• 北京探访“碳中和”工厂

    屋顶发电不是关键 工厂“聪明”才是秘密武器




  •     

      北京亦庄,北京经开区所在地。京东方、西门子、三星,众多明星企业云集,这里有一个个智慧工厂、无人工厂、绿色工厂……
      近日,又有一种新类型的工厂在这里出现——北京经开区宣布,一家“碳中和”工厂在区内诞生。这家工厂是施耐德(北京)中低压电器有限公司,中国船级社质量认证公司对其2020年度温室气体排放量核查后,颁发“碳中和”证书。
      近日,记者走进北京经开区,探访工厂实现“碳中和”的秘密。□四川日报全媒体记者 李欣忆

    源头减排+节能增效+碳汇交易
    来一份减碳﹃套餐﹄实现﹃碳中和﹄
      车辆沿着宽阔的道路行驶,远远望去,屋顶光伏片在阳光下闪闪发光,施耐德北京工厂到了。
      公司总经理林嵩热情地迎接我们,他介绍,这家工厂是来自欧洲的施耐德电气在中国的第二个工厂,主要生产中压、低压电气设备。接下来,林嵩“端出”了工厂的减碳“套餐”,这里藏着“碳中和”的秘密。
      减碳“套餐”主要分为三大类:首先是从源头减排,包括清洁能源和绿色设计。
      “我们提升了分布式能源在工厂用能中的占比。”林嵩说,北京工厂部署了施耐德电气在中国最大的光伏项目基地,这些光伏板见缝插针安装在厂房楼顶,加起来装机容量达2400千瓦,年发电量达224万度,实现绿色能源占全厂能源使用的30%,每年可减少约1476吨碳排放。
      从源头减排,还包括绿色设计。林嵩给我们讲了一个小案例:电气行业常用的中压开关,生产工艺中会使用到一种气体:六氟化硫,这种气体是绝佳的绝缘介质,灭弧能力非常强,但它所产生的温室气体效应相当于二氧化碳的两万多倍。工厂通过研发攻关,避免使用六氟化硫,而改用干燥空气作为绝缘介质,每生产一台开关,就可以减少使用2.4公斤六氟化硫。
      减碳“套餐”的第二大类是挖掘节能增效潜力,主要包括提升能效、使用循环包装等。
      工厂的工业空压机,因为设备老旧,耗电量很高。在节能挖潜中,部分设备进行了升级,并通过群控优化的方式,一年能节约10万度电。通过实施节能改造和能源系统优化等举措,过去3年工厂能源消耗降低了10%。
      “这是直接的能效提升,还有隐性的。”林嵩说。在中压生产车间,流水线作业繁忙,记者注意到一个特殊的工位——“瓶颈工位”的牌子特别显眼。
      “我们通过系统数据发现,目前包装工位的效率比较低,所以设置成了‘瓶颈工位’。”车间工作人员告诉记者,通过提升“瓶颈工位”的效率,可以提高生产线整体的产出,平均到每件产品上的消耗就会更低。林嵩透露,经过测算后的数据,生产线效率提升40%,每件产品能耗可以降低30%。
      工厂还通过持续改进包装,2020年减少了约1606吨碳排放。工厂产品的包装,全部改为可回收材料。供应商提供的零部件包装,也正在逐步推进放弃一次性包装,改用循环包装。
      减碳“套餐”的最关键一环,是碳汇交易。
      工厂采取多种减碳方式之后,2020年还产生了3346.57吨二氧化碳当量的温室气体排放。最后,实现“碳中和”的关键一步,是在碳交易市场以35元/吨的价格,购买了3347吨经核证的二氧化碳减排量,完成对碳排放的抵消。

    靠智能化和数字化让工厂﹃聪明﹄起来
    实现﹃碳中和﹄之后,下个目标是﹃净零碳﹄
      施耐德北京工厂实施的减碳“套餐”,看似不难。事实上,要完成其中的关键步骤,首先必须实现工厂的智能化和数字化,先让工厂“聪明”起来。
      聪明表现在什么地方?林嵩介绍,一是基于完善的物联网架构。在工厂数字化转型过程中,安装了数以万计的传感器,通过数据采集系统,可以跟踪到产品全生命周期的“碳足迹”。节能增效挖潜的两大措施:更换耗能高的工业空压机、提高“瓶颈工位”的效率。之所以能精准实施,前提是数据采集系统精准地抓到了能耗高和效率低的关键环节。
      在工厂展厅,工作人员在大屏上展示着工厂的用能模型。该模型可以三维立体展示工厂的每个部分,数据加载在建筑之上,直观显示不同分区的能源生产与消费情况。这些能源数据的采集,也都建立在物联网的架构之上。
      特别值得一提的是微网管理,这是工厂“聪明”的又一体现。
      光伏发电尽管可以减碳,但其本身存在着波动性、难预测等特点,既要大量使用光伏发电,又要保障生产用能供应稳定,是一件“精细活”。施耐德电气自主研发的EMA微网管理系统就起到“巧手”的作用。“简单来说,微网管理就是通过人工智能技术,帮助微电网管理复杂的能源结构。”林嵩说,微网管理有一套算法,结合了价格信号、历史数据、天气预报和运行时间表,可以更好地预测能源供需变化。同时,可以实现运行实时优化,提高光伏发电的渗透率和经济效益。
      实现“碳中和”之后,施耐德北京工厂下一个目标是“净零碳”(高效节能的建筑所有的能耗都由现场,或者场地外的可再生能源提供,以实现每年的净零碳排放)。而打造“净零碳”工厂,也离不开智能化和数字化。例如数字化降低能耗:基于工业互联网平台,结合AI影像质检、机器人协作、智能AGV无人小车等各种智能设施,提升能效;AI大数据算法赋能智慧包装:针对随机组合的所有产品推荐合适的箱型,以大数据智慧算法提高包装效率,并减少纸箱使用和客户收货工作量;应用人机工程改善技术与设备:通过5G基站与终端、机器人协作、数字仓储等设施实现高效物流。


