หลักการและเหตุผล/ที่มาและสภาพปัญหา/ความจำเป็น
การดำเนินการจัดการพลังงานและการอนุรักษ์พลังงานเพื่อให้เกิดผลสัมฤธิ์อย่างยั่งยืนตามแนวนโยบาย Energy 4.0 จำเป็นต้องมีความสอดคล้องกับแผนการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2558-2779 (EEP2015) ของกระทรวงพลังงาน ซึ่งมีเป้าหมายในการลดความเข้มการใช้พลังงานลงเป็นร้อยละ 30 ภายในปี พ.ศ. 2579 เมื่อเทียบกับปี พ.ศ. 2553 และตามเป้าหมาย Energy 4.0 มีเป้าหมายในการลดการปล่อย CO2 ในปี 2573 ลดลง 111 ล้านตัน/ปี โดยมาจากภาคพลังงานอุตสาหกรรม 41 ล้านตัน/ปี หรือคิดเป็นร้อยละ 37 ตามข้อผูกพัน COP21 โดยมีเป้าหมายในการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2558-2579 คิดเป็น 51,,700 ktoe โดยเป็นด้านไฟฟ้า 7,641 ktoe
ในระบบการจัดการพลังงานของโรงงานควบคุมนั้น โดยทั่วไปการดำเนินการมาตรการอนุรักษ์พลังงานด้านไฟฟ้าจะจำแนกออกไปตามระบบต่างๆ เช่น ระบบแสงสว่าง ระบบปรับอากาศ ระบบทำน้ำเย็น ระบบอัดอากาศ ระบบการผลิต และระบบอื่นๆ พบว่าโรงงานควบคุมมีการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบอัดอากาศสูงถึง 10 – 20% ของการใช้พลังงานไฟฟ้ารวม คิดเป็นปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ในระบบอากาศอัด 11,580 GWh/ปี (จากการใช้ไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมที่สัดส่วนการใช้พลังงานในระบบอากาศอัดสูงสุด 3 อันดับแรก ได้แก่ ผลิตภัณฑ์โลหะ อโลหะ และ สิ่งทอ และแนวโน้มแต่ละรอบปีสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การสูญเสียพลังงานในระบบอากาศอัดของโรงงานควบคุม มักเกิดจากการขาดความรู้ความเข้าใจที่ถูกต้องในการใช้งานรวมถึงการบำรุงรักษารวมถึงการออกแบบที่ทั้งด้านอุปสงค์และอุปทานในระบบอากาศอัดที่ต้องสัมพันธ์กันทั้งระบบ นอกจากนี้ระบบอากาศอัดนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องกับบุคลากรของทุกฝ่ายในโรงงานควบคุม หากไม่ได้รับการส่งเสริมให้มีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพแก่ทุกภาคส่วนแล้วจะส่งผลให้เกิดการสูญเสียอย่างมีนัยสำคัญต่อภาพรวมการใช้พลังงานของประเทศชาติ
ตามแนวความคิดดังกล่าว พพ. จึงได้เริ่ม “โครงการสันบสนุนการปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการพลังงานในระบบอากาศอัดทั้งระบบด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติ ตามนโยบาย Thailand 4.0” โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อบูรณาการด้านการจัดการพลังงานร่วมกับการส่งเสริมประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระบบอากาศอัดทั้งระบบ รวมถึงสนับสนุนให้เกิดการลงทุนในการปรับเปลี่ยน ปรับปรุง หรือใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติ ทำให้เกิดผลการอนุรักษ์พลังงานอย่างเป็นรูปธรรม โดยให้การสนับสนุนร้อยละ 20 ของการลงทุน แต่ไม่เกิน 1.5 ล้านบาทต่อนิติบุคคล และหากสามารถขยายผลไปยังกลุ่มอุตสาหกรรมอื่นๆ ทั่วประเทศไทย จะมีศักยภาพในการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบอากาศอัดรวมประมาณ 142 ktoe คิดเป็นมูลค่าพลังงานไฟฟ้ามากกว่า 5,000 ล้านบาท สอดคล้องตามกลยุทธ์และมาตรการด้านการอนุรักษ์พลังงาน ตามนโยบายพลังงานและเป้าหมายตามแผนอนุรักษ์พลังงาน 20 ปี ของประเทศ
ที่มาและสภาพปัญหา/ความจำเป็น
ระบบอากาศอัดมีการใช้งานในโรงงานควบคุมทุกแห่ง ทั้งระบบขนาดเล็ก ขนาดไม่เกิน 100 kW ถึงระบบขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่กว่า 500 kW โดยมีประสิทธิภาพรวมทั้งระบบเพียงประมาณ 15% – 20% เท่านั้น เนื่องจากในกระบวนการอัดอากาศนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าเครื่องอัดอากาศจะถูกเปลี่ยนไปเป็นความร้อนประมาณ 80% – 85% ส่วนใหญ่จะปล่อยทิ้งสู่บรรยากาศโดยไม่มีการนำกลับมาใช้ และมีส่วนของลมรั่วและการใช้งานที่ไม่เหมาะสมรวมอยู่ด้วย จึงอาจกล่าวโดยรวมได้ว่าระบบอากาศอัดเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งต้องการการบริหารจัดการที่ถูกวิธี เนื่องจากเป็นระบบที่มีความจำเป็นต่อโรงงานส่วนใหญ่และเป็นระบบที่ใช้พลังงานสูง
