由天津市人民政府、中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社共同主辦,天津市工業和信息化局、天津經濟技術開發區管理委員會特別支持,日本汽車工業協會、德國汽車工業協會聯合協辦的第十九屆中國汽車產業發展國際論壇(以下簡稱“泰達汽車論壇”)于2023年9月1-3日在天津市濱海新區召開。本屆論壇以“高質量·新未來”為年度主題,邀請重磅嘉賓展開深入研討。
在9月3日低碳論壇:“雙碳”戰略與技術路線選擇中,中國第一汽車股份有限公司工程技術部(工藝工程院)工藝創新總監閆石發表了題為“加速轉型·能力躍遷·綠色低碳·持續發展”的演講。
中國一汽股份有限公司工程技術部 工藝創新總監 閆石
以下為演講實錄:
尊敬的各位同仁,大家好!
今天非常榮幸能有這樣的機會,讓我來和大家分享一下中國一汽在綠色低碳方面做的工作。我們都知道在“十四五”規劃期間,我們提出在2030年要實現碳達峰,在2060年我們要實現碳中和。這個時間點雖然看起來還有十年、幾十年的時間,但是剛才各位專家也提到了,實際上我們的任務是非常的艱巨,有很多的工作要做。
汽車產業在產品和產業方面呈現“五化”發展趨勢。其中在產品和技術領域,車輛本身電動化是落實雙碳戰略最直接的手段。首先車用的是電,但是是用綠電生產的,實際上在行駛環節和能源環節又實現了降碳的目標。再就是節能降耗化,也是雙碳法規提出的關鍵性要求。在產業和商業領域,我們所提到的綠色低碳化也是新發展理念所要提及和落實的根本要求。
中國一汽在落實國家占率的過程中,主要從三個點去抓,分別是高效、綠色、低碳。“高效”本身我們用更短的時間,更高的效率去制造汽車和生產汽車,這本身就是降碳的手段,我們在技術領域從三方面發力。
第一,在原有老舊生產線上不斷的升級改造,實現更大范圍的自動化生產。
第二,在新工廠去籌建的時候盡可能采用自動化的手段提高效率,大范圍引入和擴展智能化裝備,這樣能夠讓我們的生產過程更加綠色和高效。
第三,整個信息化的覆蓋,我們也希望通過對全場景信息化的覆蓋,用數字化的手段去提高生產制造效率。
在綠色制造方面也主要的是三大方面:
第一,應用環保材料,比如說近幾年大家都知道我們不斷的開發水性漆,包括汽車產品里邊其他的像膠等產品清潔環保材料的開發和應用。
第二,綠色的工藝,這里包括我們在規劃環節如何去設計低排放的工藝,包括采用新的技術去縮短工藝流程等。
第三,在節能裝配方面,用高效的用能裝備事實現能源減排。
在低碳制造方面,一個是通過用清潔的能源開展,比如說我們引入自主光伏,包括在過程中我們通過能源管控和能量回收利用等手段降低二氧化碳的排放。
雖然前面減碳的道路艱巨,但是同時我們也可以看到一些機遇。首先就是從法規和制度體系方面,近幾年國家在不斷的出臺各種引導性的法律法規,近期我們也看到逐漸有更加清晰的實現碳達峰和碳中和的路線和時間表。在碳排放控制等方面國家也不斷的在出臺相應配套政策,在能源結構調整方面,近幾年我們也看到國家在風電、光電、地熱等可再生資源發展的越來越快,投入越來越大,這給我們帶來越來越多的機會,包括在能源的綜合利用和互相補充、儲能領域的快速發展,這也給我們解決風能、光能等能源分布在時間節點上不均勻的難題。同時,也給我們帶來一些機會,包括產業循環利用的體系不斷地在建立。
在低碳技術的研發方面,這里包含零碳的電力、零碳非電能源的技術、負碳排放的相關技術也在不斷的發展。同時我相信在碳的捕捉和固碳的方面也不斷產生新的技術,比如說我們生物固碳,還有化學固碳方面都在不斷滋生新技術。同時,碳交易市場就促進碳減排強勁的動力。
