减排任务:预测、检测和预防
随着气候变化的全球影响愈演愈烈,世界各地减排的紧迫性和需求都在增加。 从捕获二氧化碳、丰富清洁能源和绿色燃料,到提高能源效率 - 每一项可持续发展战略都与排放管理直接或间接关联。
数十年来,从温室气体到有毒气体泄漏,受控和非受控排放物的释放一直都是一个长期存在的挑战。 鉴于工业制造业和发电占全球温室气体排放量的约 50%,这些行业的首席可持续发展官 (CSO) 面临着巨大的压力,需要做出能够显著影响排放的改变。
CSO 正与运营和工程部门的同事携手,借助自动化技术、软件和分析,取得经过验证的短期成效,进而推动企业层面的项目,以满足企业的可持续性目标。 公司在投资新型清洁能源替代品的同时,还必须寻找短期、中期和长期减排的方法。 具体来说就是,研究目前可用的排放管理技术,实现以下目的:首先防止泄漏;其次通过使用碳强度较低的能源来减少排放;最后建立燃烧效率更高、排放更低的流程。
公司正在逐步采用天然气和氢等碳强度较低的燃料,同时利用来自风能、太阳能、水力发电、地热和绿色燃料来源的可再生能源。 这种转换需要大量的投资以及数十年的时间才能完成,但却是真正对减排有意义的终极目标。
不断增长的人口和对生活水平期望的持续攀升给制造业和能源生产带来了压力,导致排放量增加。 自工业革命以来,制造业蓬勃发展。在此背景下,化石燃料的产量和内燃机的使用量都在提升,人们对空调等舒适性产品和纺织品等材料也有了更大的需求 - 而这一切,都导致了排放物的增加。
现在,推动技术进步的创新精神还可以提供可持续性更高的解决方案。 让我们来了解一下当今用于管理排放的减排机遇和技术。
检测、识别和预防逸散性排放泄漏
“逸散性”排放是最难以察觉的排放形式之一,即由于阀门和储罐泄漏、管道腐蚀或机械连接故障而失去对有毒气体和液体的控制。 例如甲烷,这是一种强大的温室气体,在很大程度上导致了全球变暖。 防止甲烷排放是实现气候目标最快、最具成本效益的方法之一。 工业逸散性排放物的最大来源往往隐藏在显而易见的地方,不容易被发现,最大的泄漏源为阀门,其次是法兰和泵、安全阀和储罐。
为了防止逸散性排放,艾默生先进的安全阀和排污阀可以防止压力积聚,避免管理不当而导致的气体和液体外漏。 现代新型阀门技术还可以实现阀门泄漏点、管道连接、机械密封点和其他设备的严密关断,以减少逸散性排放。 艾默生增强型阀门设计,包括高效的阀杆密封系统、高流量能力和适用于宽温度范围的填料,能满足高度严格的逸散性排放要求。 最后,对泄压阀、填料摩擦和储罐的高级监控有助于防止逸散性排放的发生。
超声波和无线气体监测等测量技术与先进软件相结合,提供了一种经济高效的方法,可为精确定位排放位置提供关键洞察。 艾默生的一位客户 Denka 发现,在通过声波传感器“听到”整个工厂的蒸汽泄漏情况后,蒸汽损失减少了 7%。
使用低碳强度的能源减少排放
公司正在逐步采用天然气和氢等碳强度较低的燃料,同时利用来自风能、太阳能、水力发电、地热和绿色燃料来源的可再生能源。 这种转换需要大量的投资以及数十年的时间才能完成,但却是真正对减排产生有意义影响的必要措施。
在犹他州,艾默生与 Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas 合作,以优化性能和可靠性,实现预测性维护和 AI 驱动的维护策略,并在 Intermountain Power Plant 实现运营决策的自动化。 使发电厂的运营实现数字化。使用30%的绿色氢气和70%的天然气发电,并最终将其转变为100%的绿色氢气, 这种转变将使燃气轮机能够以零碳排放量发电。
提高过程效率,优化能耗、减少排放
工业制造运营通常采用燃烧加热过程,可急剧消耗能源。 燃烧器、锅炉和熔炉点燃燃料和氧气,为材料转化、蒸汽生产等提供热量。 然而,如同一台劣质汽车,这些过程不仅会消耗大量燃料,而且由于燃烧效率低下,还会产生大量排放物。 如今,数字化技术可用于优化燃烧过程,既可以提高锅炉效率、测量氧气和二氧化碳以获得更高效的燃料消耗,还能优化烟气处理 - 所有这些均可实现有效的减排。
技术投资与脱碳齐头并进。 脱碳并不意味着牺牲盈利能力。
在高露洁棕榄公司 (Colgate-Palmolive),气动传感器和集成软件实时监控压缩气流,识别泄漏,优化气动流程,并提高生产线的气流效率。 事实证明,数条牙膏和牙刷包装生产线的能源使用量减少了 15%。此外,随着该项技术的进一步推广,预计还将节省更多能源。
将排放物捕获、储存并转换为氢等可用资源
虽然排放管理技术提供了即时、可扩展的解决方案以产生显著影响,但是为了实现长期收益,企业可以投资更具变革性的改进方案,如碳捕获、利用和储存 (CCUS) 技术。
CCUS 工艺可捕获点源碳排放,并将其封存在地下。 该技术有可能消除 90% 至 99% 的工业设施碳排放, 同时支持通过将排放物转化为替代燃料源来扩大低碳氢的生产。
根据国际能源署的统计,CCUS 技术是唯一一类既能直接减少关键行业排放,又能从大气中去除二氧化碳的技术,可平衡难以预防的排放,是帮助越来越多的政府和公司实现其净零排放目标的关键部分。
在阿布扎比国家石油公司 (Abu Dhabi National Oil Company) 的 Al Reyadah 项目中,艾默生技术正应用于中东首座商业规模的碳捕获工厂,助其每年为钢铁行业消除 800,000 吨二氧化碳。
毫无疑问,技术投资与脱碳齐头并进。 然而,脱碳并不意味着牺牲盈利能力。 虽然实现排放目标是当务之急,但先进的自动化技术在保护安全、提高工厂盈利能力和降低运营成本方面也发挥着巨大作用。