先进的排放管理技术帮助企业节能减排

先进的排放管理技术帮助企业节能减排

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,无论是温室气体还是有毒气体泄漏一直都是棘手的挑战。鉴于工业制造业和发电占全球温室气体排放量的约50%,这些行业的企业领导面临着巨大的压力,需要做出能够显著影响排放量的改变。

温室气体排放
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企业的首席可持续发展官(CSO)正与运营和工程部的同事们密切合作,希望通过数字化技术、工业软件和数据分析推进节能减排能力,实现可持续发展目标。 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。具体来说就是首先研究目前可用的 排放管理技术 ,首先防止泄漏;通过使用碳强度较低的资源来减少排放;并建立更有效的燃烧和更低的排放的生产流程。

公司将取代天然气和氢等碳密集型燃料,并利用来自风能、太阳能、水力发电、地热和绿色燃料来源的可再生能源。实现这些转变需要投入大量资金,花费数十年的时间,但却是真正对减排产生有意义影响的必要步骤。

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为当前面临的问题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、识别并防止逸散性外漏
 

温室气体排放和工业来源
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“逸散性”外漏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。工业逸散性外漏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。

为了防止逸散性外漏,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,以减少逸散性外漏。艾默生增强型阀门设计,包括高效的阀杆密封系统、高流量和适用温度广泛的填料,能满足高度严格的逸散性外漏要求。对安全阀、填料和储罐的高级监控是防止逸散性外漏的发生的有效监控手段。

逸散性排放物处理厂
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超声波和无线气体监测等测量技术与工业软件相结合,提供了一种经济高效的方法,可对外漏位置进行精准定位。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%。


通过低碳强度源减少排放


很多公司采用了天然气和氢气等碳密集度较低的替代燃料,并使用风能、太阳能、水电、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。

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。


生产流程中提高能源利用率并减少排放


工业制造通常以燃烧加热形式供能,能耗十分巨大。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,识别泄漏的同时优化气动流程,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。


捕获、储存排放物,并将其转化为氢气等有用资源


虽然艾默生的排放管理技术供了即时、可扩展的发力点,但公司还需要更进一步的投资,包括碳捕获、利用和储存(CCUS)技术,以实现长期收益。

CCUS工艺提取点源碳排放,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技术是唯一既能直接减少关键设备排放,又能从大气中去除二氧化碳,从而平衡最难预防的气体外漏 - 已有越来越多的政府和公司开始运用CCUS技术来实现自己设定的净零排放目标。

在阿布扎比国家石油公司的Al'Rayad项目中,艾默生正在通过数字化技术为中东首座商业规模的碳捕获工厂提供技术,助其每年为钢铁行业消除800,000吨二氧化碳。

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。


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