如何实现碳中和制造?

  • 工程和制造领域可以为实现净零排放做出重要贡献;
  • 工程师必须将努力集中在减少碳排放、提高能源效率和改善客户关系上;
  • 一些工厂——例如innocent在鹿特丹新开设的果汁厂——表明,利用目前市场上的技术是可以实现大规模的碳中和制造流程的。

在气候变化政治议程推进缓慢的情况下,全球企业显然必须加紧努力,减少碳排放。工程和制造领域可以为实现净零排放做出重要贡献,因为制造工厂、机械和复杂的生产过程是全球各地创造价值的核心所在。

好消息是,我们可以利用我们已经拥有的技术和知识,大力推动遏制全球变暖并实现净零排放。我认为有三个关键的优先事项,如果我们一以贯之的话,它们将加快我们在实现碳中和制造的道路上的步伐。

1. 我们所有的努力都必须集中在尽量减少温室气体排放上 

我们必须利用所有可用的杠杆来实现改进,从数以千计的渐进式改进项目——随着时间的推移,这些项目能够达成显著的效率提高——到从根本上设计和调整大型工业厂房和流程,以实现气候中和的目标。

我们需要对既定的常规做法提出质疑,并审视各个方面:我们能否尽量减少不锈钢或其他原材料的用量而仍然获得相同的性能?我们如何在生产过程中更多地重复利用产生的废物,或者更好,直接避免产生废物?而且,这个问题的思路并不能停留在我们自己的业务范围内;我们必须鼓励,甚至要求供应商也这样做。鉴于大量的温室气体排放是在供应链上产生的,这一点至关重要。

2. 为了实现碳中和制造,我们必须把能源效率放在前位,置于中心 

毫无疑问,能源效率的提高将在,也必须在世界净零排放的道路上发挥关键作用。我们尤其需要紧迫关注加热和冷却技术,因为它们在加工厂的能源消耗中占了很大比例——通常在50%至90%之间。

通过部署最先进的热泵技术,制造商可以从制冷过程中获取废热,然后提高其温度,从而产生适合其他生产用途的热量。根据我们的经验,高效的热泵可以帮助制造商最大限度地减少其能源使用,并大幅减少其二氧化碳排放量——这一比例高达50%或更多。而如果再使用绿色电力,将直接实现零排放。

热泵从地下水、污水、空气或工艺热等来源获得低温热量,提高其温度,并将其供应给区域供暖和生产过程使用。(图片来源:GEA)

由于其独特的性能,热泵的意义已经超出了工业生产过程,得到了更广泛的使用。一个很好的例子是区域供暖,热泵能够以创新的方式利用废热,为许多家庭和企业提供更可持续的供暖。

3. 我们必须注重建立更紧密的客户关系

正如工程公司必须与他们的供应商紧密合作以控制排放一样,他们也需要与其客户进行更深入的接触。

每个客户都是独一无二的。发展可信赖的伙伴关系能够推动实现在经济和生态上都具优势的定制解决方案。最佳配置往往需要从一开始就有良好的团队合作。如果缺乏综合的方案,工厂往往会在规划后零散地建造,个别流程可能会单独改进,甚至根本得不到改进。换句话说:为了达到可观的效率,在设计过程早期引入系统的工程知识是至关重要的。

世界上第一个碳中和果汁厂,由冰沙和果汁品牌innocent建造的“the blender”就是一个具体的例子,它阐释了这种整体性的方法如何能够带来更多的可持续发展成果。在GEA的支持下, innocent在鹿特丹开设的工厂已经成为食品行业工厂设计的一个标准。事实上,该项目展示了上述所有三个优先事项结合起来的潜力。

从一开始,innocent开设的这家工厂就得到精心设计,然后通过最大限度地减少能源消耗和浪费来实现资源效率最大化。这需要生产、制冷和加热方面的专家协同努力,每一步都是如此。整个果汁制造过程被分解成各个部分,然后进行优化。在工厂生产的某个环节回收的能量被输送到工厂的其他环节。例如,热泵从制冷中获取废热并将其用于其他工艺步骤,如巴氏杀菌。

创造大规模的碳中和制造流程并不是遥远的未来,目前市场上的技术已经可以做到。当然,单靠技术不能解决我们的挑战。我们还需要经验、技术和严格改进生产的纪律。而工程公司需要那些愿意超越常规的合作伙伴,在项目的早期和整个持续过程中进行合作,以达到最佳效果。

现在是时候对我们的地球和子孙后代负责了。今天,像工程和制造业这样的关键部门已经可以做出重大改变。在密切协作和技术实力的支持下,我们将可以推动世界更快地走向净零排放。扭转气候变化与每个人息息相关。对于我们这些工程师来说,这是一项非常激励人心的挑战。

 

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