Cơn đau đầu của các ngành công nghiệp: Làm sao để giảm phát thải carbon?

Theo thống kê, lĩnh vực sản xuất công nghiệp tạo ra 1/4 tổng lượng khí thải toàn cầu. Các ngành công nghiệp nặng như thép, xi măng và hóa chất rất khó để cắt giảm lượng phát thải carbon. Các ngành này không chỉ phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch mà còn thường liên quan đến các quy trình rất lãng phí được xây dựng trên công nghệ lạc hậu, dẫn đến các hoạt động không hiệu quả và thường tốn kém.

Rõ ràng, điều này không thể tiếp tục khi cả thế giới đều đang chú trọng đến biến đổi khí hậu. Báo cáo mới nhất của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã cảnh báo rằng, nếu chúng ta tiếp tục đi theo quỹ đạo hiện tại, có khả năng sẽ “vượt quá” mục tiêu của Thỏa thuận Paris là giữ mức nóng lên toàn cầu ở mức cao hơn 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp trong những thập kỷ sắp tới.

Rõ ràng, nếu muốn xây dựng một tương lai công nghiệp bền vững hơn, đồng thời giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng hiện tại, thì các ngành công nghiệp cần phải hành động nhiều hơn để giảm mức tiêu thụ năng lượng và khí thải. Họ phải loại bỏ lãng phí năng lượng, tập trung điện khí hóa và sử dụng các công nghệ kỹ thuật số để quản lý sự thay đổi này.

Vậy giải pháp là gì?

Số hóa và điện hoá là chìa khóa để khử carbon các ngành sản xuất công nghiệp

Đầu tiên, mọi người cần nắm bắt hoàn toàn các công nghệ kỹ thuật số. Điều này có thể giúp ích cho các ngành công nghiệp theo nhiều cách: Chẳng hạn, sẽ cho phép tự động hóa các quy trình, mô phỏng các kịch bản sản xuất và đào tạo nhân sự từ xa. Và việc cho phép phân tích hiệu quả dữ liệu vận hành sẽ trao quyền cho các doanh nghiệp để tăng hiệu quả từ đầu đến cuối các hoạt động.

Thứ hai, tập trung vào điện khí hóa nhiều hơn so với việc sử dụng năng lượng của ngành. Ngày nay, chỉ 21% năng lượng của ngành được điện khí hóa. Chuyển đổi nhiều hoạt động hơn sang thiết bị chạy bằng điện - máy bơm nhiệt thay vì nồi đun lại, hoặc thiết bị ngưng tụ, sưởi ấm bằng điện thay cho hơi nước hoặc nhiệt chạy bằng nhiên liệu hóa thạch và động cơ điện thay vì tua-bin hơi nước - sẽ giúp tăng hiệu suất và giảm phát thải đáng kể.

Để làm rõ hơn về tiềm năng tiết kiệm, một máy bơm nhiệt công nghiệp có thể giảm cường độ năng lượng để sản xuất hơi nước lên đến 90% .

Nâng cấp cơ sở hạ tầng công nghiệp

Môi trường xây dựng công nghiệp cũng có thể được số hóa, kết nối và tích hợp vào các hệ thống phần mềm quản lý năng lượng để đo lường và kiểm soát các tải điện sử dụng nhiều năng lượng, đồng thời cắt giảm lượng khí thải carbon ở phạm vi 1 và 2.

Lấy ví dụ về nhà sản xuất thép lớn nhất thế giới ArcelorMittal. Tại cơ sở sản xuất Belval ở Luxembourg, công ty này đã sử dụng phần mềm và cảm biến của Schneider Electric, giúp nâng cấp thiết bị đóng cắt và máy biến áp, đảm bảo rằng cả việc sử dụng năng lượng và các thiết bị điện quan trọng đều được giám sát 24/7. Kể từ đó, điều này đã giúp tránh được 170 tấn khí thải CO2 và giảm 20% chi phí vốn nhờ vào cách tiếp cận độc đáo để hiện đại hóa thiết bị hiện có.

Giảm lãng phí năng lượng công nghiệp

Trong các nhà máy công nghiệp, khoảng 2/3 năng lượng bị thất thoát hoặc lãng phí trước khi sử dụng. Số hóa các quy trình công nghiệp và tận dụng các công nghệ bản sao kỹ thuật số trong toàn bộ chuỗi cung ứng, bên cạnh phần mềm và phân tích, có thể ngăn chặn sự kém hiệu quả như vậy.

Bản sao kỹ thuật số thu thập dữ liệu hoạt động của các nhà máy công nghiệp để tạo ra các mô hình ảo, thời gian thực cho các quy trình. Công nghệ cho thấy chi tiết cách các nhà máy có thể thực hiện với các kịch bản hoạt động khác nhau được xây dựng trong phần mềm. Người dùng có thể thấy những thay đổi này có thể ảnh hưởng như thế nào đến sản xuất, lợi nhuận và lượng khí thải carbon, khám phá những cách tốt hơn để sử dụng tài nguyên và năng lượng và tránh lãng phí.

Các chuyên gia từ Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Vật lý và Kỹ thuật của Vương quốc Anh dự đoán rằng đến năm 2030, bản sao kỹ thuật số sẽ mở ra 1,3 nghìn tỷ USD giá trị kinh tế trên toàn cầu. Những công nghệ như vậy đã được triển khai thành công trên toàn thế giới. Ví dụ, Scanning Chemical đã sử dụng bản sao kỹ thuật số cùng với các công nghệ điện khí hóa và tự động hóa nâng cao khi xây dựng một nhà máy thông minh mới ở tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc.

Điều này dẫn đến cải thiện hiệu quả của lực lượng lao động, giảm 5% mức tiêu thụ năng lượng, cũng như tăng tính an toàn và ổn định trong hoạt động của họ.

Con đường nhanh nhất đến net zero

Sự chú ý của công chúng xung quanh việc khử carbon cho nền kinh tế toàn cầu và đạt mức 0 ròng vào năm 2050 đang chuyển sang các cuộc thảo luận quan trọng xung quanh việc giảm nhu cầu. Với quy mô tuyệt đối của ngành công nghiệp và sự kém hiệu quả tương đối, ngành công nghiệp có trách nhiệm dẫn đầu trong sự thay đổi của các bên có nhu cầu.

Đây là một cơ hội rất lớn cho ngành công nghiệp. Khả năng giải phóng tiềm năng tiết kiệm năng lượng khổng lồ hiện chưa được khai thác và cũng mang lại những khoản tiết kiệm đáng kể. Câu hỏi bây giờ là làm thế nào để thực hiện được? Câu trả lời là: Điện khí hóa các quy trình công nghiệp, nâng cấp các tòa nhà và cơ sở hạ tầng công nghiệp, giảm lãng phí năng lượng và hợp tác với các chuyên gia quản lý năng lượng và tự động hóa kỹ thuật số.