2023如何使制药生产更节能（英）

1 如何使 医药制造更节能 和为什么它真的很重要 1 能源正在成为大型制药公司工业可持续发展战略的关键支柱。 为了从容应对这一趋势，该行业必须拥抱可再生能源和能源效率的发展。 欧洲目前正面临能源供应和价格的高度波动，这种充满挑战的环境应被视为未来几年的新常态。仅在2022年，欧盟的平均发电成本就增加了40%以上。1此外，国际能源署（IEA）指出，我们现在正处于“能源市场异常动荡的时期，尤其是天然气市场”（见图1）。 图1：自2020年9月以来能源市场极端波动的示意图（来源：IEA）2 系统的冲击 俄罗斯入侵乌克兰导致能源市场异常动荡，尤其是天然 气市场。 指数(2020年9月1日=100) 欧洲天然气(TTF) 德国的权力 亚洲液化天然气现 欧盟进口煤炭 北海布伦特原油 2 2000 1600 1200 800 400 10月20 12月20 2月21 4月21 小君21 8月21日10月21 12月21 2月22日 4月22小君22 8月22日 日 日 日 现在即将达到先前能源合同期限的公司正面临着供应和大规模价格上涨的直接困难。 估计,有30%3建筑物中的能源使用效率低下或没有必要，需要迅速开展调查和行动。 1世界能源展望2022年,国际能源机构11月。20222世界能源展望2022年,国际能源机构11月。20223西门子 在法国，政府于2022年10月协调了一项“能源清醒”计划。此后，它聚集了一百家大公司，包括凯捷和各行各业的工业企业，如制药业的赛诺菲。4所有工业公司和大型能源用户现在都面临着这一新挑战。在一些利润率低的能源密集型行业 ，如冶金、纸浆和造纸以及化肥，停止（或不重新开始）生产现在甚至被认为是最佳选择。例如，五个月前，杜拉克斯在法国停止生产钢化玻璃餐具，5由于能源价格高企，挪威水电已停止在斯洛伐克生产铝。6 制药行业尚未达到这种关键水平;然而，能源账单增加15-20%将意味着患者和健康保险系统的药品价格上涨（即使价格受到监管并且不会增加 隔夜）。在某些情况下，生产中断也是一种风险，许多欧洲制药公司正在审查其业务连续性计划（可能有备份生产基地 ） 在其他地区）。缓解计划包括额外的替代能源 （风能、太阳能等），动员备用设备，例如燃料涡轮机在短缺期间发电，甚至降低某些产品的生产优先级。在警报之后，欧洲制药行业开始分享第一批具体建议。例如，法国通过LEEM协会发布了建议7和法国卫生机构。8 因此，制药公司必须将能源供应和效率作为其工业战略的第四大支柱，除了EHS（环境，健康和安全），质量和 产量监控。通过转向可再生能源来确保能源供应和价格目前是一项重大举措（本质上比石油和天然气更本地化）。这是通过现场能源生产和大规模企业购电协议（购电协议）实现的。例如，在2021年，默克MSD与西班牙的道达尔能源公司签署了每年90GWh的购电协议，9赛诺菲宣布 到2023年，在法国阿拉蒙工业基地建造一个4兆瓦的太阳能光伏项目，10Zentiva现在从其欧洲生产基地采购100% 可再生电能.11 4计划desobrieteenergetique6.10.2022 5《世界报》,19.9.2022 6L'Usine中篇小说,26.8.2022 7LEEM,7.11.2022 8ANSM,26.10.2022 9PV-magazine,20.5.2021 10部落客,21.4.2022 11Zentiva2021年可持续发展报告》 2制药工业过程相对能源密集，HVAC等系统的使用率很高。12 作为患者，当我们服药时，我们很难想象仅在制造过程中就需要大量的能量。大型制药公司，如赛诺菲、葛兰素史克或强生，每年的能源消耗超过3太瓦时（平均每10美元销售额的比率为0.7-1.0千瓦时）13（见图2）。由于不同程度的制造外包和各种产品组合，大型制药公司的比较仍然过于复杂而难以建立。 