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从生活方式到工业制造,第四届进博会上,绿色低碳成为关键词。在三号馆技术装备展区还新设立了能源低碳及环保技术专区,展现低碳化、智能化等行业发展新趋势。在工业领域,新材料、新设备如何助力减碳?如何用数字化助推低碳转型?从“低碳”到“零碳”,参展企业又带来了哪些碳排放更优解呢?第一财经《首席评论》节目带您一探究竟。
新材料助力绿色低碳
可能很多人想不到,二氧化碳可以用作原材料被加工成床垫和跑道。德国材料制造商科思创今年首次参加进博会,围绕循环经济展示了一系列低碳的前沿技术和解决方案。替代性原材料是科思创此次参展的一大亮点。
科思创中国内地和香港地区供应链与物流部副总裁邱卫辉对第一财经记者介绍,科思创在2020年5月把公司愿景定义为“为循环不息而创”,比如生物质、二氧化碳和经过回收的废旧产品都可以成为未来的碳源,这既可以减少对化石能源的使用,也有效降低了碳排放。
生物质原材料利用植物等来提炼,可以用来替代石化的原材料。展台上,一辆汽车的车身使用了生物基汽车清漆固化剂,可以减少30%的碳排放。
邱卫辉介绍,谈到减碳,很多人想到减少二氧化碳的排放,但其实还可以把二氧化碳进行回收再利用。二氧化碳作为替代性原材料可用于多元醇的生产,替代高达20%的化石基原料,用于生产床垫、步道等。又比如,中国每年丢弃的床垫达到9000万个,如果可以回收旧床垫的聚氨酯原材料,将可以替代化石原料用于新床垫泡棉的生产,有利于减碳。此外,聚氨酯也是很好的保温材料,可用于建筑保温隔热,并可以减少75%的碳排放。
如何助力“能耗大户”电力行业减碳?
在我国工业领域,电力行业减排任务艰巨。据测算,电力行业碳排放约占全社会碳排放的四成左右。如何帮助其减排呢?在总部位于瑞士的日立ABB电网公司的展台上,从高压开关到电网智能化管理,都提供了系列解决方案。其中一款高压绝缘开关设备,使用了创新的替代性绝缘气体,取代六氟化硫,能减少碳排放超过80%。
日立ABB电网GIS全球产品经理潘瑞琼介绍,高压开关跟家里使用的空气开关功能一样,需要供电的时候连通,不供电的时候断开。现在行业里通常使用六氟化硫气体来实现开关的绝缘和开断功能。六氟化硫由于性能优异,一直使用在高压领域里。但六氟化硫气体的温室效应是二氧化碳的23500倍,在空气中可以存在3200年。因此,六氟化硫气体作为高压开关设备的介质具有良好的性能,但会对环境造成长期影响。其本次展出的低碳环保高压开关采用了替代六氟化硫气体的解决方案,能实现同样的功能,但混合气体的温室效应降低了97%以上。
电网作为“中转站”,是电力系统的关键环节,扮演着承上启下的角色,向上承接发电主体,向下链接用电主体。如何帮助电网运行更加高效,助力碳减排呢?虚拟电厂的解决方案应运而生。
日立ABB电网中国智能电网、数字化和电力咨询业务负责人谢海莲对第一财经记者介绍,虚拟电厂利用先进的通信、计算和市场手段,把大量中小规模的分布式资源进行聚合,成为一个一定规模可被调控的电厂,所以叫“虚拟电厂”。
“虚拟电厂”并没有实体的电厂形式,相当于一个“智能电力管家”,可以对多种分布式能源进行管理,具有削峰填谷、支撑电网供用电平衡的作用,是一种适应新型电力系统发展的方式。
谢海莲介绍,虚拟电厂的运营商,可以理解成分布式资源的聚合商。其客户是分布式资源的拥有者,比如屋顶光伏、楼宇空调、电动汽车充电站等。它们都可以被聚合到虚拟电厂的平台上,为电网提供更多灵活性,同时促进新能源的消纳。
用数字化助推低碳转型
在今年的进博会上,运用数字化方式助力碳减排是一个热点。和人们的生活息息相关,从市政给排水到污水处理,从建筑楼宇的暖通空调到区域供热,从工业领域水的输送到消防系统等,无一离不开水资源的管理。特别在城市,水行业正面临城市供水管网漏损导致的水的损耗,雨水排污和城市积水内涝防治,以及水务公司日常运营产生的能源消耗等多重挑战,如何用数字化的方式助力水行业低耗能转型进而更加低碳呢?总部位于美国的水技术公司赛莱默给出了他们的解决方案。
赛莱默中国及北亚区总裁吕淑萍对第一财经记者介绍,其展出的智能排水泵内置“大脑”,在设备里植入了智能决策系统,可以根据工况随时调整流量、扬程,达到最佳运行效率,由此可以大幅节能。在助力低碳方面,产品侧可内置人工智能控制技术,让设备随时处在最佳运行状态,大幅减少能耗。从系统设计角度,比如建筑领域高效泵房的设计上,通过专利技术可以帮助客户减少在设计、制造、生产、使用过程中的资源浪费和耗能。还可以让系统实现全寿命周期碳值的可视化,据此计算出设备运行过程中的耗能和碳值。而智慧水务云平台层面,也能实现整体系统的节能降耗。
