Hoe de zuiverheid van stikstof of zuurstof van invloed is op de kosten ervan
Voordat we ingaan op de invloed die de zuiverheid van een gas, zoals stikstof (N2) of zuurstof (O2), heeft op de kosten ervan, moet eerst een veel voorkomende misvatting uit de weg worden geruimd, namelijk dat gaszuiverheid en gaskwaliteit hetzelfde zijn. Dat is niet zo. De zuiverheid van een gas heeft alleen betrekking op de concentratie. Stikstof met een zuiverheid van 95% heeft bijvoorbeeld een restzuurstofgehalte van 5%. De gaskwaliteit heeft betrekking op de extra aanwezigheid van verontreinigingen. Lees alles over de zuiverheid (en kwaliteit) van gas in dit artikel.
Er zijn twee manieren om een industrieel gas te verkrijgen, ongeacht of het stikstof of zuurstof is: bedrijven kunnen het kopen of zelf produceren met een compressor en een gasgenerator. Ingekocht gas heeft altijd een zeer hoge zuiverheidsgraad. Als het gas echter zelf wordt geproduceerd, dan kan de zuiverheid ervan naar believen worden gekozen.
De kosten van ingekocht gas
Voor bedrijven die stikstof of zuurstof inkopen, zijn drie belangrijke factoren bepalend voor de gaskosten:
- Investeringskosten: zowel vloeibaar gas als cilinders vereisen investeringen in logistiek. Gascilinders moeten bijvoorbeeld in een veilige ruimte worden opgeslagen en geïnstalleerd en voldoen aan de plaatselijke brandveiligheidsvoorschriften. Voor vloeibare bulkopslag is daarentegen een betonnen fundering met omheining nodig.
- Prijs per eenheid gas: gebruikers moeten vanzelfsprekend betalen voor het gas dat ze inkopen.
- Bedrijfskosten: andere bedrijfskosten kunnen de huur van cilinders of bulktanks, leveringskosten en milieubelasting omvatten.
Gaszuiverheid wordt niet vermeld in de bovenstaande lijst. De cryogene productie van stikstof en zuurstof laat namelijk weinig of geen ruimte voor flexibiliteit op het gebied van zuiverheid. Ingekocht gas heeft altijd een zeer hoge zuiverheid, ongeacht of een toepassing dit vereist. Dit betekent dat een groot deel van gebruikers een zuiverheidsgraad krijgt die in hun toepassing niet nodig is en daar ook nog eens te veel voor betaalt. Ze hebben op zijn minst niet de optie om hun gaskosten te verlagen door de zuiverheid af te stemmen op hun behoeften.
De kosten van stikstof- en zuurstofproductie op locatie
De meeste gasgeneratoren op locatie maken gebruik van een van de twee technologieën die hieronder zijn samengevat. Deze worden in meer detail beschreven in deze artikelen over PSA en membraantechnologie.
- Luchtscheiding door middel van Pressure Swing Adsorption: door perslucht door een bed van moleculaire zeven te voeren, kan een stikstofzuiverheid tot 99,999% en een zuurstofzuiverheid tot 95% worden bereikt.
- Luchtscheiding door middel van membraantechnologie: door perslucht door halfdoorlatende membranen te voeren, kan een stikstofzuiverheid tussen 95% en 99,5% worden gerealiseerd.
Hoewel het verschil in zuiverheid tussen bijvoorbeeld 99,9% en 99,999% misschien niet zo groot lijkt, is het verschil in kosten tamelijk groot. Laten we die vergelijking eens nader gaan bekijken…
Generatoren op locatie brengen de volgende kosten met zich mee:
- Investeringskosten: gebruikers moeten zowel een gasgenerator als een compressor kopen om de generator van toevoerlucht te voorzien. De persluchtinstallatie moet de vereiste luchtbehandelingsapparatuur en opslagtanks omvatten.
- Bedrijfskosten: deze kosten bestaan uit de elektriciteit die nodig is om de compressor te laten draaien en de hele installatie te onderhouden.
Door de gaszuiverheid af te stemmen op de specificaties van een toepassing, kunnen bedrijven die hun eigen gas op locatie produceren het bedrijfsresultaat op twee manieren verbeteren:
- Ze kunnen hun investeringskosten verlagen door een kleinere generator en compressor te kopen.
- Hierdoor verlagen ze ook hun bedrijfskosten, omdat een kleinere compressor minder energie verbruikt, wat bovendien leidt tot een lagere CO2-voetafdruk.
Hoe zuiverheid de gaskosten beïnvloedt: een vergelijking
Laten we eens kijken naar twee stikstoftoepassingen om te illustreren hoe zuiverheid van invloed is op de kosten voor het produceren van uw eigen gas. In ons voorbeeld hebben golfsolderen en koffie verpakken een stikstofdebiet van 50 Nm³/h nodig. Voor golfsolderen is echter een zuiverheid van 99,999% vereist; voor het verpakken van koffie een meer gematigde 99,9%.
Gebruikmakend van algemene waarden zijn de kosten voor beide installatie over een periode van 7 jaar als volgt:
- Solderen met een zuiverheid van 99,999%: 30 investering + 50 elektriciteit + 20 onderhoud = 100
- Koffie verpakken met een zuiverheid van 99,9%: 18 investering + 30 elektriciteit + 15 onderhoud = 63
Het verschil in gasproductiekosten bedraagt bijna 40%! Dit wordt bereikt door de stikstofzuiverheid voor het verpakken van koffie af te stemmen op wat daadwerkelijk nodig is (een niveau dat ruim boven de belangrijkste eisen volgens voedselnormen ligt), in plaats van de maximale zuiverheid tot doel te stellen.
Investering
Onderhoud
Elektriciteit
Het niet overspecificeren van zuiverheid heeft een enorm effect op de investeringskosten, omdat bedrijven met een kleinere generator en een kleinere luchtcompressor in hun behoeften kunnen voorzien. Dit kleinere systeem zorgt op zijn beurt voor lagere onderhoudskosten. Er is ook minder perslucht nodig om 1 eenheid gas te produceren, wat de energiekosten verlaagt.
Het loont de moeite om het goed te doen
De kwestie van gaszuiverheid speelt waarschijnlijk ook bij u. De overgrote meerderheid van professionele stikstof- en zuurstoftoepassingen vereist geen gas met een extreme zuiverheid (d.w.z. het type zuiverheid dat ingekocht gas biedt), waardoor dit een gebied is waarop bedrijven aanzienlijke besparingen kunnen realiseren. Het afstemmen van de gaszuiverheid op uw behoeften is immers altijd de optimale en meest efficiënte oplossing.