从历史上看，制药公司随着时间的推移不断提高能源效率和制造过程的利用率，但规模相对有限，整体影响有限。在新能源全球背景下，为了在中期实现其可持续发展承诺，他们必须以更激进和更具破坏性的方式审查其方法。 图2：全球六大制药公司的能耗和能源强度 20 00 80 制药公司#1 制药公司#2 60 制药公司#4 40 制药公司#6 制药公司#3 20制药公司#5 0 2015201620172018201920202021 妇女 5 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1 Wh消耗每美元的销售额 制药公司#1 制药公司#21 制药公司#3 制药公司#4 制药公司#5 制药公司#6 0 2015201620172018201920202021 为了符合法规并对患者完全安全，制药生产需要在流程的每一步对空气质量、温度和湿度水平进行持续、严格的控制和监测。 因此，供暖、通风和空调（HVAC）通常估计占总能源使用量的50%以上。14 作为灭菌方案的关键部分，蒸汽和水净化过程也需要大量的能量（见图3）。 图3：一家美国制药公司按流程和性质划分的能源消耗分布（EPA能源之星） 能源杂项 消费在制药行业 (EPA估计为一个“典型”的植物在美国) 仓库5%暖通空调 5% 办公室 10% 批量生产35% 配方、包装和填充 15% 研发 30% 照明的 10% 插电负荷25%&流程 暖通空 调 •洁净室通风,通风柜 •地区需要补充空气的100% •冷冻水 •热水和蒸汽 •粒子控制通风 •… 插电负荷及流程 •离心机 •灭菌过程 •孵化器 •烘干机 •分离过程 •搅拌机 •汽车 •显微镜 •分析设备 •… 12空调:采暖、通风和空气调节13公司网站和企业社会责任报告14能源效率提高和成本节约 制药行业的机遇，美国环保署，2008年3月 3 能源效率是制药行业背景下大规模可持续发展问题的完美介绍。它需要整个公司的努力和授权。 制药行业的工业能效评估和改进需要整个公司的参与和赋权，从高层管理人员到现场经理再到员工。 在最高管理层，能源效率需要对整体工业战略做出决策。在温室气体排放、能源消耗和 能源组合。这是通过建立适应性组织、实施节能解决方案 、优化工艺设计和运营以及使用可再生能源（包括废水和冷凝水的回收）来实现的。 拥有全新工业设备的新开厂通常会更有效率。 使制造场地更加紧凑也是一个主要杠杆，例如减少相同生产的表面积和工业设施的数量（例如，降低天花板高度） 卷。这是适用于所有行业,制药公司也不例外.例如，“辉瑞每年投资2500万至4000万美元，通过资产更换、效率提高和安装可再生能源技术来减少能源需求。15但更换旧设备 这是一项重大投资，需要时间和高水平的变更管理。 事实上，在制药行业，HQSE（健康、质量、安全和环境）部门历来在工业运营的业务部门和现场层面发挥着重要作用。大部分修改应经过审查和批准 由他们以及通过变更控制流程的法规事务。到目前为止，他们的重点主要是患者、产品、流程质量和制造员工的安全。到目前为止，能源和公用事业领域主要被认为是推动者或进入者。今天，至少HQSE部门必须将密切的实时监控和优化整合到他们的目标和日常运营中。 为此，他们可以在十年前开始的ISO14001（环境）和ISO50001（能源管理）的长期认证工作的基础上再接再厉。 例如，赛诺菲拥有30个通过ISO50001认证的工厂（截至 2021年底），包括法国阿拉蒙和LeTrait工厂。 HQSE部门和法规事务必须在能源效率计划的一开始就参与其中，从法规遵从性和风险管理的角度，就如何确定其优先级提 供初步指导。HQSE部门和法规事务在流程结束时不处于通过/ 不通过的位置，但他们是一个简单的利益相关者激励这些举 措在整体二氧化碳减排方面取得成功。 就采购部门而言，除了涵盖广泛的技术、功能和能力标准之外，现在必须以更系统的方式在其信息请求和提案中包括有关能源特性的精确要素。