Параллельно с расходом сырья и материалов рассмотрению подлежит и расход энергии в процессе производства. В процессе экоаудита следует обратить внимание на источник энергии и наличие взаимосвязи между потребляемой энергией и количеством отходов. При высоком расходе энергии должен быть построен и проанализирован энергетический баланс.
Так как в технических объектах могут быть использованы все виды энергии, а слагаемые энергетического баланса должны иметь одинаковую размерность, то возникает необходимость приведения с помощью соответствующих эквивалентов используемых видов энергии к одному - тепловому виду.
Как следует из опыта, очень часто энергетический баланс представляют как тепловой. Размерность слагаемых энергетического баланса в каждом конкретном случае определяется целями, ради которых составляется баланс. Если представляет интерес расход энергии при производстве единицы продукции, то размерность будет Дж/ед.прод., если интересуют вопросы поступления и расходования энергии во времени, то размерность будет Дж/период. Периодом может быть год, месяц, сутки, час или время цикла производства продукта.
Энергетический баланс базируется на законе природы- законе сохранения энергии. Исходя из этого, для любого исследуемого объекта, который можно рассматривать как систему, сумма всех видов энергии, подведенных к ней, всегда равна сумме энергии, используемой в системе и переданной за ее пределы. Математически это представляется следующим образом:
∑Qхим+∑Qэл+∑Qт+∑Qв+∑Qм+∑Qэкз=∑Q1+∑Qэнд∑Qотх+∑Qпот±ΔQм, (3.1)
где ∑Qхим – химическое тепло, получаемое в результате сжигания топлива;
∑Qэл – тепло, получаемое в результате подведения к процессу электрической, механической и др. энергии;
∑Qт– физическое тепло топлива;
∑Qв– физическое тепло дутья.
Дутье может состоять не только из воздуха, но и кислорода, используемого в качестве интенсификатора в процессах сжигания топлива, а также в технологических процессах и др. Дутье, как воздушное, так и обогащенное кислородом, может поступать в систему нагретым, при этом, естественно, в нее будет вноситься определенное количество тепла;
∑Qм– физическое тепло сырья и других материалов, участвующих в процессах создания продукции;
∑Qэкз– тепло экзотермических реакций - реакций, идущих с выделением тепла.
Приведенные выше статьи составляют приходную часть энергетического баланса. Расходная часть включает в себя:
∑Q1 – физическое тепло получаемой продукции;
∑Qэнд – тепло эндотермических реакций - реакций, идущих с поглощением тепла;
∑Qотх – физическое тепло отходов всех видов;
∑Qпот – потери энергии на нагрев тары, механизмов загрузки и выгрузки, потери за счет теплопроводности ограничивающих систему поверхностей, потери за счет излучения через открытые окна, отверстия и пр. Эта статья включает также и затраты тепла на нагрев реакторов и т.п.
±ΔQм – расхождение баланса, которое образуется из-за невозможности учета всех потерь тепла.
Результаты расчетов энергетических балансов целесообразно представлять в табличной форме. В частности, приведенный в таблице 3.3 пример характеризует энергетический баланс металлургического комбината, рассчитанный в тепловых единицах на 1 т готового проката.
Таблица 3.3 Энергетический баланс металлургического комбината по производству 1т стального проката
| Статья баланса | Масса,т | Энергия, МВт.ч Ix |
| ПРИХОД Угли коксующиеся Угольный концентрат Уголь на ТЭЦ Уголь для домны Мазут Металлосодержащие сырье Флюсы Доменные присадки Стальные слитки Стальные слябы Смола каменноугольная Реагенты и прочие материалы | 3,471 0,034 0,064 0,013 0,08 2,125 0,617 0,110 0,392 0,190 0,028 - | 22,317 0,405 0,368 0,094 0,985 0,479 0,0 0,221 0,803 0,387 0,317 0,051 |
| Итого: | - | 26,427 |
| РАСХОД Прокат стальной Чугун в чушках: передельный литейный Отходы углеобогащения Кокс Пекококс Коксохимические продукты Удобрения Гранулированный шлак Теплоэнергия Электроэнергия | 1,0 0,574 0,331 0,112 0,493 0,035 0,141 0,024 0,499 - | 2,044 1,325 0,762 0,542 3,716 0,320 0,817 0,0 0,143 0,560* 0,009 |
| Итого полезной энергии | - | 10,238 |
| Потери энергии всех видов | 16,189 | |
| ВСЕГО: | 26,427 | |
| η эн= 0,388 |
* Избыток тепловой энергии, переданной за пределы металлургического комбината.