奏响新型工业化的绿色主旋律——中国工业向“绿”而行
发布时间:2023-07-07 浏览次数:477 来源:信息化时代

 

加快工业绿色发展是完整、准确、全面贯彻新发展理念的战略要求,是推进新型工业化的应有之义,是促进全球可持续发展的大势所趋。

 

工业和信息化部副部长辛国斌在广州举行的2023工业绿色发展大会上表示,要通过加快推进产业结构高端化、能源消费低碳化、资源利用循环化、生产过程清洁化等6方面转型,全面推进工业绿色发展,将工业绿色发展作为新型工业化的重点,打造绿色新动能。

绿色制造是工业绿色发展的实现路径。绿色制造,也称为环境意识制造(EnvironmentallyConsciousManufacturing)、面向环境的制造(ManufacturingForEnvironment)等,是综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,也就是产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中,对环境的影响(负作用)最小,资源利用率最高,同时尽量使企业经济效益和社会效益最大化。

降低高耗能制造业的碳排放量是实现绿色制造的重要环节。数据显示,2022年全球水泥碳排放量为27亿吨左右,占全球能源相关碳排放量的7.5%。水泥生产碳减排任重道远。

在水泥熟料生产的碳排放量组成中,碳酸盐分解产生的工艺碳排放量约占65%,能源相关的碳排放量约占35%。绿色低碳的核心是改变传统的生产方式,引入新的技术和设备,但碳酸盐分解产生的工艺碳排放被世界公认是最难去碳化的。

因此,在现有条件下,水泥行业碳减排的主攻方向还是能源消费环节产生的碳。而能源消耗环节,最主要的路径就是使用替代能源,但替代能源的使用也面临诸多挑战。华新水泥党委书记、总裁李叶青表示,传统生产模式面临四大难题:第一,水泥低碳制造中替代燃料热值波动大,干扰因素多,生产控制难;第二,替代燃料种类多、特性各异,燃料预制备存取与均化难度高;第三,替代燃料成分复杂、品质各异,原料成分匹配调节频次高,水泥产品质量控制难;第四,替代燃料腐蚀性强,生产设备劣化加速,设备与现场安全监管难。

“尖端利器”助推绿色发展

在华新武汉长山口环保工厂,来自武汉江夏区、洪山区、武昌区、东湖高新区等区域的生活垃圾开始了“循环之旅”。破碎、干化、分选……这些生活垃圾经过生态预处理后,被转化为替代煤的衍生燃料,随后被封闭运到华新水泥公司旗下水泥厂进行水泥窑协同处置。

华新水泥党委书记、总裁李叶青

使用燃料替代技术

“水泥工业不能再以过去的上大关小、规模经济来作为核心发展方向。”李叶青表示,水泥工业应更关注系统效率,把能源效率、碳排放效率、产品最佳服务效率提升作为发展方向。华新水泥每天处理武汉市约1/3的生活垃圾,截至目前,已累计无害化处理超过140万吨,极大缓解了垃圾围城困扰。

截止到2022年底,华新水泥已累计使用废弃物衍生替代燃料1500多万吨,公司旗下窑线工厂平均TSR(燃料替代率)达到了15.9%,远高于中国水泥行业平均水平。其中,黄石万吨线工厂TSR达到40%以上,已经成为目前我国单位熟料碳排放量最低的生产线。“到2030年,华新水泥单位产品产值的碳排放量将比2005年下降70%以上;到2060年,最终实现净零排放。”李叶青说。

为绿色发展赋能

为解决大比例采用垃圾衍生燃料(RDF)导致生产不稳定的技术难题,华新水泥结合自身的减碳经验,设计了低碳制造智能化创新应用解决方案,为水泥制造行业绿色发展赋能。其国产化水泥低碳制造先进控制系统———HIAC(HuaxinIntelligentAdvancedContro),在保证水泥生产稳定运行的基础上,显著降低了生产煤耗及碳排放量;水泥智能在线质量控制系统———HOQC(HuaxinOnlineQualityControl),用数据驱动生产,解决了燃料品质大幅波动情况下生产质量难以保证的难题,实现了高质低碳生产;智能设备监测优化系统———HERO(HuaxinEquipmentReconnaissanceOptimization),实现了水泥生产设备的实时监测、故障预测、智能预警,提升了设备运转率,保证生产的安全运行。

