Liu Qiuxia

As emissões de carbono do automóvel são a principal fonte de emissões de carbono no sector dos transportes, é uma das áreas de controle social de carbono, a redução das emissões de carbono na fase de produção do automóvel é muito importante para a redução do carbono da indústria automotiva, a construção de fábricas de baixo carbono é uma medida-chave para reduzir as emissões de carbono do automóvel na fase de produção. Este artigo analisa os principais fatores de impacto das emissões de carbono na fase de produção de automóveis, a partir de quatro aspectos do design superior, construção de infraestrutura, aplicação de recursos e energia e gerenciamento de operações de produção, apresentando seis medidas principais para a construção de fábricas de baixo carbono para a construção de fábricas de baixo carbono na indústria de fabricação de automóveis.

Palavras-chave: fabricação de automóveis; fábricas de baixo carbono; Caminho de Implementação

1. Antecedentes

Desde o dia 22 de setembro de 2020, na 75ª Assembleia Geral, a China anunciou solenemente que "esforça-se para alcançar o pico das emissões de dióxido de carbono até 2030 e esforça-se para alcançar a neutralidade em carbono até 2060", deu alta importância ao trabalho de alcançar o pico de carbono e a neutralidade em carbono, exigiu claramente que todos os trabalhos de alcançar o pico de carbono e a neutralidade em carbono sejam realizados de forma sólida e que o plano de ação para alcançar o pico de emissões de carbono até 2030 seja desenvolvido urgentemente.

Os transportes são áreas-chave do consumo de energia fóssil e emissões de gases de efeito estufa, e nos últimos anos se tornaram uma das áreas de crescimento mais rápido das emissões de gases de efeito estufa do nosso país. As emissões de carbono do automóvel são a principal fonte de emissões de carbono no setor dos transportes e uma das áreas de controle social de carbono. De acordo com dados públicos, as emissões de carbono do automóvel representam mais de 80% das emissões de carbono no setor dos transportes do nosso país e cerca de 7,5% das emissões de carbono da sociedade. O desenvolvimento de baixa emissão de carbono da indústria automotiva tem um impacto importante na realização dos objetivos de "duplo carbono" no setor dos transportes.

De acordo com pesquisas relevantes e normas padrão nacionais e estrangeiras, as emissões de carbono do automóvel geralmente se referem às emissões de carbono da fase de aquisição de matérias-primas do automóvel, emissões de carbono da fase de produção e emissões de carbono da fase de uso do automóvel da sociedade inteira. A fase de aquisição de matérias-primas refere-se à aquisição de recursos e à fase de produção de materiais, incluindo a extração de recursos, a proposta de processamento, a produção e a fabricação de emissões de carbono, tais como as emissões de carbono do processo de produção de aço usado por automóveis devem ser contabilizadas na fase de aquisição de matérias-primas; A fase de produção refere-se às emissões de carbono do processo de fabricação do veículo inteiro na fábrica de automóveis, que exigem otimizar o processo de produção para reduzir as emissões de carbono; As emissões de carbono na fase de uso dos veículos representam cerca de 90% das emissões de carbono dos veículos e podem ser reduzidas efetivamente através do desenvolvimento de veículos de energia limpa. Considerando a complexidade dos métodos de cálculo das emissões de carbono dos automóveis e a diversidade de medidas para reduzir as emissões de carbono dos automóveis, este artigo aborda principalmente as emissões de carbono na fase de produção.

Efeitos das emissões de carbono na fase de produção de automóveis

A "Especificação Técnica de Contabilidade de Emissões de Carbono do Ciclo de Vida dos Veículos de Passageiros", publicada pela CCAC em 2021, explica o método de cálculo das emissões de carbono na fase de produção de automóveis, ou seja, as emissões de carbono na fase de produção são a soma das emissões de carbono do consumo de energia ou combustível e da fuga de CO2 do processo de soldagem, com a fórmula de cálculo específica como segue:

CProduction=Σ(Er×CEFr+Er×NCVr×CEFr’)+Mco2(1)

CProduction - emissões de carbono durante a fase de produção do veículo em unidades de kgCO2e (kg de dióxido de carbono equivalente);

Er - Compra externa de energia ou combustível r, em kWh, m3 ou kg, etc.;

CEFr - fator de emissão de carbono produzido por energia ou combustível r, em kgCO2e/kWh, kgCO2e/m3 ou kgCO2e/kg;

CEFr' - fator de emissão de carbono para energia ou combustível r, em tCO2e/GJ (toneladas de dióxido de carbono equivalente por gigajote)

NCVr - A baixa média de energia ou combustível r. as unidades são GJ/t e GJ/104m3;

Mco2 - A quantidade de CO2 que é gerada durante a soldagem, em unidades de kgCO2e (kg de dióxido de carbono equivalente), é geralmente calculada por padrão.

