Témata
Zdroj: Škoda Auto

Inovace v automobilovém průmyslu, Část 5. Úspory energií a uhlíková neutralita

Na základě dlouhodobé redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližující realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. V dnešním díle se budeme věnovat úsporám energií, které se tamním technikům podařilo v poslední době realizovat a které měly významný podíl na dosažení neutrality emisí CO2 tohoto podkrkonošského podniku při výrobě automatických převodovek.

Tento článek je součástí seriálu:
Inovace v automobilovém průmyslu
Díly
Michal Štefan

Svoji dosavadní profesní dráhu zasvětil automotive a to konkrétně Škoda Auto. Ihned po ukončení odborného vzdělání nastoupil v roce 1997 do závodu ve Vrchlabí. Absolvoval několik odborných stáží, nedávno se mu dostalo příležitost důkladně poznat podmínky v sesterské továrně Volkswagen v Kasselu. Aktuálně je zodpovědný za plánování mechanického opracování dílů převodovky DQ200 ve vrchlabském závodě Škoda Auto. 

Reklama

Výrobní závod ve Vrchlabí byl ze všech závodů Škoda Auto první na světě, kde se podařilo zajistit uhlíkově neutrální výrobu. Tohoto úspěchu bylo dosaženo v roce 2020, a to především díky zavedení mnoha zásadních i dílčích efektivních opatření. Celkově se tak podařilo snížit množství vyprodukovaných emisí z původních 45 tun za rok na tři tuny. Několik konkrétních kroků si blíže představíme.

Technologie kalení představuje místo s největším odběrem elektrické energie ve vrchlabském výrobním závodě. Pozornost soustředěná na úspory energií je zde tak naprosto logická, a pro dosažení uhlíkové neutrality závodu i nezbytná. a) výměna izolací kalíren; b) optimalizace kalírenských roštů; c) úspory za zkušební díly – test nauhličení. (Zdroj: Škoda Auto)

Úspory nejen energií v kalírnách

Hned několik úsporných opatření zavedli vrchlabští pracovníci v kalírnách, ve kterých tepelně zpracovávají ozubená kola a hřídele. V kalírnách probíhá vůbec největší odběr elektrické energie, kterou ve Vrchlabí při výrobě automatických převodovek využívají (bez použití zemního plynu). Pozornost soustředěná na úspory energií je tak naprosto logická, a pro dosažení uhlíkové neutrality závodu i nezbytná. Jedním z významných projektů byla výměna izolací kalicích komor, kterých závod používá celkem 25. Původní uhlíkové izolace byly provozem částečně opotřebované, a důsledkem toho byla vzrůstající spotřeba elektrické energie a značné tepelné ztráty.

Izolace proto byly vyměněny za nové typy s lepšími tepelněizolačními vlastnostmi. Jen tento krok přinesl úspory ve výši čtyř milionů korun za rok.

Vysoké náklady na energii představuje i stlačený vzduch, který je pro zdejších více než 400 průmyslových strojů a zařízení nezbytným zdrojem. Pro detekci ztrát zde používají přístroj, který dokáže odhalit i minimální úniky stlačeného vzduchu. (Zdroj: Škoda Auto)

Dalším úspěšně realizovaným projektem, a to nejen v oblasti úspory elektrické energie, ale i v navýšení kapacity kalených dílů, je optimalizace kalicích roštů. V rámci přípravy projektu byl využit i 3D tisk, pomocí kterého byly vytvořeny modely trnů pro díly vkládaných do kalicích roštů, přičemž umístění dílů muselo také zabezpečit správné proudění plynů a zamezit kolizi při manipulaci. Díky tomuto modelu si pracovníci mohli ověřit, o kolik dílů lze kapacitu navýšit. Celkově tak bylo dosaženo navýšení kapacity kalíren o 6 %, což představuje o 140 převodovek za den více. Zároveň se tak každoročně šetří energie v hodnotě více než jednoho milionu korun.

Reklama
Reklama
Reklama

U úspor v oblasti kalení dílů zůstaneme ještě u dalšího příkladu. Dříve bylo z každé kalírenské vsázky třeba odebrat jeden díl, který se podrobil laboratornímu testu nauhličení. Ten probíhá destruktivní metodou, díl byl tedy zničen. Nyní probíhá zkouška efektivněji: komponenty pro test nauhličení nahradily kontrolní kroužky, které jsou součástí každé kalírenské vsázky. Tyto kroužky se zváží před a po kalení, následně se pomocí zjištění navýšené hmotnosti odvodí správná kvalita kalení. Denně tím podnik ušetří více než 150 dílů, které by jinak byly během testu zničeny. Úspora jen za díly činí přes čtyři miliony korun ročně.