นอกจากการผลิตอากาศอัดจะมีประสิทธิภาพพลังงานต่ำมากแล้ว อากาศอัดที่ผลิตได้ยังถูกนำไปใช้ประโยชน์ได้จริงเพียงครึ่งเดียวเท่านั้น ส่วนที่เหลือจะสูญเสียในรูปของกากาศอัดรั่วไหล ความต้องการเทียมจากผลของความดันที่สูงกว่าปกติ การใช้งานที่ไม่เหมาะสม ฯลฯ ทั้งนี้ผู้ใช้งานอาจไม่ทราบถึงธรรมชาติที่แท้จริงของระบบอากาศอัด ทำให้การใช้งานระบบอากาศอัดมีประสิทธิภาพพลังงานต่ำกว่าค่าที่ออกแบบไว้มาก นอกจากนี้การใช้งานระบบอากาศอัดมีประสิทธิภาพพลังงานต่ำด้วยจากสาเหตุต่างๆ เช่น เครื่องอัดอากาศหลายเครื่องทำงานไม่สัมพันธ์กัน (แย่งกันทำ-แย่งกันหยุด) ใช้ปริมาณอากาศอัดมากเกินจำเป็น เครื่องอัดอากาศชนิด VSD ทำงานไม่สัมพันธ์กับชนิดสกรูธรรมดา เป็นต้น
ระบบอากาศอัดเป็นระบบที่มีความซับซ้อนในตัวเองสูงมาก เพราะพารามิเตอร์ต่างๆ จะเกี่ยวโยงกันทั้งหมด เช่น การลดลมรั่ว จะทำให้ความดันของระบบสูงขึ้น ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ ใช้อากาศอัดสูงขึ้น และรูรั่วที่เหลืออยู่จะมีลมรั่วมากขึ้น การควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิของอากาศ ความดัน อัตราการไหลของอากาศอัด ขนาดและความยาวและรูปแบบการต่อท่อ การควบคุมการทำงานของเครื่องอัดอากาศ แต่ละชุดให้ทำงานสัมพันธ์กันตามปริมาณการใช้อากาศอัดในการผลิตเท่าที่จำเป็น เป็นเรื่องที่ผู้ที่เกี่ยวข้องกับระบบอากาศอัดโดยตรงต้องมีความเข้าใจในเชิงลึก เพื่อสามารถ ออกแบบ ติดตั้ง และควบคุมการใช้พลังงานเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระบบอากาศอัดได้อย่างยั่งยืน เนื่องจากในแผนการอนุรักษ์พลังงาน 20 ปี (พ.ศ. 2558-2579) ของกระทรวงพลังงาน มีเป้าหมายที่จะลดค่าความเข้มพลังงาน (Energy intensity) ลง 30% ดังนั้นการดำเนินโครงการสนับสนุนการปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการพลังงานในระบบอากาศอัดทั้งระบบด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติ ตามนโยบาย Thailand 4.0 จึงเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญในการบรรลุวัตถุประสงค์สอดคล้องตามหลักยุทธศาสตร์ตามแผนนโยบายและแผนอนุรักษ์พลังงาน ตามแนวทางการขับเคลื่อนโดยกลยุทธ์ความร่วมมือเรื่องการวิจัยเทคโนโลยีการอนุรักษ์พลังงาน และมาตรการสนับสนุนด้านการเงินเพื่อให้เกิดการลงทุนในการปรับเปลี่ยน ปรับปรุง หรือใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในระบบอากาศอัด ทำให้เกิดผลการอนุรักษ์พลังงานที่เป็นรูปธรรม เป็นการลดต้นทุนของสถานประกอบการทำให้เพิ่มโอกาสในการแข่งขันทางธุรกิจเนื่องจากต้นทุนค่าใช้จ่ายด้านพลังงานมีค่าลดลง และสามารถลดการนำเข้าพลังงานจากต่างประเทศอีกด้วย
วัตถุประสงค์
- เพื่อสำรวจข้อมูลเครื่องอัดอากาศและจัดกลุ่มข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี แนวทางการอนุรักษ์พลังงาน และการจัดการพลังงานในระบบอากาศอัดของโรงงานควบคุม
- เพื่อวิเคราะห์หาศักยภาพการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของระบบอากาศอัดทั้งระบบในเชิงปฏิบัติจริง โดยการตรวจสอบการออกแบบระบบอากาศอัด และใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ
- เพื่อวิเคราะห์ความต้องการใช้อากาศอัดที่เหมาะสมและการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆของเครื่องจักรอุปกรณ์ในระบบอากาศอัดทั้งด้านอุปสงค์ (Demand side) และด้านอุปทาน (Supply side)
- เพื่อส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระบบอากาศอัดทั้งระบบและบริหารจัดการพลังงานในระบบอากาศอัดแบบอัตโนมัติ
- เพื่อสนับสนุนการลงทุนในการปรับเปลี่ยน ปรับปรุง หรือใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในระบบอากาศอัด
