Towards Energy Self-Sufficiency in the Pulp and Paper Industry

The pulp and paper industry is among the most energy intensive in basic industry branches. Rapid price increases for purchased energy and potential risks in its availability during the 1970's have started an intensive and worldwide search for energy saving technology and other means for increasing the energy self-sufficiency in the pulp and paper industry. This paper discusses various possibilities which can and have been successfully used in different countries for the above target. Several new energy saving processes and process equipment are under various stages of development. Increased utilization of process wastes and closing of water and heat systems are other examples of the ways to improve the energy efficiency of the mills. During the 1970's the industry also found ways of saving energy by computer based process control systems. This computerization process will certainly continue and it will be extended to higher levels of hierarchy thus forming an integrated energy management and production coordination system

Indirect monitoring of energy efficiency in a simulated chemical process

Abstract. Energy efficiency is an important part of chemical process sustainability. Wasted energy contributes significantly to process costs and overall emissions. Therefore, contributions to improving energy efficiency in chemical processes are of value. The main objective of this thesis is the exploration of indirect energy efficiency monitoring methods and their compilation into a generalized framework. As part of the proposed framework, data-based modelling methods were explored and used to identify a model for estimating energy efficiency in a simulated process. The proposed framework can act as a potential tool in different practical applications with energy efficiency improvements as an objective. As a simulated test process for this thesis, the Tennessee Eastman process was utilized. This process is widely used in research, especially regarding fault diagnosis and control design. The process includes slow dynamics and nonlinearity, providing interesting challenges for research. Even though the process has been studied extensively, the energy efficiency aspect of the process has not been taken into account in research. The results of the thesis show that data-based models provide sufficient accuracy for real-time estimation of energy efficiency for the Tennessee Eastman process. Parts of the proposed framework were tested with the explored methods, but some areas were beyond the scope of this thesis. As such, further research, for example prediction of the energy efficiency horizon, fault diagnosis and advanced process control, could be beneficial.Energiatehokkuuden epäsuora monitorointi simuloidussa kemiallisessa prosessissa. Tiivistelmä. Energiatehokkuus on tärkeä osa kemiallisen teollisuuden kestävyyttä. Energian käytön tehottomuus näkyy merkittävästi kasvavina prosessikustannuksina ja kokonaispäästöinä. Toimet energiatehokkuuden nostamiseksi ovat siksi merkityksellisiä. Diplomityön päätavoitteena on erilaisten epäsuorien energiatehokkuuden seurantamenetelmien tutkiminen ja niiden kokoaminen yleistettävään menetelmäkehykseen. Datapohjaisia mallinnusmenetelmiä tutkitaan osana esitettyä kehystä, ja niitä hyödynnetään energiatehokkuutta arvioivan mallin muodostuksessa. Esitetty menetelmäkehys voi toimia mahdollisena työkaluna erilaisissa käyttökohteissa, joissa energiatehokkuuden parantaminen on päämääränä. Tutkittavana kohteena diplomityössä käytettiin simuloitua Tennessee Eastman prosessimallia. Vaikka prosessia on tutkittu laajasti, energiatehokkuuden tarkempi tarkastelu on jäänyt vajaaksi. Simuloitua prosessidataa hyödynnettiin tässä työssä prosessin energiatehokkuuden mallipohjaisen arvion muodostuksessa. Työssä analysoitiin myös mallinnuksen luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä, kuten opetusdatan rajallisuutta ja siitä seuraavaa mallin ekstrapolointia. Diplomityön tulokset osoittavat, että Tennessee Eastman prosessin energiatehokkuuden reaaliaikainen arviointi datapohjaisilla menetelmillä onnistuu riittävällä tarkkuudella. Esitetyn menetelmäkehyksen osia testattiin tutkituilla menetelmillä, mutta jotkin alueet jäivät työn ulkopuolelle. Tulevaisuuden mahdollisiin tutkimusalueisiin kuuluukin energiatehokkuuden ennustaminen, vikadiagnostiikka ja niitä yhdistävä kehittynyt prosessisäätö