As fórmulas acima mostram que existem dois fatores-chave que afetam as emissões de carbono na fase de produção do automóvel: o consumo de energia ou combustível durante o processo de produção e seu fator de emissão de carbono. Para reduzir as emissões de carbono do processo de produção, o uso de energia e combustível deve ser minimizado e a prioridade deve ser dada a fontes de energia limpa com menos emissões de carbono.

Análise de todo o veículo de produção de estampagem, soldagem, pintura, montagem de quatro processos principais, os principais tipos de energia consumida incluem: energia elétrica, gás, gás comprimido, vapor, água, e o consumo de gás comprimido e vapor pode ser analisado estatisticamente pelo consumo de energia do compressor de ar, o consumo de energia da caldeira elétrica ou o consumo da caldeira a gás, portanto, a redução das emissões de carbono do processo de produção deve começar a reduzir o consumo de energia elétrica e gás, reduzir o consumo de água e melhorar a proporção de energia verde.

Caminho de implementação de fábricas de baixo carbono

As fábricas são espaços e veículos para a fabricação de automóveis, e a construção de fábricas de baixo carbono é uma medida fundamental para reduzir as emissões de carbono dos automóveis durante a fase de produção. Considerando integralmente todo o processo de projeto, construção e operação da fábrica, a construção de fábricas de baixo carbono é realizada principalmente em quatro aspectos: design de topo, construção de infraestrutura, aplicação de recursos e energia e gerenciamento de operações de produção.

O design superior refere-se principalmente ao conceito de design geral da fábrica de automóveis e ao estabelecimento de metas de redução das emissões de carbono, permitindo a construção e operação de toda a fábrica através do conceito de baixo carbono; A construção de infraestrutura inclui a construção de instalações de hardware e software, como edifícios, estruturas e equipamentos relacionados, na fábrica de automóveis, e a infraestrutura de baixo carbono é o apoio específico para a realização de fábricas de baixo carbono; Aplicações energéticas de recursos referem-se a todos os tipos de recursos e energia, como água, eletricidade e gás, aplicados especificamente no processo de produção e fabricação, para alcançar o objetivo de reduzir as emissões de carbono através da limitação da proporção de energia limpa que deve ser aumentada; A gestão das operações de produção inclui a elaboração de estratégias de gestão e a criação de sistemas de gestão, e as fábricas de baixo carbono precisam melhorar a eficiência da produção e os níveis operacionais através de métodos de gestão inteligentes. Os caminhos específicos de implementação são os seguintes:

3.1 Verificação de carbono status quo e definição de metas de baixo carbono

Determinar o limite de cálculo de emissões de carbono, com base nos dados de monitoramento reais (a nova fábrica é baseada em dados de detecção de fábricas semelhantes), formar um relatório de verificação de emissões de carbono para entender a situação atual das emissões de carbono da fábrica. Comparando padrões do setor, dados de fábricas semelhantes e requisitos de redução de emissões para determinar metas de fábricas de baixo carbono, geralmente com as emissões de carbono por unidade de produto como objetivo. Estabelecer modelos de previsão de emissões de carbono, determinar ciclos de previsão e cenários de previsão, realizar simulações e previsões de emissões de carbono.

Figura 1 Límites de contabilização de emissões de carbono na fase de produção de automóveis

3.2 Construção de edifícios industriais verdes

De acordo com os requisitos das especificações de padrões relevantes, como o "padrão de avaliação de edifícios industriais verdes" GB / T50878 e o "princípio geral de avaliação de fábricas verdes", implementar medidas técnicas relevantes para a construção de fábricas verdes de baixo carbono. A fábrica utiliza a tecnologia BIM durante todo o processo de planejamento, projeto, construção e operação para formar um modelo de informação de dados fundamentais de construção perfeito.

