“零碳”工厂的实现路径

2021-04-21 23:48 绿创碳和
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绿创碳和发起“零碳中国”倡议,以“零碳中国、绿色投资,推动中国产业革命,实现产业转型”为宗旨,以高质量发展为原则,倡导绿色发展理念,加快“绿色+数字+新基建”的协同发展进度,并以绿色投资为手段,推动零碳科创园、零碳工业园、零碳医院、零碳校园等相关零碳项目的落地。绿创碳和通过培育低碳领军骨干企业,引导创新要素向企业集聚等手段,集成技术优势,作为综合运营商的资源优势,采用多种形式的综合服务,为用户、企业提供绿色发展的解决方案。


01

打造“零碳”工厂


零碳工厂的打造需要延伸到能耗计量、新材料使用,资源循环利用、甚至人的生活方式。要想减碳,就要明白能源都是怎样被消耗的,又要以什么标准去衡量碳减排量。**步就是要设计自己的能耗“算盘”。


“零碳”工厂是绿色工厂的升级版本,意味着二氧化碳“零排放”。未来企业都需要明确在减少碳排放量上所做出的成就与努力。


为达到“零碳”工厂,需要分“三步走。


(1)先后使用太阳能、风能和生物质能来供电供热,借助政府资金的补贴下,以及在能源合作管理模式下,使工厂的总电费和正常的电费持平,甚至说可以更低一点。


(2)在能源减碳的同时,努力降低生产过程中废弃物的产生和对能源、水资源的消耗。产品能耗和产品水耗要分别降低,同时单件产品产生的可运输废弃物也需要降低,污水通过深度处理回用,使水资源循环利用比例得到提升。


(3)在各制造基地始终秉承可持续发展理念,充分采用生态设计理念,致力实现原料生态化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化,以及工厂用地集约化。


02

“零碳巴斯夫


企业为了应对这一挑战,必须调整我们的工艺流程和产品组合,而且现在就要加快这一转变,增加对可再生能源的使用。加快开发和部署新的零碳化学品生产流程。通过提高透明度以及系统地、渐进地减少产品在整个价值链中的碳足迹,还能帮助上下游行业的客户减少自身产品的碳足迹。


以巴斯夫为例,化工生产转型的一个先决条件是以有竞争力的价格可靠地获得大量可再生电力。然而目前德国并不足以提供这样的条件。向气候中立生产过程的转变将导致包括路德维希港**生产基地在内的集团主要基地的电力需求在未来十年内急剧增加。从2035年左右开始,该集团的电力需求预计将比现在高出三倍以上。因此,巴斯夫将参与可再生能源发电设施的投资,以满足自身需求。


****工艺


巴斯夫目前正开发的最重要的新技术之一是用于生产乙烯、丙烯和丁二烯等基础化学品的电加热蒸汽裂解装置。这些化学品是众多产品价值链的组成部分,对化工生产至关重要。


氢气是许多化工生产过程的另一个重要原料。为了实现二氧化碳排放为零的绿氢生产,巴斯夫正在同时推行两种工艺:可商用的水电解和甲烷热解工艺,巴斯夫正为这两种工艺开发新技术。提高能源效率的另一个重要杠杆是利用电热泵从废热中产生零碳排放的蒸汽。巴斯夫的目标是与西门子能源公司合作,将这一技术逐步提升到工业规模,并用于整个工厂的余热回收。


巴斯夫正在开发甲烷热解技术,从天然气中生产零碳排放的绿色氢气。与其他无排放制氢工艺相比,甲烷热解只需要约五分之一的电能。巴斯夫在路德维希港已经建造了一个中试反应器,并正准备正式启用。该项目资金由德国联邦教育和研究部提供。


具体的示范项目


与SABIC和林德公司一起,巴斯夫正为世界上**台电加热蒸汽裂解炉研制试验炉。与传统的裂解炉相比,这将使基础化学品的生产几乎不产生二氧化碳。如果获得必要的资金,中试装置的启动计划最早将于2023年开始。


与西门子能源公司合作,研究在路德维希港基地建设一个容量为50兆瓦的PEM(质子交换膜)水电解系统的可能性,以便用水和电生产零碳绿色氢气。这种零碳氢气将主要用作化工合成的原料,但也将在一定程度上用于支持莱茵-内卡大区移动市场的启动。


在安特卫普基地,与安特卫普财团的合作伙伴一起,巴斯夫正计划投资北海下**的碳捕集与封存(CCS)项目之一。若项目建成,每年可减少基础化学品生产过程造成的超过100万吨的二氧化碳排放。最终投资决定定于2022年作出。


03

企业节能降耗之路


碳排放管理这个事情,所产生的社会效应以及社会的责任,是超过金钱本身的。要实现零碳排放,有很多的技术手段,比如如何在当地寻找到一个合适的方案,突破很多技术难关,最后实现了零碳排放。这个事情不仅是工厂的,也是政府的事情。


现在所有企业需要走上节能降耗之路:


(1)一方面推进高效率低能耗生产,引进机器人、图像检测系统为主的自动装配生产线,提升公司自动化率,削减人力资源,提高效率。


(2)另一方面采用节能技术,在一个耗能大的车间里安装智能节能自动控制系统,采用基于物联网技术的节能自动化系统,可以根据温度、湿度、送风风机频率等指标而实时调节生产设备,使之一直控制在最节能状态。此外,还使用更多节能的设施设备,如变频式空压机、真空泵等,以减少CO2排放。


(3)不仅生产过程中处处节能,公司在日常运营中也时时降耗。公司把所有日常照明的灯全部换成LED照明,公司还引入光伏发电设备,不仅满足了工厂日常照明所需供电,更为节能减排作出了贡献。


这些组合拳,才能够打造一个“碳中和”的企业。



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