Saksan paperi- ja selluteollisuus on yksi maan energiaintensiivisimmistä teollisuudenaloista. Kohoava sähkön hinta sekä energiantuotannon ympäristövaikutukset pakottavat paperitehtaat kiinnittämään yhä enemmän huomiota sekä omaan energiahuoltoonsa että prosessien energiatehokkuuteen. Energianhallinnalle on siis tarvetta niin energiantuotannon kuin kulutuksenkin suunnittelussa ja optimoinnissa. Apuvälineeksi energian systemaattiseen hallintaan paperiteollisuuden moniulotteisessa toimintaympäristössä on tarjolla energianhallintajärjestelmiä (EHJ). Ne ovat tietokonepohjaisia ratkaisuja räätälöityinä yritysten ja prosessin tarpeisiin. EHJ:n avulla yrityksen on mahdollista seurata omaa energiantuotantoaan sekä -kulutustaan ja tarkkailla esimerkiksi voimalaitosprosessin eri suureita. Energianhallintajärjestelmät soveltuvat hyvin myös prosessin energiatehokkuuden tarkkailuun ja sitä kautta sen parantamiseen. EHJ:iä käytetään myös voimalaitoksen käyntitietojen arkistointiin sekä raportointiin ja ne tarjoavat apuvälineitä tehtaan sisäisen kustannusten jaon toteuttamiseen.

Tämä työ on tehty SCA Hygiene Products GmbH:n paperitehtaalle Mannheimiin, Saksaan. Tehtaan voimalaitoksella on käytössä energianhallintajärjestelmä, jota tässä työssä on kehitetty. Työn puitteissa saatettiin EHJ toimintakuntoon korjaamalla sen virheet ja valmistelemalla järjestelmän laajennus. Samalla kartoitettiin ennen kaikkea voimalaitoksen instrumentointijärjestelmän taso ja kehitystarpeet höyry- ja sähkömittausten osalta. Työn viimeinen vaihe oli tehtaan ostosähkön tarpeen ennustamiseen käytettävän mallin lisääminen EHJ:n osaksi. Tässä yhteydessä kartoitettiin myös paperikoneiden ominaisenergiankulutus.

Tutkimukset paljastivat suurimmat puutteet voimalaitoksen energia- ja massataseissa. Syynä tähän oli EHJ:stä puuttuvien höyrymittausten määrä sekä epätarkkuudet höyryn mittausjärjestelmässä kattiloiden ja turbiinien välillä. Myös polttoaineiden lämpöarvoissa esiintyi epätarkkuuksia. Mittauksia pystyttiin kuitenkin kalibroimaan ja korjaamaan siten, että taseista ja kattiloiden hyötysuhteista alettiin saada luotettavampia tuloksia. Tutkimuksissa kävi ilmi, että EHJ:n täydellisen toiminnan takaamiseksi ei niinkään ole puututtava itse energianhallintajärjestelmään, vaan tehtaan instrumentointiin. Jos prosesseista ja niiden energiankulutuksesta halutaan luotettavaa tietoa, mittausten tulee olla ajan tasalla. Monissa tehtaissa instrumentointi on kuitenkin vanhaa eikä sitä ole suunniteltu vastaamaan nykytarpeita esimerkiksi energiatehokkuuden mittaamisessa. Mittalaitteiden uusiminen vaatii kuitenkin usein huomattavia investointeja.

Instrumentoinnin tasosta huolimatta energianhallintajärjestelmän avulla prosessista on kuitenkin mahdollista saada paljon suuntaa-antavaa tietoa. Tämä mahdollistaa prosessin kehittämisen energiatehokkaampaan suuntaan.