Energy management system in manufacturing in Serbia

Циљ истраживања је утврђивање тренутног стања по питању примене пракси менаџмента енергије у индустрији Србије, и на основу резултата, предлог начина за побољшање. Мотивација за овакву тему је притисак европске регулативе на примену мера за уштеду енергије, као и потреба за испуњавањем одредби једног од најзахтевнијих поглавља за приступање Европској унији, поглавља 27, које се односи на заштиту животне средине. Стандарди за систем менаџмента енергије, на којима се ово истраживање заснива, разматрају енергетску перформансу коју постиже организација. Један од најпознатијих представника ове врсте стандарда је ISO 50001. Iстраживањем је закључено да индустријски сектор „Прерађивачка индустрија“ има у свету највећи број сертификата за систем менаџмента енергије (75%). Ова анализа је коришћена како би се даље истраживање усмерило на наведени индустријски сектор. Коришћењем АХП методе као алата одлучивања, дефинисани су приоритети за побољшање менаџмента енергије међу секторима прерађивачке индустрије у Србији. Критеријуми који су коришћени су: 1) Промена у нивоу производње, 2) Учешће у извозу, 3) Емисије CO2 из употребе фосилних горива, 4) Учешће у укупном финалном коришћењу енергије, и 5) Сертификација ISO 50001 у Европи. АХП метода је коришћена као алат за идентификовање у којим секторима прерађивачке индустрије у Србији постоји највећа потреба и оправданост за побољшање менаџмента енергије, а добијени резултати се могу користити као улазни елементи за креирање енергетске политике и основа за поређење са другим државама. На основу резултата, за даљу анализу су изабрани сектори „Прехрамбена индустрија“ и „Производња производа од осталих неметалних минерала“. На овај начин је проширено подручје примене АХП методе на нове проблеме и дефинисани су до сада некоришћени критеријуми одлучивања у случају предметног проблема. Спроведена је анализа нивоа примене захтева за систем менаџмента енергије у приоритетним секторима прерађивачке индустрије у Србији, која показује да се ниво примене менаџмента енергије у Србији креће од 11,76% до 100%, средња вредност је 59,05%, а одступање од средње вредности је 25,90%. 53,85% организација има ниво примене захтева испод просека, док је проценат организација које се налазе изнад просека 46,15%. Потпуна примена захтева за систем менаџмента енергије је утврђена у само 5,8% испитаних организација...The aim of this research is to determine the current status of the energy management application in Serbian industry, and, based on the results, to propose ways to improve the current situation. The motivation for the topic is increasing pressure on the European regulation on energy savings, as well as the need to meet the provisions of one of the most challenging chapters for accession to the European Union, Chapter 27, which relates to environmental protection. Standards for energy management system, on which this research is based, discusses energy performance achieved by the organization. ISO 50001 is one of the representatives of this kind of standards. The analysis showed that the industrial sector "Manufacturing" has the world's highest number of certificates for the energy management system (75%). Such an analysis directed research toward manufacturing industry in Serbia. By using AHP method as a decision tool, priorities for improving the energy management among the sectors of manufacturing industry in Serbia were structured. The criteria used are: 1) Change in the production level, 2) Participation in exports, 3) CO2 emissions from fossil fuel use, 4) Share in total final energy use, and 5) Certification ISO 50001 in Europe. The AHP method was used as a tool for identifying which sectors of manufacturing industry in Serbia have the greatest need for the energy management improvement. The results can be used as inputs for energy policy, as well as the basis for benchmarking with other countries. Based on the results, sectors „Food Industry“ and „Manufacture of other non-metallic minerals“ were chosen for further analysis in this research. In this way, the scope of the AHP application was expanded to new problems, and so far unused decision criteria for the decision problem were defined. An analysis of the implementation level of energy management system in priority sectors of the manufacturing industry in Serbia was conducted. Results show that the level of energy management implementation in Serbia ranges from 11.76% to 100%, with a mean of 59.05%, and standard deviation of 25.90%. 53.85% of organizations have an implementation level below average while the percentage of organizations that are above the average is 46.15%. Full implementation of energy management system was determined in only 5.8% of the surveyed organizations. Organizations usually have a defined energy profile, communicate about energy management topics, and energy performance is considered in the design..