    四川的工厂离“碳中和”还有多远

      我国制造业,产生碳排放仅次于能源行业,工业和信息化部已提出加快制定工业领域“碳达峰”“碳中和”重点实施方案,推动绿色低碳转型升级。四川数以万计的工厂,都将面临这道新考题,其中一些工厂已开始探索。
      今年初,五粮液集团、通威集团、沃尔沃成都工厂等都提出了各自的“双碳”目标。
      通威集团宣布,全面启动“碳中和”规划,计划于2023年前实现“碳中和”目标;五粮液集团公司提出打造“零碳酒企”;沃尔沃汽车提出,2025年力争实现成都工厂所有生产制造过程零碳排放。
      实施的路径有同有异,使用清洁能源是共识。
      2020年6月,沃尔沃成都工厂已经实现100%使用清洁能源的目标,其中,水电占比约65%,风电及太阳能发电补足其余35%电力需求,成为中国第一家零碳排放的汽车制造厂。
      通威也希望复制其经验。“我们测算过通威旗下相关产业的整个生产和运营环节,2020年全年用电总量的67%是水电,约三分之一是火电。”通威集团相关负责人表示,目前所有火电用量,将通过发展光伏电站,用清洁能源替代,实现碳减排和“碳中和”。截至今年6月,通威以“渔光一体”为核心的光伏电站已遍及全国20多个省区市,2020年电站并网规模超过250万千瓦,年清洁电力发电量已超过25亿度。
      五粮液打造“零碳酒企”的第一步,就是全面启动绿色能源供应,包括生物质发电、酒糟全部循环利用,实现电力、热力、燃料等可再生能源化。
      第二点共识是供应链减碳。通威拥有庞大的供应链,供应商减排对于缩小“碳足迹”意义重大。通威提出,加大供应链环节的减排力度,实施绿色供应商管理。五粮液集团也将制订供应链涉及生产相关部分的碳排放标准,建立“碳中和”供应链管理体系,争取尽快实现供应链“碳中和”。沃尔沃成都工厂要将零碳排放从能源领域扩大到生产制造全过程,也将启动供应链减碳。
      对于五粮液旗下若干个工厂车间来说,由于面临的情况各不相同,不管是“碳中和”还是零碳排放,都不能齐步走。今年1月,国家电投四川公司与五粮液集团签订战略合作协议,开始为五粮液量身订制综合智慧能源解决方案。国家电投四川公司相关负责人介绍,将从扩建、新建的车间入手,通过电能替代、冰桶冷却水回收、酿酒车间恒温等改造,使水、电、蒸汽3种能源实现多能互补、梯级利用,辅以综合智慧能源专业管理平台,打造“零碳车间”。对数量庞大的老车间,进行能源问题诊断,采取减碳措施。在此基础上,再开展碳吸收、碳交易和碳金融等,建立企业“碳中和”标准。

    记者手记
    “碳中和”只是结果人和文化更重要

      探访北京工厂时,我们正好碰到了施耐德电气中国区健康与可持续发展文化沟通经理树啸,她的职位引发了我们的好奇:为什么需要一个经理专门沟通可持续发展?
      树啸解释,为实现可持续发展的目标,施耐德电气全球供应链设有负责可持续发展的高级副总裁,各国家和地区也有专门的团队,她就是中国区团队的成员,主要负责相关话题的沟通。因为“碳中和”涉及部门众多,需要全员参与,与各层级、各部门和每一位员工的沟通不可或缺。
      树啸所在的部门有3个人,他们的分工很明确。其中一位经理负责能源能效管理,另一位经理负责资源模块,与设计、材料等研发同事合作,从源头控制碳排放。例如,为了减少化学品使用,从设计端减少了漂白工艺,将白色的包装盒改为棕色,将油墨印改为水印等,都是无数次实验得出的环保和减碳方法。
      树啸则主要负责管理者和员工意识提升。不仅在员工培训中设立了可持续发展必修课,北京工厂还对员工推行可持续发展积分制度。员工与二手回收平台合作进行捐赠,提出可持续发展好建议,参与节能减排公益项目等,都能获得积分奖励。内部组织活动,比如“零碳跑”——跑步过程产生的二氧化碳排放,会通过种树来实现“碳中和”。而活动中的纪念品,也都选择了可回收材料来制作。
      树啸有一段话让我们印象深刻。工厂“碳中和”,只是一个结果。要实现对产品全生命周期“碳足迹”的追踪,让绿色低碳成为公司的文化,需要有专业的人做专业的事,人和文化更重要。

分享到微信朋友圈