谈到水务系统的数字化,吕淑萍介绍,和百姓关系密切的莫过于千家万户都使用的自来水。比如具有远程抄表功能的智能化水表,在管网有跑冒滴漏现象时,可以第一时间预警。如果跑冒滴漏都能够被监控并及时采取措施,无收益水会大幅节省,不仅节约水资源,对于水务公司成本的节省最终也能惠及百姓。
作为碳排放重点行业,包括电力、油气、化工、采矿在内的能源行业的低碳转型将对我国实现双碳目标产生深远影响。进博会上,注册于爱尔兰,为客户提供战略咨询等服务的埃森哲公司全球首发《中国能源企业低碳转型白皮书》。白皮书提出,数字孪生、人工智能、大数据分析、云计算等数字化技术已广泛应用于能源行业。作为低碳转型的重要推动力,数字化、智能化技术带来的效率和成本优势凸显。
埃森哲大中华区资源事业部总裁郑子霆介绍,能源行业是碳减排重点行业。在帮助客户管理碳资产方面,主要把碳相关的技术和指标纳入整个运营端到端的流程里。其间收集碳排放的数据,跟客户发展投资的计划和经营指标结合,建立合理的碳排放目标,再进一步执行。数字化技术、数据分析、平台赋能都是非常关键的举措。
从“低碳”到“零碳”,寻找碳排放更优解
从“低碳”到“零碳”,越来越多的企业在寻找碳排放更优解。本次进博会上,包括零碳建筑、零碳城市、零碳工厂、零碳园区在内,各种零碳新品和解决方案集中发布或达成签约。所谓“零碳”,并不是不排放二氧化碳,而是通过计算包括二氧化碳在内的温室气体的排放量,设计方案抵消“碳足迹”,进而实现碳的零排放。在三号馆“能源低碳及环保技术专区”,江森自控推出全新零碳建筑解决方案,帮助客户实现建筑的“碳中和”目标。
江森自控北亚区数字化解决方案总监马端宁介绍,本次进博会带来了零碳建筑的综合解决方案。底层设备可以看作智慧建筑的“心脏”,管理层相当于“神经网络系统”,云平台就像“大脑”。从这三个不同层面来提供解决方案,实现零碳的智能建筑。
马端宁介绍,减碳是一个综合话题,化石能源的燃烧对环境影响最大,而空气源热泵可以替代家用的锅炉。其能源来源于电,不仅有利于改善京津冀地区的空气品质,更主要的是减少了碳排放。此外,暖通空调都要用到制冷剂,和二氧化碳相比,制冷剂对环境的破坏程度要高1000倍以上。因此应该全面更换更加绿色的制冷剂。第三是如何在现有建筑设备中尽可能降低能耗,一个做法是建立集中式的冷热源站。与此同时,可以把各类用电设备里的数据采集上来,做到数据的全程跟踪和透明化。有了数据,在平台上做统一的赋能,加入优化控制的逻辑以及节能策略。这些节能策略部署在云上,可以用机器管理和控制的方法代替人为的控制和管理,并清晰地追溯到每栋建筑实时的碳排放情况。在这些综合措施下,可以很好地管理系统,实现节能降耗。
同样在“能源低碳及环保技术专区”,本次进博会上,电气化、数字化和智能制造领域的企业丹佛斯同上海电气风电集团签订战略合作框架协议,共建海盐“零碳产业园区”。丹佛斯还带来了总部所在城市“零碳之乡”丹麦森讷堡“零碳项目”的最新成果,该项目旨在助推森讷堡在2029年实现碳中和。
丹佛斯中国区总裁徐阳对第一财经记者介绍,建设“零碳产业园区”,其中的关键技术在于有光伏、风电、传统电力情况下,如何把它们可靠、有机地结合起来,在系统当中去调度,这个“大脑”是丹佛斯的核心科技。其核心技术之一是多种可再生能源的综合调度。这既有硬件层面的快速调度和保护,也有软件层面的。电能供应的稳定性非常重要,因此需要微秒级的保护。其二,绿色工业园区会用到很多节能和能源综合利用的技术。比如空调制冷大量耗能,其磁悬浮压缩机作为行业的黑科技,转速非常高。通常压缩机每分钟3000转,其磁悬浮压缩机每分钟4万转。这意味着可以用1/4的占地体积,1/5的重量,但高40%的效率来实现同样的功能。徐阳介绍,磁悬浮能使轴承在旋转过程中没有摩擦和放热。而智能化体现在,比如轴承位置的检测和调整每分钟200万次,因此传统行业的机电产品也可以是一个智慧产品。
伴随中国北方逐步进入供暖季,如何通过人工智能和数字化手段让人们体感舒适的同时,降低能耗,助力城市更加绿色低碳,进博会上展示的这些产品和解决方案也带给人们更多思考。
徐阳介绍,供暖既是民生工程,也消耗大量能源。在北欧,以丹麦为例,供暖的舒适度和温度调控的精确度相关。相比粗放式供暖,更精确的温控会让人感觉更舒适。供暖的“应急式调控”是温度低了调高,温度高了调低,但人工智能技术可以根据天气、建筑、使用习惯等提前知道三天以后温度可以调低。徐阳介绍,丹佛斯的人工智能供热管控系统最近也在国内开始实践。芬兰赫尔辛基结合了这一技术做了2028年赫尔辛基实现城市碳中和的路径方案。