Figura 2 Requisitos de Planejamento de Edifícios Industriais Verdes

3.3 Instalações com baixa emissão de carbono

Otimize os processos de produção, aumente a eficiência energética dos equipamentos de produção e reduza as emissões de poluentes durante o processo de produção. Melhorar o nível de eficiência energética das instalações de equipamentos de produção auxiliares, otimizar o planejamento e o design da estação de energia conjunta, equipamentos de ar condicionado, equipamentos de energia, compressores de ar, instalações de iluminação, etc. Todos os produtos de poupança de energia, medidas específicas incluem: a relação de eficiência energética de cada equipamento público atingiu o nível 2 ou superior, o design da estrutura de cerco atende aos requisitos de poupança de energia, a utilização de lâmpadas de poupança de energia e um controle de iluminação razoável, a forma do sistema de aquecimento e ar condicionado, parâmetros, design de partição razoável, poupança de energia, reciclagem do calor residual do sistema de ar condicionado e do sistema de processo. Ao mesmo tempo, faça bem o trabalho de adaptação da operação de poupança de energia das instalações de equipamentos relevantes para garantir que o equipamento esteja no estado de alcançar a proporção de eficiência energética prevista.

3.4 Requisitos ambientais para a utilização de energia verde e baixa emissão de carbono

A maioria das fábricas de automóveis operam continuamente durante todo o ano, de acordo com a pesquisa de uma empresa de produção de automóveis do norte, sua fábrica funciona em média mais de 250 dias por ano, operando continuamente 24 horas por dia, incluindo o número de dias de funcionamento do sistema de aquecimento por cerca de 110 dias, o número de dias de funcionamento do sistema de ar condicionado por cerca de 80 dias, para manter a emissão de carbono causada pelo consumo de energia no ambiente quente, úmido e luminoso da fábrica. Portanto, é necessário aumentar a proporção de aplicações de energia limpa e renovável, introduzir energia verde e otimizar sistematicamente a estrutura energética da fábrica. Priorizar o uso dos recursos do telhado da fábrica para instalar instalações de energia renovável, como energia solar fotovoltaica e água quente solar. Aumentar a proporção de aplicações de fontes de água não tradicionais, água reciclada e limitar o uso de água da torneira. As extremidades do ar condicionado usam o sistema de recuperação de calor, o uso eficaz do calor residual e do calor residual como "energia verde" pode reduzir eficazmente o consumo de energia de aquecimento do ar condicionado e reduzir as emissões de carbono.

3.5 Otimização do processo de produção

Através da otimização do processo de produção, fornecer as condições para a aplicação de materiais de produção de baixo carbono, ao mesmo tempo que reduzir o desgaste de todos os tipos de materiais durante o processo de produção e melhorar a taxa de reciclagem de todos os tipos de resíduos de produção, são medidas importantes para reduzir as emissões de carbono das fábricas de automóveis. De acordo com a pesquisa, no processo de fabricação de matérias-primas, o processo de produção e uso do alumínio têm um grande impacto no potencial de aquecimento global, aumentando a proporção de aplicações secundárias de alumínio e, através da otimização do processo, reduzindo a taxa de corte da chapa metálica pode reduzir significativamente os níveis de emissões de carbono.

3.6 Criação de uma plataforma inteligente de gerenciamento de operações de baixo carbono

O uso de eletricidade para projetos, tais como: sistemas de ar condicionado, sistemas de iluminação, processos, ventilação e remoção de poeira, outros usos de eletricidade; A energia não elétrica do projeto inclui a produção de abastecimento de água de vida, água média, aquecimento de água quente, água fria, entrada de ar comprimido, etc. para medição subpartidária e a integração de dados de medição em um sistema de gerenciamento unificado de baixo carbono. As instalações de equipamento adotam medidas como variação de frequência e controle de grupo para controlar o número de unidades abertas ou a frequência do equipamento de acordo com a mudança de carga, para alcançar operações inteligentes e reduzir o consumo de energia do equipamento. Realizar diagnóstico de poupança energética de baixo carbono e controle inteligente para garantir o estado operacional da fábrica de baixo carbono.

3.7 Compra de energia verde ou negociação de carbono

De acordo com as estatísticas do período do "13º quinquenio", 90% das emissões de carbono no processo de produção de automóveis são provenientes da eletricidade. As emissões de carbono que não podem ser reduzidas através das medidas acima podem ser compensadas ainda mais pelas emissões de carbono das fábricas através da compra de energia verde ou do comércio de carbono.