投资回报率（ROI）和总拥有成本（TCO）分析将被重新评估，以更准确地考虑更节能的设备所暗示的节省（但通常以更高的初始成本）。在这方面，制定内部碳价格可以发挥作用. 152021年辉瑞环境、社会和治理报告 维护和更换之间的逐案权衡也岌岌可危。什么是最好的选择？保留和维护旧设备（本质上能源效率较低）或用升级代替（更节能，但也会产生二氧化碳排放）？ make-or-buy的权衡也应重新考虑，并要求潜在供应商对自己的能源效率完全透明：有时，在IITS领域具有强大专业知识或具有适当规模的供应商可能更有效。 可持续性越来越多地融入采购决策过程，能源 效率必须是这个等式的一部分。此外，对于新投资或更换设备时，重要的是要考虑替代技术在市场上提供符合法规和规范要求的产品。节省的成本可能很大。例如，对于注射用水生产，应考虑结合反渗透和超滤的低能耗技术，而不是使用蒸馏技术，尤其是在使用温度较低的情况下。对于这样的项目，需要考虑到能源和水的消耗，实现全球平衡 。 在生产部门内，在良好的运行条件下拥有节能设备已经不够了。此外，有时可能需要简化整个过程 或彻底改变。为了确定优化区域，我们应该将能量、冷水和 热水视为具有自己模式和流动的流体。这一切都是为了避免损失，最大化闭环，并抓住机会热回收并组织生产计划。这应该以优化 从一个子流程到下一个子流程的完美顺序，沿着考虑能源价格和消耗方面的所有工作班次。例如，2020年，法国葛兰素史克在其马耶讷工厂安装了一台新的换热器，16它传递以前在冷水中损失的热量并使用它提供70%的热水需求. 此外，益普生正在投资“创新的热回收技术”。17赛诺菲法国在两个活性药物成分（API）生产基地领导了两项引人注目的举措，导致节约能源的10%以上.西斯特龙工厂现在采用高容量CO2制冷剂流体，要求减少15%的能源 比标准的制冷剂气体.阿拉蒙工厂领导了一个从焚化炉进行热回收的项目，并为其废水污水污泥安装了一个新的干燥器。 维护活动也非常重要，应让工人尽可能多地直接接触该设备，并明确建立报告和升级流程 在的地方。 最后，为了随着时间的推移取得持久的进展，能源效率必须纳入车间工人的日常操作中。这必须在现场层面实施的整体能源治理指令，包括HQSE和采购部门。它可以采取多种形式 ，例如“能源效率站立会议”或专门的问题解决小组。 持续的培训计划与具有共享关键指标的强烈沟通意识相呼应 ，以及详细和清晰更新的职位描述、说明和工作方式，是这方面的有效性的基线能源管理. 16葛兰素史克公司的年度报告202017日常,27.10.2021 4凯捷认为，必须以整体方式解决能源效率问题。 我们的能源效率框架组成七个关键杠杆（见图4）。我们认为，必须以整体方式激活它们才能达到最佳效果。 横向杠杆 图4:凯捷的能源效率的框架18 人的意识和组织 能源效率的团队,培训,车间awraeness、沟通… 设备改进 （维护和资本支出）：一级维护，以可靠性为中心的维护，绿色资产管理，... 能源管理系统 (例如:ISO50001): 净零战略、二氧化碳影响跟踪、监管,... 智能计量和能源绩效管理 智能计量政策,自动调节,能效指标，实时监控，最佳实 践识别 过程控制 （减少超耗）：统计过程控制、待机模式、峰值管理、过程参数偏差的根本原因分析,... «绿色» 采购 绿色能源部署、能源合同优化、能源生产结构优化与需求,... 数据和数字 烘干机 照明和空调 建筑和制 品-住房 •根据需要设置温度和压力控制 •检测和修复泄漏 工业设施 压 •执行预防性维护（压缩机、冷凝水排放口、过滤器等） •检测并修复泄漏 烤箱 制冷 蒸汽生产 泵 •经常检查疏水阀 •确保anappropriate清洗的管理 •识别和解决网络上的蒸汽泄漏 •使用免费冷却技术在可能的情况下 •控制和修复泄漏电路 •管理门类型和开口，以尽量减少空气进入，确保空气分布 •控制和固定冷却回路的绝缘 •建立一个低压/高压浮动控制