so sánh trước và sau khi áp dụng các giải pháp tiết kiệm, bảng phân tích chi phí đầu tư và lợi ích kinh tế của từng giải pháp. Điều này giúp minh bạch và dễ dàng theo dõi hiệu quả thực hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001: Thiết lập cơ cấu tổ chức quản lý năng lượng, xây dựng chính sách năng lượng rõ ràng, lắp đặt đồng hồ đo năng lượng tại các vị trí trọng điểm để theo dõi và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: Ban lãnh đạo công ty phối hợp phòng kỹ thuật.

  2. Tối ưu hóa hệ thống máy nén khí: Lắp đặt biến tần và bộ điều khiển trung tâm cho các máy nén khí hiện có, kiểm tra và sửa chữa các vị trí rò rỉ khí nén để giảm tổn thất. Mục tiêu giảm tiêu thụ khí nén ít nhất 10%. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng. Chủ thể: Phòng kỹ thuật và nhà thầu thiết bị.

  3. Cải tạo hệ thống lò hơi và cách nhiệt đường ống: Sửa chữa bảo ôn cho các đường ống sinh hơi và van hơi, lắp bộ hâm nước cho lò hơi 2 tấn/giờ nhằm tăng hiệu suất nhiệt. Mục tiêu tiết kiệm năng lượng gas từ 5-8%. Thời gian thực hiện: 6 tháng. Chủ thể: Phòng kỹ thuật.

  4. Nâng cấp hệ thống chiếu sáng: Thay thế 545 bộ đèn huỳnh quang và 109 bóng đèn cao áp bằng đèn LED hiệu suất cao, giảm tiêu thụ điện năng chiếu sáng ít nhất 20%. Thời gian thực hiện: 3 tháng. Chủ thể: Phòng quản lý tài sản.

  5. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức sử dụng năng lượng tiết kiệm: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ quản lý và công nhân vận hành về tiết kiệm năng lượng và bảo dưỡng thiết bị. Thời gian: liên tục hàng năm. Chủ thể: Phòng nhân sự phối hợp phòng kỹ thuật.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban lãnh đạo doanh nghiệp sản xuất công nghiệp: Nhận diện các giải pháp quản lý và kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm chi phí sản xuất và tăng sức cạnh tranh.

  2. Chuyên gia và kỹ sư quản lý năng lượng: Áp dụng các phương pháp kiểm toán năng lượng, phân tích hiệu quả đầu tư và triển khai hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn quốc tế.

  3. Nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Tham khảo các mô hình quản lý năng lượng thực tiễn tại doanh nghiệp để xây dựng chính sách hỗ trợ và khuyến khích tiết kiệm năng lượng.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành quản lý năng lượng, kỹ thuật môi trường: Tài liệu tham khảo về phương pháp nghiên cứu, phân tích số liệu và đề xuất giải pháp kỹ thuật trong lĩnh vực sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao việc sử dụng biến tần cho máy nén khí lại quan trọng?
    Biến tần giúp điều chỉnh công suất máy nén khí phù hợp với nhu cầu thực tế, giảm tổn thất năng lượng do vận hành không tải hoặc quá tải. Ví dụ, tại công ty, máy nén khí không có biến tần gây lãng phí khí nén và điện năng đáng kể.

  2. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả đầu tư các giải pháp tiết kiệm năng lượng?
    Sử dụng các chỉ số như thời gian hoàn vốn, giá trị hiện tại thuần (NPV), và tỷ suất hoàn vốn nội tại (IRR) để phân tích chi phí và lợi ích kinh tế của từng giải pháp. Ví dụ, lắp đặt đèn LED có thời gian hoàn vốn dưới 2 năm với tiết kiệm điện năng rõ rệt.

  3. Kiểm toán năng lượng được thực hiện như thế nào?
    Quy trình gồm xác định phạm vi, thu thập dữ liệu, đo đạc thực địa, phân tích số liệu và đề xuất giải pháp. Tại công ty, kiểm toán năng lượng giúp phát hiện các điểm tổn thất và tiềm năng tiết kiệm.

  4. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến tiêu thụ điện năng là gì?
    Nhiệt độ cao làm tăng nhu cầu làm mát, dẫn đến tiêu thụ điện năng tăng. Tuy nhiên, tại công ty, phân tích cho thấy nhiệt độ chỉ chiếm phần nhỏ trong tổng tiêu thụ điện, yếu tố sản lượng và vận hành thiết bị quan trọng hơn.

  5. Làm sao để nâng cao nhận thức sử dụng năng lượng tiết kiệm trong doanh nghiệp?
    Tổ chức đào tạo, truyền thông nội bộ, dán nhãn năng lượng và xây dựng chính sách khuyến khích tiết kiệm. Ví dụ, công ty đã áp dụng dán nhãn thông báo sử dụng năng lượng tại các khu vực sản xuất để nâng cao ý thức nhân viên.

Kết luận

  • Công ty TNHH Parker Processing Việt Nam có mức tiêu thụ năng lượng điện và khí gas tăng đều qua các năm, với tiềm năng tiết kiệm năng lượng lớn trong các hệ thống máy nén khí, lò hơi và chiếu sáng.
  • Hiện trạng quản lý năng lượng còn nhiều hạn chế, chưa có hệ thống đo đếm và giám sát chi tiết, dẫn đến tổn thất và lãng phí năng lượng.
  • Các giải pháp kỹ thuật và quản lý như lắp biến tần, cải tạo cách nhiệt, nâng cấp chiếu sáng và xây dựng hệ thống quản lý năng lượng theo ISO 50001 được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
  • Phân tích kinh tế kỹ thuật cho thấy các giải pháp này có hiệu quả cao, thời gian hoàn vốn hợp lý, góp phần giảm chi phí sản xuất và phát thải khí nhà kính.
  • Đề nghị công ty triển khai các giải pháp trong vòng 6-12 tháng, đồng thời tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức sử dụng năng lượng tiết kiệm, hướng tới phát triển bền vững và nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.

Hành động ngay hôm nay để tối ưu hóa năng lượng, giảm chi phí và bảo vệ môi trường là bước đi chiến lược cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.