ソースによると、圧縮空気は電気の約7倍から8倍も高価になる場合があります。
この高コスト性の主な理由は、エネルギー変換の効率の低さにあります。コンプレッサーに入力されたエネルギーの大部分が、圧縮プロセスにおいて熱として失われるためです。
例えば、あるソースでは、圧縮空気システムで使用される総電力の約19%のみがクリーンな圧縮空気流量に変換され、残りの81%は熱として失われると述べられています。
別のソースでは、この熱損失が80%にも達するとされています。エネルギー保存の法則によればエネルギーは失われませんが、コンプレッサーの場合、生成された熱はほとんどが「役に立たない」エネルギーとなり、通常は外部に排出されます。
コンプレッサーに入力された100HPのエネルギーに対して、実際にアプリケーションで使用できるのはわずか7~14HPに過ぎない、という例も示されています。これは、電気エネルギーを圧縮空気に変換する過程でエネルギーの大部分が無駄になることを意味します
電気モーターと比較した具体的な例では、同じ2HPの出力を持つモーターを比較した場合、電気モーターが年間約104ドルの電気代で済むのに対し、圧縮空気モーターは年間約1050ドルかかるという試算があります(電気料金0.05ドル/kWh、年間稼働時間2080時間の場合)。これは約10倍の差であり、10年間の総コストではさらに大きな差(電気モーター約1460ドル vs 圧縮空気モーター約21,500ドル)となります。
このように、圧縮空気はエネルギー変換の非効率性ゆえに、その製造にかかる電気代が非常に高くつきます。
圧縮空気が製造された後も、空気漏れ(エアリーク)が最も悪名高い要因の一つです。
工場全体の空気使用量の10%から20%が漏れによって無駄になっていると言われ、重工業などでは50%に達する可能性も指摘されています。適切に管理されていないプラントでは、リーク率がコンプレッサーの総生産能力の20%以上になることがあります。
エアリークは単にエネルギーを無駄にするだけでなく、システム全体の機能不全を引き起こし、財政的に大きな負担となる可能性があります。
リークがあると、システム圧力が変動し、エアツールや空気圧機器が正しく機能しなくなり、生産に悪影響を与える可能性があります。また、コンプレッサーは設定された圧力を維持するためにより懸命に働く必要があり、これにより不必要なサイクリングや運転時間の増加が生じます。これは供給設備(コンプレッサー本体を含む)に余分なストレスをかけ、機器の信頼性を損ない、サービス寿命を縮め、メンテナンス要件を増加させ、計画外のダウンタイムを招く可能性があります。
さらに、リーク量が多いと、実際には必要のない追加のコンプレッサー容量を導入することにも繋がりかねません。未チェックのリークは、コンプレッサー自体の寿命も縮める可能性があります。
リークの恐ろしい側面の1つは、長期間 undetected(検出されないまま)になる可能性があることです。ごく小さなリークでも無視できないコストになります。
例えば、1/4インチの単一リークが年間2,500ドルから8,000ドルのコストになるという研究結果があります。耳で聞き分けたり、手で感じたりするだけでは、ごくわずかなリーク(年間100ドル程度のコスト)は検出できないとされています。圧力が高くなるほどリークは悪化するため、システム圧力が高いと、同じリーク箇所でもより多くのエネルギーを失います。
前述のように、圧縮空気は非常に高価であり、リークはエネルギーの大きな無駄であるため、リークを特定して修理することは、運用コストを削減するための非常に効果的な手段となります。
定期的なリーク検出と修理プログラムを導入することで、エネルギー費用、コンプレッサーの不必要な摩耗、およびダウンタイムを削減できます。積極的なリーク検出と修理により、リーク率をコンプレッサーの出力の10%未満に抑えることが可能です。