كيف تقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية وتزيد من كفاءة الطاقة؟
تبحث شركات التكنولوجيا وكبرى الشركات المصنعة لأشباه الموصلات بنشاط عن طرق لتقليل بصمة الكربون الخاصة بهم في سعيهم لتحقيق صافي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تماشياً مع اتفاقية باريس لعام 2015 ، فإن الهدف هو الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري بحد أقصى 1.5 درجة مئوية بحلول عام 2050.
لسوء الحظ ، إذا واصلنا مسيرتنا الحالية ، فمن المتوقع أن يصل الاحترار العالمي إلى ما بين 1.9 درجة مئوية و 2.9 درجة مئوية ، مما يؤثر سلبًا بشكل كبير على الاقتصاد العالمي. لمواجهة ذلك ، تستثمر الشركات في البحث واعتماد تقنيات صافي الصفر للتصنيع الصناعي ، مما يقلل بشكل فعال من انبعاثات الكربون في عملية التصنيع.
تستكشف هذه المقالة الحلول المقترحة التي توصي بها العديد من شركات تصنيع الأجهزة الإلكترونية وأشباه الموصلات لتعزيز تقليل ثاني أكسيد الكربون في القطاع الصناعي.
تناقش الأجهزة التناظرية مجالين أساسيين يجب التركيز عليهما
تقترح الأجهزة التناظرية المجالين التاليين للتركيز عليهما عند تسريع تقليل ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات في القطاع الصناعي.
1 – زيادة كفاءة الطاقة من خلال زيادة نشر محركات المحركات
وفقًا لتقرير الشركة ، سيؤدي تحسين كفاءة جميع الأنظمة التي تعمل بمحركات في البيئات الصناعية إلى انخفاض بنسبة 10 في المائة في الطلب العالمي على الكهرباء والقضاء على 2490 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون.2 الانبعاثات بحلول عام 2030. هذه المحركات ، مثل المحرك الموضح في الشكل 1 ، تجد تطبيقات في مختلف القطاعات الصناعية ، مثل مضخات الدفع ، والمراوح ، وأنظمة الهواء المضغوط ، ومناولة المواد ، وأنظمة المعالجة ، وما إلى ذلك.
ما يقرب من 70 إلى 80 في المائة من المحركات الحالية متصلة بالشبكة ويمكن ربطها بمحرك عاكس أو محرك متغير السرعة (VSD) لتقليل استخدام الطاقة. يتم إنشاء العاكس بتردد قابل للتعديل وإخراج جهد من خلال دمج مقوم ، ناقل تيار مستمر ، ومرحلة عاكس ثلاثية الطور. يسهل هذا العاكس تشغيل المحرك بالسرعة المثلى لأحمال وتطبيقات محددة ، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تنفيذ حلول التحكم الذكية في الحركة سيساهم بشكل أكبر في تخفيضات كبيرة في استهلاك الطاقة. يمكن تحقيق ذلك باستخدام محركات عالية الكفاءة ومحركات متغيرة السرعة (VSDs) عبر مختلف التطبيقات.
لعبت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) أيضًا دورًا مهمًا في وضع معايير للمحركات الكهربائية الفعالة. تتضمن هذه المعايير معيار الاختبار IEC 60034-2-1 للمحركات الكهربائية ومخطط التصنيف IEC 60034-30-1 ، الذي يصنف المحركات إلى أربعة مستويات من الكفاءة (IE1 إلى IE4).
2 – إستراتيجيات التحول الرقمي لتحقيق كفاءة تصنيع متزايدة
من خلال دمج تكنولوجيا المعلومات والتكنولوجيا التشغيلية على شبكة إيثرنت ، يمكن توصيل تطبيقات الحركة بسلاسة ، مما يتيح تبادل البيانات القيمة ورؤى الحركة. تعد محركات السرعة المتغيرة (VSD) ضرورية في جمع البيانات من مصادر مختلفة أثناء استخدام المستشعرات الخارجية لمراقبة المتغيرات مثل الاهتزازات ومعلمات العملية.
يمكن تخزين هذه الرؤى بشكل آمن في السحابة أو على الحافة ، مما يوفر فرصة للتحليل المتعمق باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة (AI). تسمح الاستفادة من هذه البيانات للمصنعين بتحسين عمليات الإنتاج الخاصة بهم ، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة وثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات طوال مرحلة التصنيع.
