Typen tai hapen puhtaus vaikuttaa niiden kustannuksiin
Ennen kuin tutkitaan kaasun kuten typen (N2) tai hapen (O2) vaikutusta kustannuksiin, on tärkeää ensin poistaa yleinen väärinkäsitys, eli että kaasun puhtaus ja laatu olisivat sama asia. Ne eivät ole. Kaasun puhtaus viittaa vain sen pitoisuuteen, esimerkiksi typpi, jonka puhtaus on 95 %, sisältää 5 % happea. Kaasun laatu viittaa vieraiden aineiden esiintymiseen. Voit lukea kaiken kaasun puhtaudesta (ja laadusta) tästä artikkelista.
Teollisuuskaasun saamiseksi on kaksi päätapaa riippumatta siitä, onko kyseessä typpi vai happi: Yritykset voivat ostaa kaasun tai valmistaa sen itse kompressorin ja kaasunkehittimen avulla. Ostetun kaasun puhtaus on aina erittäin korkea. Jos kaasua tuotetaan itse, sen puhtaus voidaan kuitenkin valita vapaasti.
Ostetun kaasun kustannukset
Niiden yritysten osalta, jotka ostavat typpeä tai happea, kaasun hinta määräytyy seuraavien kolmen päätekijän perusteella:
- Investointikustannukset: Sekä nestekaasu että kaasupullot edellyttävät investointeja logistiikkaan. Esimerkiksi kaasupulloissa on oltava turvallinen tila varastointia ja asennusta varten, ja niiden on oltava paikallisten paloturvallisuussäädösten mukaisia. Toisaalta nestemäisen irtotavaran varastointi edellyttää betonista aidattua pohjaa.
- Hinta kaasuyksikköä kohti: Käyttäjien on tietenkin maksettava ostamansa kaasu.
- Toimintakustannukset: Muita toimintakustannuksia voivat olla esimerkiksi pullon tai irtotavaran vuokraus, toimitusmaksut ja ympäristöverot.
Huomaa, että kaasun puhtautta ei mainita yllä olevassa listassa. Tämä johtuu siitä, että typen ja hapen kryogeeninen tuotanto jättää vain vähän tai ei lainkaan tilaa puhtauden joustavuudelle. Ostettu kaasu on aina erittäin puhdasta riippumatta siitä, tarvitseeko sovellus sitä vai ei. Tämä tarkoittaa sitä, että suuri osa käyttäjistä saa (ja maksaa siitä liikaa) puhtauden tason, josta heidän sovellutuksensa ei hyödy. Heillä ei siten ole mahdollisuutta alentaa kaasun hintaa muokkaamalla puhtautta tarpeidensa mukaan.
Typen ja hapen tuotantopaikan kustannukset
Useimmat paikan päällä toimivat kaasugeneraattorit käyttävät yhtä kahdesta teknologiasta, jotka on kuvattu tarkemmin näissä artikkeleissa PSAja membraanitekniikka.
- Ilman erottaminen PSA-adsorption avulla: Kun paineilmaa syötetään molekyyliseulojen läpi, typen puhtaus voi olla jopa 99.999 % ja hapen puhtaus voi olla jopa 95 %.
- Ilman erottaminen kalvotekniikalla: Kun paineilmaa syötetään puoliläpäisevien kalvojen läpi, typpipitoisuus voi olla 95–99.5 %.
Vaikka muutos esimerkiksi 99.9–99.999 prosentin puhtauden välillä ei näytä kovin suurelta, ero kustannuksiin nähden on melko suuri. Lasketaan tämä yhtälö auki…
Paikan päällä olevien generaattoreiden kustannukset ovat seuraavat:
- Investointikustannukset: Käyttäjien on ostettava kaasugeneraattori ja kompressori, jotta generaattoriin voidaan syöttää syöttöilmaa. Paineilmajärjestelmän on sisällettävä tarvittavat ilmankäsittelylaitteet ja varastosäiliöt.
- Käyttökustannukset: Nämä kustannukset koostuvat kompressorin käyttämiseen ja koko laitteiston ylläpitoon tarvittavasta sähköstä.
Kun kaasun puhtaus vastaa sovelluksen vaatimuksia, yritykset, jotka tuottavat omaa kaasua paikan päällä, voivat parantaa tulostaan kahdella tavalla:
- Ne voivat pienentää investointikustannuksiaan ostamalla pienemmän generaattorin ja kompressorin.
- Tämän seurauksena ne myös pienentävät käyttökustannuksia , koska pienemmän kompressorin käyttö kuluttaa vähemmän energiaa joka pienentää hiilijalanjälkeä.
Puhtaus vaikuttaa kaasukustannuksiin: Vertailu
Tarkastellaan kahta typpisovellusta, joilla havainnollistetaan, miten puhtaus vaikuttaa oman kaasun tuotantokustannuksiin. Esimerkissä aaltojuotos ja kahvinpakkaus tarvitsevat typpivirtaa 50 Nm³/h. Aaltojuottamisen puhtaus on kuitenkin 99.999 %, ja kahvipakkausten puhtaus on maltillisempi 99.9 %.
Kun käytetään yleisiä arvoja, nähdään kuinka paljon molemmat laitokset maksavat 7 vuoden aikana:
- Juottaminen, jonka puhtaus on 99.999 %: 30 investointi + 50 sähkö + 20 huolto = 100
- Kahvipakkaukset, joiden puhtaus on 99.9 %: 18 investointi + 30 sähkö + 15 huolto = 63
Tämä on ero kaasuntuotannon kustannuksissa, jotka ovat lähes 40 prosenttia! Se saavutetaan täysin yhdistämällä kahvipakkausten typen puhtaus todellisiin tarpeisiin (taso ylittää selvästi tärkeimmät elintarvikestandardit) eikä niinkään maksimipuhtauteen.
Investointi
Huolto
Sähkö
Ensinnäkin puhtautta ei ylimääritellä, mikä vaikuttaa investointikustannuksiin merkittävästi, sillä yritykset voivat täyttää tarpeensa pienemmällä generaattorilla ja pienemmällä paineilmakompressorilla. Tämä pienempi järjestelmä puolestaan alentaa huoltokustannuksia. Se tarvitsee myös vähemmän paineilmaa tuottaakseen 1 kaasuyksikön, mikä vähentää energiakustannuksia.
Se kannattaa tehdä oikein
Kaasun puhtautta koskeva ongelma vaikuttaa todennäköisesti myös sinuun. Suurin osa ammattimaisista typpi- ja happisovelluksista ei vaadi erittäin puhdasta kaasua (eli ostetun kaasun puhtauden tyyppiä), minkä vuoksi yritykset voivat saavuttaa merkittäviä säästöjä. Kaasun puhtauden mukauttaminen tarpeisiisi on aina paras ja tehokkain ratkaisu.