Úspor energií lze dosáhnout i využitím přebytků energie, jako je například teplo. (Zdroj: Škoda Auto)

Efektivní výroba stlačeného vzduchu

Významné energetické úspory však nabízí nejen elektřina. Velmi drahou energii představuje i stlačený vzduch, který je přitom pro více než 400 průmyslových strojů a zařízení nezbytným zdrojem. I v této oblasti se pracovníkům ve Vrchlabí podařilo dosáhnout významných úspor. Jedním z příkladů je využití kompresorů na výrobu stlačeného vzduchu. Dříve při výrobě používali dva kompresory s tlakem 6 a 9 barů, přičemž vyšší hodnotu potřebovaly pouze dva stroje z celého závodu. Výkonný kompresor tak z velké části pracoval nevytížen a jeho provoz byl neekonomický. Vrchlabští technici zmíněné dva stroje pomocí zesilovače tlaku upravili tak, aby jim pro správný chod stačil tlak 6 barů. Kompresor na 9 barů tak mohli odstavit a pro celý závod nyní používají úspornější zařízení. Náklady na pořízení zesilovačů tlaku činily 65 tisíc korun, roční úspory za stlačený vzduch a elektrickou energii však dosahují téměř půl milionu korun.

Reklama

Úspory stlačeného vzduchu ve Vrchlabí neřeší pouze optimalizacemi stávajících procesů, ale i důsledným sledováním spotřeby a případných úniků. Úniky této nákladné energie však nemusí být vždy snadno rozpoznatelné, především pak ty malé. Pro detekci ztrát používají přístroj, který dokáže odhalit i minimální úniky stlačeného vzduchu. V rámci pravidelné, takzvané velké údržby strojů je každé vedení vzduchu podrobeno zevrubné kontrole. Zjištěné úniky jsou pak ihned opraveny. Ročně se tím v průměru odhalí ztráty stlačeného vzduchu v objemu 70 tisíc m3.

Manipulační technika pro svůj pohon dříve využívala nevhodné olověné akumulátory. Všechna zařízení v závodě postupně vyměnili za moderní manipulační techniku s li-ion články. (Zdroj: Škoda Auto)

Využití zbytkového tepla

Šetřit energií se ale nemusí vždy jen u zdrojů nebo spotřebičů. Úspor lze dosáhnout i využitím přebytků energie, jako je například teplo. Ve Vrchlabí takto využívají teplo vyprodukované v centrální filtrační stanici kapalin z praček dílů. Tato stanice je vybavena elektrickým ohřevem. Přes nově instalovaný výměník využívající zbytkové teplo je ohřívána voda pro průmyslové pračky na čištění kol a hřídelí v procesu mechanického obrábění. Každý rok se tak uspoří více než 1 000 MWh elektrické energie.

Uhlíkové neutrality vrchlabského závodu by nebylo možné dosáhnout bez eliminace vzniku nebezpečného odpadu. Recyklace řezného oleje pro jeho opětovné využití v obráběcích strojích byla jednou z vhodných cest. (Zdroj: Škoda Auto)

Li-ion akumulátory pro manipulační techniku

Oddělení logistiky ve Vrchlabí pro svůj provoz ve výrobních halách využívá 11 kusů různé manipulační techniky, která pro svůj pohon dříve využívala energeticky, ale i ekologicky nevhodné a zastaralé olověné akumulátory. Všechna zařízení proto v závodě postupně vyměnili za moderní manipulační techniku s li-ion články. Podařilo se tak ušetřit více než 140 MWh elektrické energie a snížit produkci CO2 o 4 tuny za rok. Nezanedbatelné jsou i finanční úspory, které dosahují 6,5 milionu korun ročně.