华新水泥数字化智能化管控中心

据悉,该方案已经在湖北、湖南、云南、西藏、四川等地18家水泥生产线推广应用,系统投运率达95%,覆盖了原燃料制备均化、烧成、粉磨、质检、维修等低碳水泥制造的全流程,其中智能先进控制系统———HIAC技术打破了国外垄断的同时,建设成本降低了70%以上。使用了该方案的工厂累计节约标煤6.53万吨、减少碳排放量32.49万吨,每年可减少二氧化碳排放约636万吨。

走出国门

数字化、智能化是华新水泥践行绿色发展理念的“尖端利器”。“近年来,华新水泥加快推进数字化转型、智能化升级,坚持自主创新和自主研发,率先建设水泥绿色低碳制造智能化示范工厂,打造世界领先的水泥智能工厂。”李叶青表示。2021年,华新水泥基于阿里云工业控制优化平台(AICS),搭建出一套水泥低碳制造智能先进控制系统,成功实现了大规模环保协同处置时的工况稳定控制,进一步提升了燃煤替代率与质量稳定性。目前,华新水泥正在国内所有水泥产线推广这套系统,并计划将其应用在海外产线上,让国产自研智能控制系统走出国门。

全产业链条

全生命周期减碳

生命周期的每个阶段都有碳排放,下一步华新水泥将遵循“全产业链条、全生命周期节能减碳”的原则,从四方面入手,深入推动绿色制造发展。

第一,华新水泥将推进绿色低碳的产品研发,优先研发和生产混合水泥、高性能水泥以及节能环保建材产品,降低单一的普通硅酸盐水泥比例;同时,充分利用数字技术、人工智能技术创建资源高效利用、低环境污染、节能降耗和高废料回收率的现代绿色水泥综合体系。

华新水泥绿色智能化工厂

第二,华新水泥将对供应链进行绿色评估,确保原料供应商遵循生态采购原则;全面推行绿色采购,优先购买具有良好环保声誉、可持续发展的供应商的产品。

第三,华新水泥继续采用清洁生产工艺,例如使用系统高水泥熟料新型干法生产技术,提高分解炉、管磨机、立磨、真空除尘等关键环节的效率;在生产过程中充分提高燃煤、电能、气能利用率,尽量减少能源消耗;应用数字技术、智能化技术优化生产管理,进行精准化控制、精细化管理,提升能源利用效能。

第四,实施大规模生产线废弃物协同处置和减少排放管理措施,加强粉磨、纸石浆、机制砂等不同物料的循环使用,提高绿色低碳废弃资源循环利用价值。

通过以上措施,华新水泥将推动企业在产品设计、原料采购、生产等过程中实现供应链全链条绿色低碳发展。

实现价值链的绿色化

数字化转型

“在‘双碳’目标的带动下,减碳需求与日俱增,企业如何迎难而上,把压力转化为高质量发展的动力,值得深思。”施耐德电气高级副总裁、全球供应链中国区负责人张开鹏说。

施耐德电气高级副总裁、全球供应链中国区负责人张开鹏

四大减碳目标

“当前生态圈的透明度和协同性仍有改善空间,协同生态圈向绿色低碳转型是一项艰巨的挑战。”张开鹏认为,减碳是一项系统工程,需各方携手才能实现。为了推动整体减碳,施耐德电气设立了四大减碳目标:到2025年,施耐德电气将实现运营层面的碳中和;到2030年,实现“零碳就绪”;到2040年,实现端到端价值链的碳中和;到2050年,实现端到端价值链的“净零碳”排放。