Acrel-EIOT Plataforma de nuvem de energia IoT

4.1 Resumo

A Plataforma Aberta IoT de Energia Acrel-EIoT é um conjunto de centros de dados baseados na IoT que estabelecem padrões de dados unificados ascendentes e descendentes para fornecer serviços de dados IoT de energia aos usuários da Internet. Os usuários só precisam comprar sensores IoT da Angkor com gateways opcionais e instalar o código de varredura para obter os serviços de dados da indústria necessários usando telefones e computadores.

A plataforma oferece cockpit de dados, monitoramento de segurança elétrica, análise de qualidade de energia elétrica, gerenciamento de energia, gerenciamento pré-pago, gerenciamento de pilhas de carregamento, gerenciamento de iluminação inteligente, alarme e registro de eventos anormais, gerenciamento de operações e manutenção e suporta acesso a dados multiplataforma, multilíngue e multi-terminal.

4.2 Localização

Esta plataforma é adequada para locatários de apartamentos, cadeias de pequenos supermercados, pequenas fábricas, integradores de sistemas de gestão de edifícios, pequenas propriedades, cidades inteligentes, centrais de distribuição variável, edifícios, estações-base de comunicações, consumo de energia industrial, faroles inteligentes, operações de energia elétrica e outras áreas.

4.3 Estrutura da plataforma

4.4 Funções da plataforma

1) Recolha de energia

Os módulos de captação de energia permitem consultas, análises, alertas precoces e apresentações integradas de vários dados de monitoramento para garantir que as salas de distribuição sejam amigáveis com o ambiente. Realizar telemetria, telecomunicações e controle remoto do sistema de monitoramento de distribuição de energia em termos de inteligência, inspeção integrada e gerenciamento unificado do sistema; No gerenciamento de recursos de dados, você pode exibir ou consultar a operação de todos os equipamentos na sala de abastecimento de energia (incluindo parâmetros históricos e em tempo real) e consultar ou imprimir relatórios diários, mensais e anuais de acordo com as circunstâncias reais para aumentar a produtividade e economizar recursos humanos.

Diagrama de distribuição de monitoramento de transformadores

2) Análise do consumo de energia

O módulo de análise de consumo de energia adota a automação, tecnologia da informação, para alcançar a automação de todo o processo, gerenciamento científico, a partir da coleta de dados de energia, monitoramento de processo, análise de consumo de mídia de energia, gerenciamento de consumo de energia e outros, para que o gerenciamento de energia, produção de energia e uso de todo o processo de combinação orgânica, o uso * de processamento de dados e análise de tecnologia, realizar análise e gerenciamento de produção offline, alcançar o cronograma unificado de todo o sistema de energia da fábrica, otimizar o equilíbrio de mídia de energia, uso eficiente da energia, melhorar a qualidade da energia, reduzir o consumo de energia, alcançar o objetivo de poupar energia e melhorar o nível geral de gerenciamento de energia.

Visão geral do consumo de energia

3) Gestão de pré-pagamento

Gestão de login: gerencia contas de operadores e atribuição de permissões, visualize registros do sistema e outros recursos;

Configuração do sistema: configuração de edifícios, gerenciadores de comunicações, medidores e parâmetros padrão;

Gerenciamento de usuários: operações de abertura de contas, vendedores, segregação remota, operações em lote e consultas de registro para usuários da loja;

Gestão de vendas de eletricidade: venda remota de eletricidade, devolução de eletricidade, correção e consulta de registro de contas abertas;

Gestão de vendas de água: operações de venda remota de água, drenagem, consulta de registros e outras operações em tabelas de contas abertas;

Relatórios: fornecer vendas de eletricidade, vendas de água, relatórios de uso de energia, relatórios de alarme e consultas, todos os relatórios e consultas de registro do sistema são suportados para exportação em formato Excel.

