零碳工厂建设五大路径
1、能源效率提升:通过采用高效节能设备和优化生产流程,可以减少能源消耗并提高工厂的能源利用效率。例如,可以选择具有较高能效比的电机、照明设备和加热系统,以及采用先进的自动控制系统来监测和优化能源使用。此外,改善维护和操作实践也是提高能源效率的关键。
2、清洁能源供应:将传统的化石燃料替换为可再生能源是实现零碳目标的重要途径。光伏发电系统和风力发电系统是常见的清洁能源解决方案。根据工厂的需求和条件,可以选择合适的清洁能源技术,并考虑与电网连接或独立运行的方式。
3、废弃物管理与资源回收利用:工厂废弃物的管理对环境影响至关重要。通过建立有效的废物分类、回收和再利用系统,可以最大限度地减少废物的产生,并将废物转化为可再利用的资源。这可以包括有机废物的堆肥、废纸张的回收再生、废水的处理和回用等。
4、碳捕集与储存技术:碳捕集与储存(CCS)技术是将工厂产生的二氧化碳捕获并储存起来,以减少其排放到大气中。
这可以通过将二氧化碳注入地下储层、利用于生产化学品或直接利用于其他工业过程中实现。选择适当的CCS技术需要考虑工厂的特点和地理条件。
5、产品生命周期管理:在产品设计阶段考虑环境友好因素可以降低产品的碳足迹。
这包括选择可再生材料、减少能源和资源消耗、延长产品使用寿命等。同时,还可以鼓励和推动客户对产品进行回收和循环利用,以减少废弃物的产生。
以上路径仅为建设零碳工厂的一般方法,但具体的实施策略应根据工厂的特定情况和需求进行定制。同时,需要进行经济性评估,综合考虑投资成本、能源成本节约以及相关收益,以确保零碳工厂建设是经济可行的。
零碳工厂建设实践案例
1、宁德时代“零碳工厂”获得认证
2022年3月,全球知名认证机构SGS为宁德时代全资子公司四川时代颁发PAS2060碳中和认证证书,宁德时代宜宾工厂成为新能源产业首家零碳工厂。
四川时代多措并举,全力减少碳排放。自主研发的CFMS智慧厂房管理系统,通过对厂房系统及设备运行数据的自动获取,实现数据的互联互通,系统化的厂务设施管理平台帮助实现厂房系统安全可靠、高效节能、绿色低碳运行。在能耗较大的群组设备中,先进系统运用全局最优化算法,计算当前负荷条件下系统总能耗最小时的各子设备的运行参数,实现主动式优化控制。
在绿色制造方面,四川时代搭建了数字化生产中控管理系统,全局化目视管理可大幅降低工序损失,AI视觉检测系统可以自动学习和提取缺陷特征,在模切分条、卷绕等多环节提升检出率。制造过程中产生的废料将全部投入回收利用,镍、钴、锰等贵金属回收率可达99.3%。
四川时代对物流链条以及厂区交通进行全面升级,广泛使用无人驾驶物流车、电动叉车等,实现供应商工厂、原料仓库、加工工厂、成品仓库、客户工厂之间零碳运转。同时鼓励员工电动出行与共享出行,将减碳融入到生产与生活的方方面面。
宁德时代宜宾工厂坐落于四川省宜宾市,宜宾地处云贵川三省结合部,金沙江、岷江、长江横贯市境北部,自然环境优越,水资源丰富,得天独厚的地理位置使宜宾工厂80%以上能源来自于可再生能源水电,每年可减少40万吨碳排放。
2、伊利乳业雪糕工厂实现“零碳”
雪糕作为消暑“利器”如今也与“零碳”搭边。伊利集团浙江伊利乳业有限公司已获得全球权威国际检验认证机构——必维集团(Bureau Veritas)颁发的碳中和核查声明,成为金华开发区首个“零碳工厂”。
该公司共配置了10条全自动化生产线,其中6条长缸线,主要是以生产常规类的雪糕和冰棒为主。另外4条隧道线,主要生产异形的产品,如冰淇淋、火炬等。
所谓“零碳工厂”是在一定范围时间内从事生产、经营过程中直接或间接产生的温室气体排放总量为“零”的生产工厂,和普通工厂的区别在于从事经营活动的过程中“零碳工厂”不会因温室气体影响环境。
