9907-164 礦業(yè)如何借助數(shù)字化與綠色低碳技術(shù)減少自身碳足跡
9907-164 礦業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中占據(jù)舉足輕重的地位,是驅(qū)動全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵角色。然而,礦業(yè)長久以來嚴(yán)重依賴于柴油等化石能源,將其用作采礦設(shè)備及工廠運(yùn)作的主要動力來源。據(jù)麥肯錫測算數(shù)據(jù)得知,礦業(yè)的二氧化碳排放量約占全球碳排放總量的4%至7%。其中,柴油動力設(shè)備及作業(yè)的碳排放量占有很大比例;并且視實(shí)際地理、地質(zhì)情況,其在采礦過程中直接產(chǎn)生的溫室氣體排放量占比可達(dá)30%,甚至高達(dá)80%。
在我國,礦業(yè)不僅是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),更是建設(shè)新型工業(yè)化強(qiáng)國的重要支撐,而作為我國能源消耗和碳排放的重點(diǎn)行業(yè),礦業(yè)也是推進(jìn)綠色低碳發(fā)展的重要領(lǐng)域。在“雙碳”背景下,礦業(yè)企業(yè)正面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展、工藝與質(zhì)量控制、效率與效益提升等多重挑戰(zhàn);整個(gè)行業(yè)亟需加快推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化,以加速“數(shù)字化”和“綠色低碳”雙轉(zhuǎn)型,通過由“以量謀大”向“以質(zhì)圖強(qiáng)”的轉(zhuǎn)變,穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
9907-164 金屬及礦物資源需求將持續(xù)增加,推動清潔能源技術(shù)革新
與基于化石燃料的同類設(shè)施/設(shè)備相比,建造諸如太陽能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電場和新能源電動汽車(EV)等以綠色能源技術(shù)為核心的設(shè)施/設(shè)備,需要投入更多金屬和礦物資源。例如,一輛新能源汽車所需的礦物資源約為一輛傳統(tǒng)燃油汽車的6倍。因而,隨著清潔能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,礦業(yè)也將在促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展方面扮演著愈發(fā)重要的角色。
世界銀行的最新報(bào)告預(yù)測,到2050年,全球市場對金屬及礦物資源的需求量將增加近500%,主要用于滿足清潔能源等綠色技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。對廣大礦業(yè)企業(yè)而言,其面臨的核心挑戰(zhàn)在于既要滿足市場對金屬和礦物資源的龐大需求,同時(shí)也要結(jié)合綠色、低碳化技術(shù),嚴(yán)格控制自身在采礦過程中的碳排放。
9907-164 借助先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和綠色低碳技術(shù),企業(yè)可使用低碳或脫碳電力代替化石燃料,為流程作業(yè)、設(shè)備及發(fā)電設(shè)施提供動力,這將成為礦業(yè)減少碳足跡的重要途徑。在露天采礦作業(yè)設(shè)備層面,如電動卡車取代以往礦場通常采用以柴油、汽油為燃料的傳統(tǒng)運(yùn)輸卡車;在井下采礦作業(yè)設(shè)備層面,采用無軌電車運(yùn)輸?shù)纫讶怀蔀槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)減碳、控碳的有力替代方案。
應(yīng)用數(shù)字技術(shù)也是礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段,如采用AVEVA APC先進(jìn)過程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下按需通風(fēng),即風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷自動依據(jù)氧濃變頻調(diào)節(jié);采用EMS能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析優(yōu)化等方面的提升;以及,采用MES制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化、智能作業(yè)排程等以促進(jìn)高效生產(chǎn)。
9907-164 國際采礦及金屬協(xié)會(ICMM)預(yù)測,目前全球范圍內(nèi)正投入使用的大型礦用運(yùn)輸卡車約有28,000輛。這些礦用車輛每年排放的二氧化碳總量超過6800萬噸,相當(dāng)于850多萬戶家庭一年能耗的碳排量。而通過以電動卡車替換這些汽油或柴油動力車輛,如此大量的碳排放將幾乎可以被完全消除。因此,該方案在幫助礦業(yè)企業(yè)減少碳足跡方面意義非凡。
包括位于加拿大安大略省的Borden礦區(qū)在內(nèi)的多地礦區(qū)實(shí)踐已經(jīng)表明:在保證礦場正常生產(chǎn)運(yùn)作的同時(shí),實(shí)施數(shù)字化、綠色低碳化轉(zhuǎn)型是可行的。在Borden礦區(qū),紐蒙特礦業(yè)公司(Newmont)通過數(shù)字化改造,將其整個(gè)地下卡車車隊(duì)從柴油動力升級為電池動力,不僅降低了自身碳排量,改善了礦區(qū)周邊空氣及環(huán)境質(zhì)量,還節(jié)省了高昂的內(nèi)燃機(jī)維護(hù)成本,同時(shí)減少了噪音污染。
以數(shù)字、綠色低碳技術(shù)對地下采礦作業(yè)進(jìn)行升級改造,將加速企業(yè)邁向脫碳生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。究其原因,電力發(fā)動機(jī)的能效約為90%,而柴油發(fā)動機(jī)僅在30%左右。另一方面,由于發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的殘余熱量將被排放至周圍空氣中,礦場需要對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)。而在地下采礦作業(yè)中,通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)作約占總能耗的30%至50%,因此電動發(fā)動機(jī)還能幫助減少30%的通風(fēng)需求。