Panel pré-pago

(4) Gestão de pilhas de carregamento

Através da tecnologia IoT, a coleta e o monitoramento ininterruptos de dados sobre o local da pilha de carregamento do sistema de acesso e cada pilha de carregamento, ao mesmo tempo, uma série de falhas, como proteção contra sobretemperatura do carregador, sobretensão de entrada e saída do carregador, baixa tensão e falhas de detecção de isolamento, etc. A plataforma em nuvem inclui todas as funcionalidades de cobrança e operação de pilhas de carregamento, incluindo telas grandes de nível urbano, gerenciamento de transações, gerenciamento financeiro, monitoramento de transformadores, análise operacional, gerenciamento de dados básicos e muito mais.

5) Iluminação Inteligente

Iluminação inteligente através da tecnologia IoT para iluminação interna instalada em todas as áreas da cidade, iluminação urbana e outros circuitos de iluminação para monitoramento ininterrupto de dados, também pode alcançar a configuração de estratégia de interrupção de temporização e gerenciamento remoto de fundo e gerenciamento móvel, reduzir a dificuldade e os custos de manutenção das instalações de iluminação urbana, melhorar o nível de gerenciamento e alcançar um certo efeito de poupança de energia.

Página de monitoramento

6) Segurança elétrica

O uso de energia elétrica segura adota o intercâmbio de corrente residual, o sensor de temperatura e o detector de incêndio elétrico independentemente desenvolvidos, para rastrear e analisar estatísticamente os principais fatores que desencadeiam incêndios elétricos (temperatura do fio, corrente e corrente residual) sem interrupção, e enviar a informação sobre vários riscos encontrados a tempo para os gerentes da empresa, orientando a empresa para realizar a identificação e a governança do tempo, para alcançar a eliminação de potenciais riscos de segurança de incêndios elétricos e alcançar o objetivo de "prevenir o incêndio".

O Smart Fire analisa dados, minera e analisa tendências através de plataformas em nuvem para ajudar a alcançar objetivos como alerta científico de incêndios, gerenciamento em rede e implementação de regulamentação de responsabilidade múltipla. Originalmente dirigido a "nove pequenas instalações" e as empresas de produção de produtos químicos perigosos não podem efetivamente monitorar a lacuna, adaptar-se a todas as construções públicas e civis, alcançando a necessidade real de incêndio inteligente sem pessoa, alcançando a "automação", "inteligência", "sistematização" e "refinamento" da gestão de energia.

5. Perspectivas

Com o progresso contínuo na implementação do objetivo "duplo carbono" do nosso país, os requisitos de redução de carbono da indústria automotiva continuarão a melhorar, e a construção de fábricas de baixo carbono na indústria automotiva será um requisito inevitável. Além das medidas-chave acima, a construção de fábricas de baixo carbono também deve prestar atenção aos seguintes itens:

(1) Em combinação com a fábrica digital, estabelecer um modelo perfeito de previsão de emissões de carbono na fábrica de fabricação de automóveis, através da previsão do modelo, controlar as emissões de carbono e explorar um maior potencial de redução de carbono.

(2) Fortalecer a construção sistemática de fábricas de baixo carbono, otimizar ainda mais a estrutura energética e a alocação de energia, melhorar a eficiência do uso do sistema energético e promover o desenvolvimento de fábricas de baixo carbono para fábricas quase zero carbono e fábricas zero carbono.

(3) Foco na operação verde, para formar um mecanismo de operação verde perfeito para a fábrica de automóveis e promover a padronização e a baixa carbonização das operações da fábrica.

(4) Ampliar os canais de redução de carbono das fábricas com mais ferramentas de mercado de baixo carbono, como o financiamento verde.

Referências

[1] Wei Hui Jiao, Han Zhao. Exploração do caminho de implementação de fábricas de baixo carbono de empresas de fabricação de automóveis [J].China Science and Technology Journal Database, 2023,4(9):6.

[2] Chu New Army, Full Chaohan. Métodos de contabilização de emissões de carbono ao longo do ciclo de vida e suas aplicações [J].Economia de energia e proteção ambiental e segurança e higiene ferroviária, 2019, 9(4):5.

[3] Zhou Yalan, Gong Bengang, Zhang Xiaoki. Cálculo e análise das emissões de carbono do consumo de energia durante a produção de automóveis [J].

[4] Instituto Chinês de Ciências da Arquitetura. GB/T50878-2013 Norma de Avaliação de Edifícios Industriais Verdes [M].Pequim: China Construction Industry Press, 2014.

[5] Manual de Desenho e Aplicação de Microredes Empresariais da Angkor, Edição 2022.5