“自动化程度更高是‘零碳工厂’的一大特点,自动化程度高意味着生产效率和能源利用效率更好,同时我们的生产用能基本为风能、太阳能等清洁能源,生产工艺更加低碳。”该公司相关负责人介绍,“在‘零碳工厂’建设方面,我们计划一方面进一步提升设备运转效率及能源利用率,削减能源消耗量,另一方面计划增大绿色清洁能源利用占比。”
“零碳工厂”从原料生产到废弃物处理的全生命周期生产过程中碳排放量为零,以浙江伊利乳业有限公司为例,每年能减少直接温室气体排放559.93吨,减少间接温室气体排放5115.36吨,全年共计减少5675.29吨碳排放量,全年相当于种植了31.13万棵树。
3、施耐德北京工厂实现净零排放
作为承诺零碳排放的全球企业,工厂一直注重从源头上减排,将绿色节能的理念融入到生产运营的方方面面。在新能源方面,工厂部署了施耐德电气在中国最大的光伏项目基地,实现绿色能源占到全厂能源使用的30%,每年可减少约2026吨碳排放。在提高能源利用效率方面,通过节能改造和能源系统的优化,过去三年能源消耗降低了10%。与此同时,工厂持续改进包装的循环利用,减少了约1606吨碳排放。结合丰富的减排措施与碳交易,工厂已成功实现碳中和,为施耐德电气2025年实现公司运营层面碳中和目标做出贡献。
以环境管理国际标准ISO14064-1以及国际公认碳中和标准PAS2060为评判准则,认可施耐德工厂通过购买3347吨经核证的二氧化碳减排量的方式,实现对2020年度3346.57吨二氧化碳当量的温室气体排放的碳中和。至此,施耐德工厂不仅是施耐德电气全球“智慧工厂”项目中的样板工厂,也是工信部认证的国家级“绿色工厂”,此次再获认证,成为施耐德工厂绿色发展之路上的新里程碑。
4、美的打造碳中和园区
美的经过了四个步骤:一是做碳盘查,首先摸清家底,了解项目碳排放情况如何;二是开源节流,主动降低碳排放;三是智慧运维,使能效提高;四是实现碳中和认证。
美的重庆中央空调工厂有5个厂房、13条生产线,主要生产冷水机组中央空调。该厂2022年被定为美的集团的零碳标杆工厂,成为零碳工厂的试点,并取得了零碳认证PAS2060碳中和证书。
为了能够让工厂的碳排放量降下来,首先第一步是需要排查整个工厂的碳排放情况。“碳管理从数字化角度,一方面是指组织碳,针对一个园区、一个企业或者一个集团;第二方面是活动碳;第三方面则是产品碳。”美的楼宇科技研究数字化业务架构中心负责人王坐中介绍,针对产品的碳足迹排查是一件非常痛苦的工作。以热泵为例,产品生产所需的原料最终盘查下来将近两千种。“两千种的原料需要找到碳排放因子,再结合用量算清楚碳排放量,是一个非常复杂过程。”
这样的碳排查方式不能复制到每一个产品上,否则工作量将无比庞大。未来怎么应对?一定是需要数字化和线上化,把数据全部沉淀在系统里面,碳排查效率就会逐步提高。综合了所有生产要素的碳排查数据后,减碳工作则相继开展。
在自有办公楼宇墙面和厂区屋顶,该工厂应用了美的工业技术旗下合康新能开发了分布式光伏+储能一体化项目。年度发电210万度,让园区绿电的占比提升到了19%,抵消碳排17.3%,也让整座园区实现了碳达峰。
“碳中和的投入是一个动态工作,每年根据产能的变化会有相应的减碳目标。”王坐中表示,每年美的都会对上一年的碳排放量做盘查,然后根据统计数据做本年度的碳中和。比如,上一年工厂的碳排放总量假设为1000吨,本年度通过技术改进、能源替换、碳排放交易等方式,减少了1000吨的碳排放,就实现了工厂的碳中和。
文章来源:生态设计与绿色制造