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

劃重點：

 

1作為礦業(yè)領(lǐng)域“雙轉(zhuǎn)型”進程中可靠的合作伙伴，施耐德電氣將基于自身自動化和能源管理領(lǐng)域的先進理念和技術(shù)，以數(shù)字化為抓手，通過覆蓋全生命周期的解決方案與服務(wù)，為客戶創(chuàng)造“安全穩(wěn)定、敏捷高效、綠色低碳、以人為本”四大價值，進而攜手礦業(yè)企業(yè)一同邁向更可持續(xù)的未來工業(yè)。

礦業(yè)在全球經(jīng)濟中占據(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)長久以來嚴重依賴于柴油等化石能源，將其用作采礦設(shè)備及工廠運作的主要動力來源。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30%，甚至高達80%。

 

在我國，礦業(yè)不僅是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，更是建設(shè)新型工業(yè)化強國的重要支撐，而作為我國能源消耗和碳排放的重點行業(yè)，礦業(yè)也是推進綠色低碳發(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”的轉(zhuǎn)變，穩(wěn)步實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

 

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)進一步發(fā)展，礦業(yè)也將在促進全球可持續(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，同時也要結(jié)合綠色、低碳化技術(shù)，嚴格控制自身在采礦過程中的碳排放。

 

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“數(shù)綠”升級，助力礦業(yè)企業(yè)邁向可持續(xù)

 

借助先進的數(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)運輸卡車；在井下采礦作業(yè)設(shè)備層面，采用無軌電車運輸?shù)纫讶怀蔀槠髽I(yè)實現(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)實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段，如采用AVEVA APC先進過程控制技術(shù)實現(xiàn)井下按需通風(fēng)，即風(fēng)機運行負荷自動依據(jù)氧濃變頻調(diào)節(jié)；采用EMS能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)能源實時監(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)實現(xiàn)計劃調(diào)度優(yōu)化、智能作業(yè)排程等以促進高效生產(chǎn)。

 

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)實踐已經(jīng)表明：在保證礦場正常生產(chǎn)運作的同時，實施數(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，將其整個地下卡車車隊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)燃機維護成本，同時減少了噪音污染。

 

以數(shù)字、綠色低碳技術(shù)對地下采礦作業(yè)進行升級改造，將加速企業(yè)邁向脫碳生產(chǎn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。究其原因，電力發(fā)動機的能效約為90%，而柴油發(fā)動機僅在30%左右。另一方面，由于發(fā)動機產(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)境進行通風(fēng)。而在地下采礦作業(yè)中，通風(fēng)系統(tǒng)運作約占總能耗的30%至50%，因此電動發(fā)動機還能幫助減少30%的通風(fēng)需求。

 

平衡電力供需，穩(wěn)定推進電動轉(zhuǎn)型

 

以往，礦區(qū)所面臨的主要能源顧慮在于運輸物流和加油作業(yè)，需要確保有足夠的柴油、汽油供給，滿足正常生產(chǎn)運作；而經(jīng)過數(shù)字化、綠色低碳化改造后，礦區(qū)則需要更加聚焦于自身的電力供需計劃和調(diào)度能力，以維持整個管理系統(tǒng)的正常運行，這也將增加其升級改造的復(fù)雜性。

 

l 電力需求側(cè)：在將設(shè)備資產(chǎn)和生產(chǎn)流程從化石燃料動力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏恿螅V區(qū)還需要對自身進行全方位的能源管理，既要平衡新的電力負荷以確保系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性，也要革新電力基礎(chǔ)設(shè)施以滿足電動設(shè)備的動力需求。

 

l 電力供應(yīng)側(cè)（礦區(qū)供電）：從化石燃料動力轉(zhuǎn)型至電力動力，可能會致使礦區(qū)的電力需求量成倍增加，因此需要盡可能地利用風(fēng)能、地?zé)崮芎吞柲艿瓤稍偕茉醋鳛殡娏碓础?/div> 【版權(quán)聲明】本網(wǎng)為公益類網(wǎng)站，本網(wǎng)站刊載的所有內(nèi)容，均已署名來源和作者，僅供訪問者個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞之用，如有侵權(quán)請權(quán)利人予以告知，本站將立即做刪除處理（QQ：51999076）。