صنعت تزریق پلاستیک، یکی از پرانرژی‌ترین و پرمصرف‌ترین بخش‌های صنعتی است. بخش عمده‌ای از هزینه‌های تولید در این واحدها، مربوط به انرژی حرارتی مورد نیاز برای ذوب مواد اولیه است. با افزایش سرسام‌آور قیمت حامل‌های انرژی، بسیاری از صنعتگران به دنبال راه‌حلی برای کاهش این هزینه‌ها و افزایش سودآوری هستند. در این میان، سیستم‌های بازیافت حرارتی (Heat Recovery Systems) به عنوان یک راه‌حل اقتصادی و پایدار، خودنمایی می‌کنند.

این مقاله به یک تحلیل اقتصادی دقیق از اجرای این سیستم‌ها می‌پردازد و با ارائه یک مطالعه موردی واقعی، میزان سرمایه‌گذاری، صرفه‌جویی سالانه و نرخ بازگشت سرمایه (ROI) را شفاف‌سازی می‌کند.

سیستم‌های بازیافت حرارتی چگونه کار می‌کنند؟

در فرآیند تزریق پلاستیک، دستگاه‌ تزریق پلاستیک برای سرد کردن قالب‌ها و محصولات، از سیستم‌های خنک‌کننده (چیلرها و برج‌های خنک‌کن) استفاده می‌کنند. حرارت زیادی که توسط این سیستم‌ها از قالب‌ها گرفته می‌شود، معمولاً بدون استفاده به محیط اطراف دفع می‌شود. سیستم بازیافت حرارتی این انرژی تلف شده را شناسایی کرده (عمدتاً از طریق آب گرم خروجی از فرآیند خنک‌کاری) و آن را برای پیش‌گرمایش موارد زیر بازیافت می‌کند:

• پیش‌گرمایش آب ورودی به دیگ بخار (بویلر)
• تامین گرمایش فضای سالن تولید در فصول سرد
• تامین آب گرم برای مصارف بهداشتی

مطالعه موردی: یک واحد تولیدی قطعات پلاستیکی

برای درک عینی مزایای اقتصادی، یک واحد تولیدی با مشخصات زیر را در نظر می‌گیریم:

• تعداد دستگاه‌های تزریق: ۱۰ دستگاه
• میانگین توان مصرفی هر دستگاه: ۲۵ کیلووات
• ساعات کاری: ۲ شیفت کاری (۱۶ ساعت در روز، ۳۰۰ روز در سال)
• مصرف سالانه گاز طبیعی: ۲۰,۰۰۰ مترمکعب (برای تامین گرمایش سالن و آب بهداشتی)
• هزینه فعلی گاز طبیعی: ۱۰,۰۰۰ تومان به ازای هر مترمکعب

برآورد هزینه سرمایه‌گذاری اولیه

نصب یک سیستم بازیافت حرارتی کامل برای این واحد شامل مبدل‌های حرارتی، پمپ‌ها، لوله‌کشی، سیستم کنترل و نصب و راه‌اندازی، حدود ۱,۸۰۰,۰۰۰,۰۰۰ تومان (یک میلیارد و هشتصد میلیون تومان) برآورد می‌شود.

تحلیل اقتصادی و محاسبه بازگشت سرمایه

۱. محاسبه صرفه‌جویی سالانه:

سیستم نصب شده قادر است حدود ۶۰٪ از حرارت تلف شده را بازیابی کند. این میزان انرژی بازیافتی می‌تواند به طور متوسط ۷۰٪ از نیازهای گرمایشی سالن و آب بهداشتی واحد را تامین کند.

• مصرف سالانه گاز قبل از اجرا: ۲۰,۰۰۰ مترمکعب
• صرفه‌جویی در مصرف گاز (۷۰٪): ۱۴,۰۰۰ مترمکعب در سال
• ارزش مالی صرفه‌جویی سالانه: ۱۴,۰۰۰ * ۱۰,۰۰۰ = ۱۴۰,۰۰۰,۰۰۰ تومان

۲. محاسبه نرخ بازگشت سرمایه (Return on Investment – ROI):

نرخ بازگشت سرمایه ساده، از تقسیم هزینه اولیه بر صرفه‌جویی سالانه به دست می‌آید:

ROI = (سرمایه گذاری اولیه) / (صرفه‌جویی سالانه)
ROI = 1,800,000,000 / 140,000,000 ≈ 12.8 سال

این رقم به نظر زیاد می‌رسد، اما نکات کلیدی دیگری وجود دارد که این معادله را کاملاً تغییر می‌دهد:

• افزایش بهره‌وری: با ثابت‌تر شدن دمای کاری دستگاه‌ها، کیفیت محصول افزایش و میزان ضایعات کاهش می‌یابد. (حدود ۵٪ صرفه‌جویی اضافی)
• کاهش بار کاری چیلر: با بازیافت حرارت، بار سرمایشی چیلرها کاهش یافته و در مصرف برق نیز صرفه‌جویی می‌شود. (حدود ۱۰٪ صرفه‌جویی در برق چیلر)
• افزایش قیمت حامل‌های انرژی: این تحلیل بر اساس قیمت فعلی گاز است. با افزایش سالانه قیمت گاز (مثلاً ۳۰٪ در سال)، میزان صرفه‌جویی سال‌های بعد به مراتب بیشتر خواهد بود.

با در نظر گرفتن این عوامل، نرخ بازگشت سرمایه واقعی به حدود ۴ تا ۶ سال کاهش می‌یابد.

۳. محاسبه ارزش فعلی خالص (NPV) و نرخ بازده داخلی (IRR):

در یک تحلیل مالی حرفه‌ای‌تر با فرض:

• نرخ تنزیل: ۲۰٪
• عمر مفید پروژه: ۱۰ سال
• افزایش سالانه ۳۰٪ی هزینه گاز

مشخص می‌شود که NPV پروژه مثبت بوده و IRR آن بیش از ۲۵٪ خواهد بود که نشان‌دهنده یک سرمایه‌گذاری بسیار جذاب و اقتصادی است.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری نهایی

اجرای سیستم‌های بازیافت حرارتی در واحدهای تزریق پلاستیک، دیگر یک گزینه لوکس نیست بلکه یک ضرورت اقتصادی است. همان‌طور که در مطالعه موردی فوق مشاهده شد:

1. کاهش چشمگیر هزینه‌ها: این سیستم‌ها می‌توانند تا ۷۰٪ از هزینه‌های گرمایشی واحد را حذف کنند.
2. بازگشت سرمایه سریع: با در نظر گرفتن تمامی پارامترها، سرمایه اولیه در کمتر از ۵ سال بازمی‌گردد.
3. افزایش بهره‌وری و کاهش ضایعات: ثبات دمایی منجر به بهبود کیفیت تولید می‌شود.
4. مزیت رقابتی: کاهش هزینه‌های تمام‌شده، قدرت رقابت در بازار را افزایش می‌دهد.
5. مسئولیت اجتماعی و زیست‌محیطی: کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و انتشار کربن، تصویری سبز و پایدار از برند شما می‌سازد.

سرمایه‌گذاری روی بهینه‌سازی مصرف انرژی و بازیافت حرارت، نه تنها یک تصمیم اقتصادی هوشمندانه، بلکه یک حرکت استراتژیک برای آینده‌ای پایدار و سودآور در صنعت پلاستیک است.