Závod Škoda Auto ve Vrchlabí pod vedením Dr. Ivana Slimáka dosáhl uhlíkové neutrality díky celé řadě úsporných opatření. Tato infografika přináší přehled 12 klíčových. Největší úspory umožnil přechod na energii z obnovitelných zdrojů a také řada efektivních opatření ve výrobě. Především díky tomu se podařilo emise CO2 snížit z původních 45 000 tun na pouhé 3 000 tun. (Zdroj: Škoda Auto)

Omezení tvorby nebezpečného odpadu

Uhlíkové neutrality vrchlabského závodu by nebylo možné dosáhnout bez eliminace vzniku nebezpečného odpadu. Jedním z příkladů je recyklace řezného oleje pro jeho opětovné využití v obráběcích strojích. Dříve byl znečištěný olej zdrojem značného množství nebezpečného odpadu, který byl za velké finanční náklady externě likvidován. Vrchlabským technikům se podařilo tento problém vyřešit tak, že brusné kaly, jež obsahují použitý olej, lisují. Vylisovaný olej je následně filtrován a opětovně vrácen k využití během mechanického obrábění. Samotný kal pak slouží jako druhotná surovina k dalšímu zpracování. Touto cestou došlo ke snížení množství vyprodukovaného nebezpečného odpadu o 40 tun ročně.


V příštím díle se budeme věnovat digitalizaci, kterou vrchlabský závod pro svoji výrobu hojně využívá, rozvíjí a neustále rozšiřuje o další efektivní technologie.

Vydání #3
Kód článku: 240309
Datum: 06. 03. 2024
Rubrika: Servis / Vývoj a inovace
Související články
CO2 neutrální strojírenská výroba

Automobilky procházejí transformací, která má zajistit, aby se nejpozději v roce 2050 staly "klimaticky neutrálními" v souladu s Pařížskou dohodou. I to je příčinou, proč výrobci představují nové koncepty mobility a hloubkově se zabývají cirkulární ekonomikou a ekologičností výrobních procesů.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Lesk a bída českých obráběcích strojů

Česká republika, resp. tehdejší Československo, mělo bohatou historii ve výrobě obráběcích strojů. Kde v období největší slávy byli ve svých inovačních počinech současní světoví lídři, když např. kovosviťácký konstruktér Ladislav Borkovec se již v roce 1977 začal zaobírat myšlenkou multifunkčního soustružnicko-frézovacího stroje? Přes dřevěný kinematický model, který si vytvořil doma v dílně, vedla dlouhá cesta až k prototypu prezentovanému  na EMO v Paříži v roce 1980. Po vyrobení 45 strojů řady MCSY, které nenazval nikdo jinak než „Boháro“, byla z ekonomických důvodů a nedostupnosti kvalitní řídicí elektroniky bohužel výroba v tehdejším Kovosvitu ukončena. Dva bývalé kovosviťáky, srdcem i duší, Jiřího Mindla a Vladislava Čítka, jsem díky jejich letitým zkušenostem celoživotního zasvěcení oboru obráběcích strojů požádal o rozpravu nad současným stavem tuzemského oboru výrobních strojů a nad tím, jaké jsou jeho případné perspektivy.

Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Digitalizace pro vyšší efektivitu

Vrchlabský závod Škoda Auto patří mezi nejmodernější výrobní provozy koncernu VW. V říjnu finalizoval postupný přechod na sedmidenní týdenní výrobu s roční kapacitou 690 000 dvouspojkových přímo řazených automatických převodovek DQ200. Tento proces se neobejde bez potřebného stupně automatizace výroby s postupnou implementací nejmodernějších digitálních nástrojů, které zajišťují nejvyšší možnou přesnost výroby i při komplexních výrobních operacích.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

CIMT Peking, Část 2. Win Together

Podtitul veletrhu CIMT 2019 byl: 融合共赢 智造未来. Musíte uznat, že motto veletrhu je v této pro nás exotické podobě zahaleno značným tajemstvím. Dáte-li větu do automatického překladače, výsledná myšlenka zní: fúze a výhra. Jednoduchá slova, divný obsah - tento způsob nalezení významu věty opravdu není žádná výhra. Proto se o nápravu "ztráty v překladu" pokusíme v druhém vstupu z veletrhu, ve kterém se tentokrát podíváme i za technikou.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Inovace v automobilovém průmyslu: Část 4. Automatizace a inovace

Na základě historické redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližující realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. V dnešní části se zaměříme na zavádění prvků automatizace a inovační procesy, které byly v posledních letech ve Vrchlabí realizovány.

Inovace v automobilovém průmyslu: Část 1. Historie a transformace výrobního závodu

Na základě historické redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližujícího realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. Dnes začneme pohledem do historie.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Na cestě ke zrození stroje: Závěrečné ohlasy

Série 10 článků konstruktéra Michala Roseckého během celého roku popisovala proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku se autor snažil čtenáře provázet tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Na cestě ke zrození stroje, část 8. Logistika

Série 10 článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Na cestě ke zrození stroje, část 7: Realizace

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit