Dekarbonizace: Vaše strategie pro nulové emise ve zpracovatelském průmyslu
Dekarbonizace již není volbou – je to strategie pro budoucnost zpracovatelského průmyslu: Zatímco odvětví jako chemický průmysl, ocel a ropa a plyn čelí obtížné cestě k nulovým emisím, každý provoz má velkou příležitost snížit svou uhlíkovou stopu.
Ve zkratce
- Dvojí výzva: Klíčová zpracovatelská odvětví (např. chemický, ocelářský, cementářský, energetický) se musí vypořádat s vysokou energetickou náročností svých operací a zároveň s emisemi z procesů.
- Čtyři základní pilíře: Dosažení nulových čistých emisí se opírá o jasnou strategii postavenou na čtyřech pilířích: optimalizace procesů, čistá paliva, obnovitelné zdroje energie a oběhové hospodářství.
- Cílené snižování: Úspěch začíná minimalizací odpadu a přímých emisí s využitím technologií, jako je CCUS (zachycování, využití a ukládání uhlíku).
- Přechod na čistou energii: Nezbytný přechod zahrnuje přijetí paliv, jako je zelený vodík, a integraci obnovitelných zdrojů energie prostřednictvím elektrifikace.
- Fázová strategie: Implementace by měla probíhat postupně, aby se řídila rizika, zajistilo se neustálé učení a budovala se dynamika směrem k úspěšné dekarbonizaci.
- Kolektivní akce: Urychlení přechodu vyžaduje silnou spolupráci napříč hodnotovým řetězcem a využití odborných znalostí poskytovatelů přístrojového vybavení a technologií.
Co je dekarbonizace?
Dekarbonizace je proces snižování dopadu emisí oxidu uhličitého do atmosféry na životní prostředí. Jde o snižování emisí, zachycování uhlíku, optimalizaci účinnosti procesů a přechod na alternativní zdroje paliv. Je to více než jen trend, ale zásadní reakce na změnu klimatu, kterou pohánějí emise skleníkových plynů. Proto i když jsou některá odvětví ze své podstaty uhlíkově náročnější než jiná, každé zpracovatelské odvětví má potenciál pro její dopadné zmírňování. Průmyslová dekarbonizace se skutečně stala problémem ve všech obchodních odvětvích.
Otázky týkající se znečištění jsou natolik naléhavé, že se staly klíčovou globální výzvou, která vyžaduje okamžitá a rozhodující opatření k naplnění environmentálních imperativů souvisejících se změnou klimatu, včetně cílů nulových čistých emisí stanovených mezinárodním konsensem, jako je Pařížská dohoda.
Jste připraveni přijmout výzvu nulových čistých emisí a zlepšit snižování uhlíkové stopy vaší společnosti? Tento článek vám projde touto složitostí a ukáže vám praktické metody dekarbonizace a zásadní roli technologií ve zpracovatelském průmyslu.
Jaký dopad mají procesy s nejvyšší uhlíkovou náročností na cíle dekarbonizace průmyslu?
Několik průmyslových odvětví čelí při snaze o dekarbonizaci jedinečným výzvám kvůli uhlíkové náročnosti svých hlavních procesů. Patří mezi ně:
- Chemikálie a rafinace ropy: Rafinační proces, zejména výroba vodíku parním metanovým reformingem (SMR) zemního plynu, je hlavním zdrojem emisí oxidu uhličitého. Tento vodík je klíčový pro různé procesy, včetně hydrogenace, která odstraňuje síru a další nečistoty z rafinovaných produktů. Stejný proces se používá také pro výrobu čpavku používaného při výrobě hnojiv a pro další důležité výrobní procesy.
- Výroba cementu a vápna: Výroba cementu a vápna zahrnuje kalcinaci, což je vysokoteplotní proces, při kterém se jako vedlejší produkt uvolňuje oxid uhličitý. Převažující používání fosilních paliv, jako je uhlí a ropný koks, v těchto procesech zhoršuje jejich uhlíkovou stopu.
- Výroba železa a oceli: Přeměna železné rudy na železo a ocel, která se ve velké míře opírá o vysoké a základní kyslíkové pece, uvolňuje značné množství oxidu uhličitého. K tomu přistupuje i energetická náročnost následných procesů, jako je kontinuální lití, válcování za tepla a další tvářecí operace.
- Potraviny a nápoje: Odvětví potravinářství a výroby nápojů je v různých fázích, od zemědělství a získávání surovin až po zpracování, balení a distribuci, silně závislé na fosilních palivech, což přispívá k jeho celkové uhlíkové stopě.
Tato odvětví, ačkoli jsou pro moderní společnost zásadní, představují významnou část globálních emisí skleníkových plynů. Jen ve Spojených státech se na celkových průmyslových emisích oxidu uhličitého podílejí více než 75 %.
Průmysl významně přispívá ke globálním emisím skleníkových plynů.
Postřehy
Chemický a ropný průmysl, průmysl cementu a vápna, železářský a ocelářský průmysl a potravinářský a nápojový průmysl se na celkových průmyslových emisích oxidu uhličitého podílejí více než 75 %.
Zdroj: ourworldindata.org
Řešení těchto emisí je nejen nutností z hlediska životního prostředí, ale má také zásadní význam pro plnění podnikových závazků v oblasti životního prostředí, sociální oblasti a správy a řízení (ESG) a pro zajištění dlouhodobé ekonomické udržitelnosti.
Řešení vzájemně se prolínajících problémů spojených s energetickou náročností a emisemi z procesů
Mnoho těchto procesů, které jsou náročné na emise uhlíku, je navíc energeticky velmi náročných. To vytváří dvojí výzvu: snížit emise ze samotných procesů a zároveň dekarbonizovat zdroje energie používané k jejich napájení.
Například rafinerie potřebují obrovské množství energie pro procesy, jako je hydrokrakování, atmosférická destilace a katalytické krakování. Závislost na fosilních palivech pro tyto energetické potřeby dále zvyšuje celkový dopad procesů na životní prostředí.
Moderní rafinerie nabízejí mnoho příležitostí k dekarbonizaci.
Výroba cementu a vápna je z velké části závislá na rotačních pecích, kde se vápenec a další minerály zahřívají na vysoké teploty. Při tomto procesu se uvolňuje značné množství oxidu uhličitého a stáří zařízení hraje významnou roli v jeho účinnosti. Starší zařízení často postrádají pokročilé systémy předehřevu, což má za následek nižší využití tepla a celkově nižší energetickou a procesní účinnost.
Pro zvýšení energetické účinnosti cementárny lze suroviny před vstupem do pece předehřívat.
Procesy výroby železa, oceli a dalších kovů podobně vyžadují obrovské energetické vstupy pro ohřev, tavení a tvarování, přičemž se často ve velké míře spoléhají na fosilní paliva, jako je zemní plyn a uhlí. K účinnému řešení těchto vzájemně provázaných problémů musí zpracovatelský průmysl přijmout komplexní strategii dekarbonizace postavenou na čtyřech základních kamenech, z nichž každý zdůrazňuje stěžejní body pro dosažení čistě nulového provozu.
Čtyři základní kameny robustní strategie dekarbonizace
Strategie
-
Snížení emisí
První základní kámen klade důraz na minimalizaci nebo eliminaci přímých vedlejších produktů z procesu výroby oxidu uhličitého. To často vyžaduje změnu provozního paradigmatu, která zahrnuje inovativní technologie. Optimalizace procesu obvykle zahrnuje jemné doladění stávajících operací, aby se minimalizovala spotřeba energie a tvorba odpadu. Toho lze dosáhnout pomocí pokročilých systémů řízení procesů, analýzy dat a implementace osvědčených postupů pro využití zdrojů. Údaje potřebné pro implementaci poskytuje přístrojové vybavení, které v některých případech existuje a v jiných je přidáno. Zásadní význam má také zkoumání a zavádění alternativních technologií, které jsou ze své podstaty méně náročné na uhlík. To může zahrnovat přechod k obnovitelným elektrifikovaným zdrojům energie tam, kde je to možné, využívání účinnějších zařízení a implementaci technologií zachycování a ukládání uhlíku (CCUS) pro nevyhnutelné emise. Primárním cílem CCUS je například zabránit uvolňování oxidu uhličitého do atmosféry shromažďováním a skladováním odpadních plynů z procesu. V některých případech může být k výraznému snížení emisí nezbytné zásadní přepracování procesu. To může zahrnovat přechod na zcela nové výrobní metody, využití různých surovin nebo zkoumání alternativních chemických postupů, které minimalizují nebo eliminují tvorbu oxidu uhličitého.
-
Přijímání čistých paliv
Druhý základní kámen se zaměřuje na přechod od fosilních paliv a přijímání čistších alternativ, jako je vodík, pro výrobu energie s cílem pomoci dekarbonizovat zpracovatelský průmysl. Zelený vodík se vyrábí elektrolýzou s využitím obnovitelných zdrojů energie, což představuje zcela bezuhlíkový zdroj paliva. Má obrovský potenciál pro různé aplikace ve zpracovatelském průmyslu, včetně náhrady zemního plynu ve vysokoteplotních procesech a slouží jako surovina pro výrobu nízkouhlíkových chemikálií a paliv. Biopaliva pocházejí z obnovitelných zdrojů, jako je zemědělský odpad, zbytky dřeva a další organická hmota, což nabízí udržitelnější alternativu k fosilním palivům. Zatímco jejich spalování uvolňuje oxid uhličitý, tyto procesy jsou považovány za uhlíkově neutrální, protože uhlík byl původně absorbován z atmosféry během růstu suroviny.
-
Dekarbonizace spotřeby energie
Třetí základní kámen zdůrazňuje přechod k čistším zdrojům energie pro všechny aspekty spotřeby energie, od napájení strojů a zařízení až po poskytování tepla pro různé procesy. Začlenění obnovitelných zdrojů energie – jako je sluneční, větrná, vodní a geotermální energie – do energetického mixu je zásadní. To může sestávat z výroby na místě prostřednictvím solárních farem nebo větrných turbín, získávání obnovitelné energie z veřejných služeb a účasti na dohodách o nákupu obnovitelné energie. Všude, kde je to možné, může elektrifikace —nahrazující tradiční procesy založené na fosilních palivech alternativami s elektrickým pohonem – také významně snížit emise. To je zvláště důležité pro procesy, jako je vytápění a doprava, kde se elektrické alternativy stávají stále životaschopnějšími a nákladově efektivnějšími.
-
Snížení odpadu a produktů pro cirkulaci a efektivitu
Čtvrtý základní kámen zdůrazňuje důležitost minimalizace odpadu během celého výrobního procesu pro snížení spotřeby energie a emisí. Implementace pokročilých systémů řízení procesů a analýzy dat, řízené daty poskytnutými z přístrojového vybavení, může pomoci identifikovat neefektivitu a optimalizovat procesy, aby se minimalizovala tvorba odpadu u zdroje. Kromě toho lze odpadní toky znovu využít na hodnotné produkty nebo suroviny pro jiné aplikace, což přispívá k oběhovému hospodářství a snižuje zátěž životního prostředí vedlejšími produkty. Implementací tohoto základního kamene organizace usnadňují posun myšlení od lineárního modelu „vyrobte-vyrobte-likvidujte“ k principům cirkulární ekonomiky, které se zaměřují na opětovné použití, změnu účelu a udržení zdrojů v oběhu tak dlouho, jak je to možné. Tato filozofie je nezbytná pro dosažení dlouhodobé udržitelnosti.
Budování impulsu pro dlouhodobý úspěch s postupným přístupem
Cestu k dekarbonizaci komplexních zpracovatelských odvětví lze nejlépe zvládnout postupným přístupem, který se zaměřuje na dosažení postupných, ale účinných zlepšení v průběhu času. To umožňuje:
- Průběžné učení a optimalizace, kde každá fáze poskytuje cenná data a poznatky, které lze použít k upřesnění následných strategií. To zajišťuje neustálé zlepšování a optimalizaci úsilí o dekarbonizaci.
- Ovladatelné investice a zmírňování rizik, které umožňují strategickou alokaci investic a minimalizují finanční rizika spojená s rozsáhlými, nevyzkoušenými technologiemi.
- Budování hybnosti a demonstrování pokroku. Úspěch v počátečních fázích buduje vnitřní a vnější důvěru, přitahuje další investice a urychluje přechod k budoucnosti s nulovou čistou.
Například mnoho společností, které podnikají kroky k dekarbonizaci, v současnosti využívá nízkouhlíkové alternativy ke konvenčním fosilním palivům, jako je zemní plyn, známý jako tranzitní paliva. Zemní plyn uvolňuje při spalování zhruba polovinu oxidu uhličitého než uhlí a může být snadno přepravován jako zkapalněný zemní plyn (LNG) do oblastí bez přírodních zdrojů zemního plynu jako most k plně dekarbonizovaným zdrojům energie.
Urychlení přechodu pomocí spolupráce a technologického pokroku
Dekarbonizace zpracovatelského průmyslu není osamoceným úsilím, ale spíše společným úsilím vyžadujícím spolupráci a sdílení znalostí napříč průmyslovými odvětvími, hodnotovými řetězci a poskytovateli technologií. Otevřená spolupráce na úspěšných strategiích, výzvách, kterým čelíme, a získaných lekcích může urychlit pokrok a inspirovat inovace v celém sektoru.
Postřehy
Dekarbonizace zpracovatelského průmyslu není osamoceným úsilím, ale spíše společným úsilím vyžadujícím spolupráci a sdílení znalostí napříč průmyslovými odvětvími, hodnotovými řetězci a poskytovateli technologií.
test paragraph
Kromě toho je pro dosažení komplexní dekarbonizace zásadní spolupráce s dodavateli a zákazníky za účelem podpory udržitelných postupů a snižování emisí v celém hodnotovém řetězci. Aktéři v oboru by také měli využít odborných znalostí a inovativních řešení technologických společností specializovaných na automatizaci, instrumentaci, analýzu dat, obnovitelné zdroje energie a optimalizaci procesů, aby urychlili strategickou implementaci dekarbonizace.
Společnosti jako Endress+Hauser hrají v tomto přechodu zásadní roli, protože poskytují moderní přístrojové technologie, řešení konektivity závodu, poznatky založené na datech a hluboké porozumění průmyslovým procesům, které pomáhají společnostem optimalizovat provoz, snižovat dopad na životní prostředí a dosahovat ambiciózních cílů udržitelnosti. .
Společné úsilí o udržitelnou budoucnost
Dekarbonizace globální ekonomiky, zejména zpracovatelského průmyslu, je monumentální úkol, ale je to dosažitelný cíl a bude mít významné a trvalé pozitivní dopady. Zatímco dosažení úplné a okamžité dekarbonizace je pro některé procesy nereálné, závazek k neustálému zlepšování, přijímání inovací a posilování spolupráce připraví cestu pro čistší a udržitelnější budoucnost.
Cesta k čisté nule se opírá o mnohostranný přístup: minimalizace procesního odpadu, přijetí čistých paliv, přechod na obnovitelné zdroje energie a přijetí postupů oběhového hospodářství s cílem omezit produkci odpadu. Přijetím těchto čtyř základních kamenů – a využitím síly technologie, kolektivní akce a neustálého učení – může zpracovatelský průmysl vést poplatek za dekarbonizaci směrem k cílům nulové sítě a zajistit udržitelnější prostředí pro budoucí generace.
