インテルは工場での天然ガスの使用量を削減するために温水を使用しています

アイルランドのリークリップにあるインテルの新しい製造工場は建設費185億ドルで、プログラム可能なオールLED照明や年間2億7,500万ガロンを節約できる水の再生・濾過システムなど、エネルギーと水を節約するために宣伝されている技術が満載されている。

しかし、そのより珍しい特徴の 1 つは、見落とされがちなアプローチです。それは、施設内の機器によって生成された熱を冷却塔を通して排出するのではなく、捕らえて生産プロセスに注ぎ込むというものです。 これは、インテルの高温製造プロセスで生成された熱を回収し、温水の形で施設内の他の場所にパイプで送る回収冷却装置の設置によって実現されました。

インテルはこれらの熱回収対策を推定しています これにより、施設「ファブ34」で操業するために購入しなければならない天然ガスを大幅に削減できる。他の燃料で生成されるエネルギーの9倍の回収エネルギーを使用すると同社は予測している。 このいわゆる「廃熱」は、インテルが半導体製造に必要な超純水を予熱したり、涼しい天候時に現場の建物を暖かく保つなどの作業に利用できると、インテルのコーポレートサービス開発グループの主任エンジニアであるリッチ・ライリー氏は述べた。

「もしその熱がなかったら、それを促進するためにより多くのガスが必要になるでしょう。」 [heating, ventilation and air-conditioning] ライリー氏は、「これは全体的な天然ガス消費量の削減に相当する」と述べた。

インテルの計画は、時間の経過とともに、電気で稼働するヒートポンプなどの産業用機器を更新することで、熱回収やその他のエネルギー効率対策を強化することです。

インテルの短期的なエネルギー関連の持続可能性目標には、スコープ 1 および 2 の排出量を 2019 年の基準値から 2030 年までに 10% 削減することが含まれます (2022 会計年度時点で 4% を達成)。 累積で最大 40 億キロワット時を節約します。

エネルギー効率の未開発の源

インテルは、このファブ 34 での熱回収の取り組みが二酸化炭素排出量に及ぼす潜在的な影響を明らかにしていないが、ファブ 10 (Leixlip にもある) の水対水ヒートポンプを使用した改修により、推定 1,830 万キロワット時が節約されることになる年間の電力量。 これによりスコープ 1 の排出量は約 4,760 トン削減されますが、スコープ 2 の排出量はヒートポンプに必要な電力により約 1,627 トン増加します。

産業用エネルギーは、企業の持続可能性チームにとって依然として厄介な課題です。世界中で産業源によって消費されるエネルギーの推定 20% ～ 25% は、依然として大部分が石炭と天然ガスによって賄われています。 国際エネルギー機関によると。

回収された廃熱を産業プロセス、地域暖房用途、または発電に使用することで潜在的なエネルギーコストが削減され、年間最大 1,525 億ドルに達する可能性があります。これは、2022 年に欧州連合が輸入する天然ガスの価値の半分にわずかに満たない額です。 マッキンゼーのレポートによると 11月に出版されました。 この分析では、地球規模で回収可能な熱の可能性は少なくとも 3,100 テラワット時であると推定されています。

同報告書の執筆者の一人であるマッキンゼーのパートナー、ケン・サマーズ氏は、「脱炭素化を目指すなら、熱回収と廃熱は利用可能な最も経済的な手段の一つであると私たちは考えている」と述べた。 導入の障壁の一つは天然ガス価格の低さだが、関税と供給不足により企業は依存を再考するよう促されていると同氏は述べた。

熱を生成場所から生産プロセスで必要な場所に移動するために必要な産業用ヒートポンプ技術も成熟しつつあります。 熱生産装置メーカー、アームストロング・インターナショナルの社長、パトリシア・プロボット氏は、生産システムの電化の先駆けとして、化学品、消費者製品、食品、医薬品のメーカーがこのアプローチを採用する可能性が高まっていると述べた。

「完全な脱炭素化を計画している場合、最初のステップは蒸気を除去して熱水を使用し、次にその廃熱をできるだけ回収してシステムに戻すことです」とプロボット氏は述べた。

インテルの経験から得た教訓

アイルランド工場とは別に、インテルはアリゾナ、オハイオ、ドイツでも熱回収・再循環システムを導入しており、このアプローチは同社が建設するすべての新しい工場で検討されるだろうと、インテルのグローバル広報担当副社長兼最高サステナビリティ責任者のトッド・ブレイディ氏は述べた。インテル。 「熱がどこで発生するのか、熱をどのように捉えて方向を変えるのかを理解する工学設計が必要です」と彼は言う。 「その多くは、機器がどこに配置されるかに関係します。」

同社の Intel 4 チップの大量生産施設であるアイルランド工場では、エンジニアリング チームが熱の動きの広範なマッピングを実行し、高品質の熱システムの電力量を最小限に抑えるために必要な熱交換器とチラーの数を決定しました。ライリー氏は「天然ガスを使って」と語った。

低品位のソース定格温度は摂氏 100 度から 200 度で、ボイラー、エアコンプレッサー、乾燥機からの排気が含まれる可能性があります。 インテルは依然として非常に高温のプロセスに天然ガスを必要としています。

エンジニアが熱回収システムを設計する際に考慮すべき質問は次のとおりだとライリー氏は述べています。

• エンジニアは「」を実行しましたか?ピンチ分析「オールシーズン対応？ これらの評価は、工業プロセスを通る熱の流れを研究し、仕事を完了するために必要な最小限のエネルギー消費量を決定するために使用されます。 通常、夏と冬では異なる指標が存在します。
• 変化をもたらすのに十分な熱が生成されるでしょうか? これには、全体的なサイト設計における機器の配置場所に責任を負う機器サプライヤーと施設管理者を関与させる必要があります。
• 後付けの場合、どのようにして熱を利用可能な場所に集めることができるのでしょうか? 生産システムが広範囲に分散されている場合、熱の方向を変更するためのロジスティックスにより、システムの再配置や配管の設置が必要になる可能性があります。 そうしないと、キャプチャの意味がなくなる可能性があります。
• この地域のエネルギー価格は投資に見合ったものですか? その答えは、投資収益率を左右する可能性があります。 天然ガスの価格が高い地域では、これらの投資の回収は短くなります。

インテルがそのプロセスを改良するのに数年かかったが、現在では熱回収はあらゆるプラント生産プロジェクトの一部として考慮されている、とライリー氏は語った。「それはかなり複雑だが、今では日常的に行われている。」

この記事は最初に掲載されました グリーンビズ.com。