V industrijskem sektorju so stroški energije ključni dejavnik, ki se mu skoraj vsa podjetja ne morejo izogniti. Ne glede na to, ali gre za kemično, metalurško, energetsko, naftno in plinsko industrijo ali proizvodno industrijo, poraba energije neposredno vpliva na stopnje dobička. V zadnjih letih z naraščajočo nestanovitnostjo cen energije in vedno-naraščajočimi zahtevami po varčevanju z energijo in zmanjševanju emisij vse več podjetij začenja-pregledovati dolgo-zanemarjen vidik-industrijske izolacije. Med številnimi novimi materiali se aerogeli pojavljajo kot ključni akter pri spreminjanju strukture stroškov energije.
Industrijska poraba energije se pogosto pojavlja na "nevidnih mestih"
Ko številne tovarne razpravljajo o varčevanju z energijo, najprej pomislijo na nadgradnjo opreme, modifikacije procesov ali sisteme upravljanja z energijo. Vendar se v resnici znatna količina energije tiho izgubi skozi cevi, rezervoarje in površine opreme. Nezadostna izolacija v visoko{2}}temperaturnih parnih ceveh, reaktorjih in izmenjevalnikih toplote pomeni stalno izgubo toplote.
Tradicionalni izolacijski materiali, ki se že vrsto let uporabljajo v industrijskih okoljih, kažejo znake težav: so debeli, hitro se starajo in njihova učinkovitost se znatno poslabša, če so izpostavljeni vlagi. S podaljševanjem časa delovanja se dejanska učinkovitost izolacijskega sloja pogosto močno razlikuje od projektirane vrednosti, kar povečuje izgubo energije. Te izgube so razpršene po vsakodnevnem delovanju in jih je težko vizualno zaznati, kljub temu pa nenehno zvišujejo račun podjetja za energijo.
Glavna prednost aerogelov: »zadržujejo« toploto.
Ključ do vrhunske učinkovitosti aerogela pri varčevanju z energijo je v njegovi edinstveni mikrostrukturi. Aerogeli so napolnjeni z nanometrskimi porami, ki učinkovito lovijo zrak in preprečujejo odvajanje toplote s konvekcijo in prevodnostjo. Posledica tega je izjemno nizka toplotna prevodnost, zaradi česar je eden najbolj-doslej znanih trdnih izolacijskih materialov.
Pod enakimi delovnimi pogoji potrebujejo aerogeli le eno-tretjino ali celo manj debeline tradicionalnih izolacijskih materialov, da dosežejo vrhunsko izolacijo. Pri industrijskih sistemih to pomeni znatno zmanjšano izgubo toplote s površin opreme, kar omogoča, da se več toplote uporabi v proizvodnem procesu, namesto da se izgubi v okolje.
Od kod 30-odstotno znižanje stroškov energije?
Trditev, da "lahko aerogel zmanjša stroške industrijske energije za 30 %" ni rezultat enega samega dejavnika, temveč celovit učinek, ki izhaja iz kombiniranih učinkov več-postopkov varčevanja z energijo.
(1) Zmanjšanje neposredne toplotne izgube.Učinkovitejša izolacija občutno zmanjša odvajanje toplote iz cevi za paro in opreme za visoke-temperature, s čimer se odpravi potreba po pogostem dopolnjevanju energije kotlov in ogrevalnih sistemov za vzdrževanje procesnih temperatur.
(2) Izboljšana učinkovitost delovanja sistema.Bolj stabilne temperature pomenijo, da oprema deluje bližje svojim načrtovanim pogojem, kar seveda izboljša učinkovitost izrabe energije. V scenarijih neprekinjene industrijske proizvodnje se ta stabilnost poveča, kar ima za posledico znatne dolgoročne-prihranke energije.
(3) Dolgoročna -stabilnost izolacijske učinkovitosti.Tradicionalni materiali so sčasoma nagnjeni k staranju in absorpciji vode, kar vodi v postopno upadanje dejanskih-učinkkov varčevanja z energijo. Aerogel pa ohranja izolacijo blizu začetnega stanja tudi po letih delovanja, zaradi česar je učinek-varčevanja z energijo bolj "trajen".
Zmanjšanje izpadov in vzdrževanja je tudi oblika implicitnega varčevanja z energijo
Stroški energije niso omejeni na račune za gorivo in elektriko. Vzdrževanje, popravila in celo izpadi zaradi okvare izolacije povzročajo tudi veliko posredno porabo energije.
Aerogelni materiali imajo običajno odlične hidrofobne lastnosti in ne absorbirajo zlahka vode, kar učinkovito zmanjšuje tveganje kondenzacije in korozije v izolacijski plasti. To ne le zmanjša poškodbe opreme, ampak tudi zniža stroške energije in delovne sile, povezane s pogostim vzdrževanjem. Z vidika življenjskega -cikla je to »nevidno varčevanje z energijo« enako pomembno.
Tanek in lahek, zaradi katerega so-varčne prenove bolj realistične
Največja ovira za energetsko-varčne predelave obstoječih industrijskih obratov pogosto ni tehnologija, temveč prostorske in strukturne omejitve. Debele tradicionalne izolacijske plasti lahko zahtevajo spremembe za podporne strukture in preusmeritev cevovodov, kar povzroči visoke stroške in dolge razvojne cikle.
Zaradi tankosti in lahke lastnosti aerogela je idealen za nad-energijsko varčne nadgradnje starejših naprav. Lahko znatno izboljša izolacijo, ne da bi drastično spremenil prvotno strukturo. Zaradi tega so številni prej neizvedljivi projekti-varčevanja z energijo spet ekonomsko upravičeni.
Od eno-točkovnega varčevanja z energijo do sistemskega znižanja stroškov
Ko se aerogel obsežno uporablja za cevovode, ventile, rezervoarje za shranjevanje in kritično opremo, se bodo njegovi-učinki varčevanja z energijo postopoma razširili iz posameznih točk na celoten sistem. Zmanjšana izguba pare, izboljšana toplotna učinkovitost in stabilnejše delovanje opreme se na koncu odražajo v skupnih stroških energije podjetja.
V nekaterih panogah, ki-porabljajo-energijo, dejanski podatki o delovanju kažejo, da lahko uporaba izolacijskih rešitev z aerogelom zmanjša skupno porabo energije za 20 % do 30 % in še več v nekaterih scenarijih visoke-temperature in visoke-obremenitve. To zmanjšanje stroškov daleč presega pomen samih "materialnih nadgradenj".
Stroški niso več največja ovira
V preteklosti so bili aerogeli pogosto označeni kot »vrhunski-in dragi«. Z dozorevanjem proizvodnih procesov in širitvijo obsega uporabe pa se njihovi stroški postopoma znižujejo. Še pomembneje pa je, da vedno več podjetij začenja ocenjevati donosnost naložbe z vidika stroškov celotnega življenjskega cikla, namesto da se osredotoča zgolj na začetno nabavno ceno materialov.
Če upoštevamo prihranke energije, zmanjšane stroške vzdrževanja in podaljšano življenjsko dobo opreme, skupne prednosti aerogelov pogosto presegajo prednosti tradicionalnih rešitev.