食品工業(yè)是美國經(jīng)濟(jì)的一個(gè)組成部分，占全國年度能源消耗的10.5%~19%。從全球角度來看，僅食品加工就估計(jì)占溫室氣體排放總量的4.4%。而且，需求正在快速增長，這給食品制造商帶來了一項(xiàng)看似不可能的任務(wù)，即在不降低產(chǎn)能的情況下實(shí)現(xiàn)凈零排放。
食品工業(yè)溫室氣體排放量大的一個(gè)原因是，今天生產(chǎn)中的許多工廠都是在50多年前建造的。隨著時(shí)間的推移，這些建筑大多經(jīng)過改造，而不是用最新技術(shù)進(jìn)行更新。此外，出于各種原因，安全食品生產(chǎn)需要24/7全天候的能量進(jìn)行加熱和冷卻，包括滅菌和冷藏。僅僅尋找可再生能源可能不是答案，至少現(xiàn)在還不是。
如果食品制造商現(xiàn)在必須采取行動(dòng)以實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，可再生電力的成本仍然很高，這不是一個(gè)可行的解決方案。整個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)向電力將給當(dāng)前的能源供應(yīng)和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施帶來負(fù)擔(dān)，并將成本進(jìn)一步推向錯(cuò)誤的方向。
太陽能和風(fēng)能發(fā)電是間歇性的，難以儲(chǔ)存，并且依賴于氫氣的儲(chǔ)存和使用 - 通過燃燒或轉(zhuǎn)換回電能，使用燃料電池。雖然生物質(zhì)是一種農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，似乎是食品工業(yè)的合乎邏輯的解決方案，但這些原料不是商品，獲得生物質(zhì)能取決于工廠在現(xiàn)場或附近擁有副產(chǎn)品。
此外，生物燃料在運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)其他方面的需求不斷增長，導(dǎo)致價(jià)格上漲。因此，不可能將所有這些綠色資源都提供給行業(yè)，并簡單地按原樣繼續(xù)經(jīng)營，希望未來將是綠色的。也許解決這些問題的最佳方法是識(shí)別和減少廢熱，并優(yōu)化工廠當(dāng)前流程中的效率。
另一種方法
作為領(lǐng)先的熱力公用事業(yè)解決方案提供商阿姆斯壯國際的首席執(zhí)行官，我看到了一個(gè)特別適合食品制造商的機(jī)會(huì)。在我們一個(gè)多世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)中，我們匯編了大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)顯示食品制造商處于有利地位，可以在不妨礙其服務(wù)于國家不斷增長的糧食需求的能力的情況下，對(duì)其設(shè)施進(jìn)行脫碳。
我們對(duì)全球數(shù)百個(gè)食品加工基地的能源狀況進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)超過60%的總能耗用于熱力公用事業(yè)（加熱和冷卻）。此外，對(duì)食品工業(yè)熱力公用事業(yè)的詳細(xì)現(xiàn)場評(píng)估確定了節(jié)能的巨大機(jī)會(huì)。
事實(shí)上，通過實(shí)施內(nèi)部過程換熱器網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)高溫?zé)岜?，工廠可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)80%的總碳減排，以“循環(huán)熱”策略回收廢熱并取代化石產(chǎn)生的熱量。這包括一個(gè)三步過程，包括去蒸汽（轉(zhuǎn)換為加壓熱水）所有低于250°F的應(yīng)用;當(dāng)有正溫差可用時(shí)回收直接熱量;并使用工業(yè)熱泵將低品位熱量的溫度提高到對(duì)該過程有用的溫度。
與重工業(yè)等其他部門不同，食品工廠從冷卻和加工中產(chǎn)生大量廢熱，同時(shí)需要在相對(duì)較低的溫度（低于250華氏度）下加熱。這種組合使食品行業(yè)成為通過捕獲其廢熱并將其用作購買燃料的替代品來優(yōu)化能源效率的完美候選者。這是一種非?？尚械摹把h(huán)熱”策略，可供幾乎所有食品加工商使用。
繪制工廠內(nèi)的熱能生命周期可以直接了解其能耗的效率和生產(chǎn)力，特別是隨著當(dāng)今人工智能和物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)的可用性，這些技術(shù)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控性能并標(biāo)記任何明顯的故障跡象。這種方法提供了有關(guān)各種生產(chǎn)設(shè)施能耗水平的關(guān)鍵信息，使管理層能夠做出更好，實(shí)時(shí)的自動(dòng)化決策，從而減少整體能源使用。
熱映射還可以為經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師提供信息，因?yàn)樗麄兺ㄟ^所謂的夾點(diǎn)分析或分析熱流的方法對(duì)工廠的熱能過程進(jìn)行建模，以定義最佳理論熱集成以實(shí)現(xiàn)更高效的過程。
潛在影響
令人難以置信的是，制造商可以通過應(yīng)用“循環(huán)熱”來消除超過50%的一次能源需求。剩余的熱量產(chǎn)生被電氣化（通過熱泵壓縮機(jī)），從而可以從現(xiàn)有的可再生能源購買協(xié)議中受益。這最大限度地減少了在不顯著增加運(yùn)營費(fèi)用的情況下完成凈零排放之旅所需的資本投資，同時(shí)提高了機(jī)器操作員的生產(chǎn)率和工作生活質(zhì)量。“循環(huán)熱能”還可以通過解決困擾基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)擴(kuò)張風(fēng)險(xiǎn)來改善工作場所的安全性，從而與利益相關(guān)者進(jìn)行自信的對(duì)話，并幫助使地球變得更美好。
優(yōu)化工廠的能源效率不僅是制造商實(shí)現(xiàn)凈零排放的重要一步，也是保護(hù)世界能源資源的重要組成部分。與誤解相反，如果做得正確，脫碳可以提高效率并降低生產(chǎn)成本，并為員工和地球帶來額外的好處。
即使公司能夠在不考慮優(yōu)化的情況下負(fù)擔(dān)得起直接轉(zhuǎn)向可再生能源，并咬住運(yùn)營費(fèi)用的增加，這些能源的一半仍將作為廢熱浪費(fèi) - 導(dǎo)致浪費(fèi)的可再生能源，而社會(huì)其他人將需要。