تشهد الصناعة تقاربًا بين التقنيات المتقدمة ، بما في ذلك الحوسبة المتطورة ومعالجة الإشارات وحلول الاتصال. تتيح هذه التطورات جمع بيانات الحركة وتوليد رؤى قيمة على الحافة الذكية. ثم يتم نقل هذه الأفكار إلى نظام تنفيذ التصنيع لتحليلها واتخاذ إجراءات لاحقة.
في مرافق التصنيع على نطاق واسع ، حيث يتم نشر العديد من المحركات ، يصبح تنفيذ استراتيجيات التحول الرقمي أمرًا ضروريًا لتقليل استهلاك الكهرباء وتقليل ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات بشكل فعال.
يساعد تقييم ABB للطاقة في تحسين كفاءة الطاقة
لعب استخدام إنترنت الأشياء والرقمنة دورًا مهمًا في فتح آفاق أعمال جديدة مع تقليل استهلاك الطاقة في الوقت نفسه. تسهل هذه التقنيات الاتصال عن بُعد ، وتوفر تحديثات في الوقت الفعلي عن حالة المعدات وعمليات التصنيع وتمكين الشركات من اتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق بكفاءة الطاقة.
ومن المثير للاهتمام أن رسمًا من ABB يسلط الضوء على التكلفة الإجمالية للملكية للأنظمة التي تعمل بمحرك ، موضحًا أن الكهرباء تمثل 70٪ من التكلفة الإجمالية. في المقابل ، يشكل شراء السيارات 5٪ فقط ، وتمثل صيانة المحرك 20٪ ، كما هو موضح في الشكل 2.
أدخلت ABB تقييمات الطاقة لتوفير رؤى تفصيلية حول كيفية أداء التطبيقات التي تعمل بالمحركات ومساعدة الشركات على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن طرق توفير الطاقة وتقليل ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات. يمكن أن يعمل هذا الحل بكفاءة حتى عندما يكون الجهاز متصلاً أو غير متصل بالشبكة.
في الوضع غير المتصل ، يجب على المهندس إجراء زيارة في الموقع لجمع البيانات من مختلف المكونات المثبتة مثل المحركات والمحركات والمولدات والمضخات والأنظمة الأخرى القابلة للتطبيق. ثم يتم تحليل هذه البيانات المجمعة بعناية لتقييم إمكانية توفير الطاقة والانخفاض اللاحق في ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات. سيقوم الفريق الهندسي أيضًا بحساب فترة الاسترداد المقدرة لأي استثمارات تتم في المحركات ومحركات الأقراص. بمجرد تنفيذ التدابير الموصى بها ، يمكن رصد المدخرات عن كثب والتحقق منها للتأكد من أنها تتماشى مع التوقعات الأولية.
على العكس من ذلك ، تستخدم العملية عبر الإنترنت الاتصالات عن بُعد لجمع البيانات تلقائيًا ، وتوليد رؤى تعتمد على البيانات يمكن استخدامها لتقليل استهلاك الطاقة. في الماضي ، تم تحسين أنظمة المحركات بشكل نموذجي بشكل منفصل ، ولكن الحلول الحديثة تجاوزت هذا القيد من خلال توفير منظور شامل للتطبيقات بأكملها. يتيح ذلك للشركات اكتساب رؤى شاملة حول الأداء التشغيلي وكفاءة الطاقة.
سيؤدي اعتماد الخدمات الموصولة رقميًا إلى تسريع تحقيق أهداف كفاءة الطاقة من خلال توليد رؤى قائمة على البيانات ، مما يتيح اتخاذ تدابير قابلة للتنفيذ تتماشى مع الاتفاقيات المناخية الدولية.
مراجع
1الأجهزة التناظرية. تخفيض ثاني أكسيد الكربون الصناعي2 الانبعاثات من خلال زيادة كفاءة الحركة بواسطة موريس أوبراين ، مدير التسويق الاستراتيجي. المادة الفنية. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/tech-articles/ Thinkt-leadership/reducing-industrial-co2-emissions.pdf. تم الوصول إليه في 4 يونيو 2023.
2ABB. المستقبل موفر للطاقة ، المستقبل مدفوع بالبيانات. ورق ابيض. https://www.energyefficiencymovement.com/wp-content/uploads/2022/12/ABB_EE_WhitePaper_Motion-Services_011222.pdf. تم الوصول إليه في 4 يونيو 2023.
اكتشاف المزيد من موقع 5 كيلو
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