打造绿色价值链

施耐德电气倡导理念为先,将绿色、精益的理念贯彻至生产过程、运营系统中,助力中国工厂整体生产效率逐年提升8%至10%。另外,借助数字化技术和新能源,施耐德电气开展循环经济;不仅提升了业务的延续性和产业链的韧性,还实现了运营的低碳转型,2022年中国区运营碳排放较2017年降低94.9%。

同时,张开鹏表示施耐德电气将可持续“融入”主业,从多方面发力打造了端到端绿色供应链,实现价值链的绿色化、数字化转型:

第一,秉持绿色设计理念,施耐德电气力争在2025年将产品中绿色材料的使用量增加至50%,并实现占总营收80%以上的产品符合生态设计标准(GreenPremium)的目标;第二,严格实施绿色采购,强化绿色评估,对关键供应商实行碳排放准入机制;第三,贯彻精益生产理念,以数字化技术践行绿色智能制造,提升工厂能效、节约资源;第四,推行绿色交付,包括广泛采用绿色环保包材———计划到2025年实现一次和二次包装中100%不含一次性塑料;通过大数据算法规划最佳交付路线———预计到2025年将因交通运输产生的二氧化碳排放量减少15%。

此外,施耐德电气重视生态建设,积极助力上下游伙伴共同实现绿色转型。2021年施耐德电气发布了供应商“零碳计划”,通过绿色采购、提供解决方案等方式,帮助全球前1000家供应商到2025年在运营层面实现减碳50%(包含中国的210家核心供应商)。

提高碳排放管理的

数据质量

确保碳排放数据的真实性、准确性与完整性,对加强全过程监管,促进绿色低碳发展具有重大意义。

数据质量难以保证

树根格致科技(湖南)有限公司CTO郭剑南认为,深度减碳需要解决的一大难点是碳排放管理的数据可追溯和公开透明。“由于现有的碳排放数据主要来自企业的自主申报和监测,缺乏独立第三方的权威认证,导致数据准确性难以保证,而一旦数据出现问题,可能会影响到生产过程的可持续性”。

树根格致科技(湖南)有限公司CTO郭剑南

为什么碳排放数据的质量难以保证?“企业往往缺乏相应的专业知识,难以全面了解碳排放活动数据。目前核算方法和标准多样,这在一定程度上提高了企业进行碳排放摸盘的专业门槛,而标准和方法论的更新也会带来碳排放、配额核算方法及因子取值的不定时更新,进一步增大了核算难度。”郭剑南说。

为更好地助力绿色制造业发展,树根格致科技(湖南)有限公司在以下两个方向进行探索:第一,通过工业互联网,实现了碳排放数据的全程自动采集、实时监测,从源头保证数据的真实性与准确性,实时分析总体排放与单位产品/单位产值排放;第二,通过区块链技术,支持基于可信数据的碳排放自动核查、碳足迹分析、碳资产交易等,支撑数据的共享与披露。

智慧碳排放管理平台

树根格致科技(湖南)有限公司研发的基于工业区块链的智慧碳排放管理平台(iCEP)已经取得显著成效。在三一重工长沙18号工厂,管理者基于该平台,轻松掌握数万台设备的每一度电、每一滴水、每一方气的去向,做到源头管控、过程管控和末端治理,持续降低碳排放强度。该工厂已成为工程机械行业首个用数字化手段实时采集、核算碳排放的工厂,碳减排总量降低8%,碳排放强度每万元产值不到0.015t,处于制造业领先水平。

该平台助力东南亚某工业园建设碳运营体系,并为园区租户提供“一站式”的零碳服务,包括数据采集、排放核算、资产交易、减排措施等。其为园区内包括医药、汽车电子等行业近800家租户提供实时在线碳排放趋势预测,指导企业减排,同时打通多个绿证交易所,提供便捷的碳交易途径等,增加了园区运营方的服务品类和利润来源。