中國一汽在落實雙碳戰略方面,主要從供能端、用能端、排放端去做思考。
首先是在供能端,我們不斷引入像光伏、風電等清潔能源,幾年來我們在旗下不同的子公司,包括主要的工廠也不斷擴大光伏裝機容量來降低碳排放。
在用能端我們通過低碳的工藝循環利用的體系,包括節能建筑和一些裝備等方面去實現降碳。
在排放端,在碳捕集和碳封存的技術上,我們未來要持續去做研究。
制造過程是汽車企業首先要邁出的降碳最重要的一步,這里面列舉我們正在研究和已經實現的典型場景。比如說第一,多能互補技術,以熱量的供應消耗和排放,對排放熱量進行回收、提取、轉換,做互相的補充。比如說我們用熱交換和空氣能熱泵這些技術,把天然氣和電能在消耗過程中產生的熱能重新進行提取,通過數字化的手段在其他用能裝備上我們做重新的二次分配,實現能源的互相補充。
這里面舉一個例子,大家都知道涂裝在生產過程中會排放高溫氣體,我們的烘干爐烘干之后所排放的帶有污染物的氣體溫度會達到170度左右,同時這些氣體包括噴漆的氣體都經過VOC焚燒才能排入大氣。這些廢氣的排除溫度都在160-170度,這樣能量就白白損失了。但是同時我們在汽車生產過程當中,涂裝電泳環節我們還需要把電泳液進行降溫,還需要制冷,我們想到把170度的高溫氣體重新進行熱交換把熱量提取出來,用這些熱量再去制冷,把冷的能源再補充到電泳的循環系統里面,這樣就實現了能源的互相補充。
另外,結合電能、熱能和燃氣不同能源介質,在其他各領域實現其他的能源互補,包括實現能源總效率的提升。包括在排放端,我們也做了一些嘗試,比如說我們在涂裝有一些電泳的水需要排放,本身這是一種能源的浪費,同時也會有污染物的排出,但是經過我們研究把排除的廢水重新過濾再去通過設備的加工,我們重新再進入電泳液進行循環,這樣就大幅減少污染物的排放和自然水能源的浪費。
第二個場景,是關于自適應用能,由于不同設備在不同的時段下,能源消耗是不一樣的,比如我們會有一些停產和停機的時間,但是這些時間他本身能源并不產生實際價值,而能源就白白消耗了,所以我們根據不同的裝備,以及結合不同的生產計劃、工藝排布等,建立我們自身的用能體系。
比如說我們涂裝的烘干爐,本身涂裝就是制造過程中最大的一個耗能環節,而烘干爐又是涂裝最大的耗能裝備。在生產的時候,車輛的進入不是連續的,有的時候會出現空檔,如果烘干爐持續運轉,無疑是一個能源的浪費,我們研究車輛在生產線前進入的過程中,提前去感知車身他是不是進來了,如果中間出現了空檔,我們就讓烘干爐在這個期間用低頻運行,然后感覺到第一輛車即將進入烘干爐之前,再把這個溫度提升上來,就能節省一些能源的消耗,來實現自身的用能。
第三,就是能源的數字化的管理,剛才舉這一些案例,基本上都是從單級的,包括某一裝備為研究對象的一些手段,要想綜合對能源進行管控,我們必須得采用數字化的手段。我們先是對所有的用能裝備和耗能點做基本的數據采集,然后我們把這些數存入一起形成我們的能源的數字資產,然后去對這些數據進行處理。
我們在能源管控的應用端,建立了若干個模塊,比如指標的管控,比如排產和能源之間的預測和相關關系,包括我們對能源的智能管控,以及我們對能源數據的綜合分析等。我們調取這些數據,然后用一些算法實現智能的決策和分析。
第四,是余熱的回收。很多企業都會利用,比如說,我們把一些產熱的裝備,比如空壓機的循環水直接就提取出來,把他直接打入采暖的循環水的系統,這樣我們把這個熱量提取出來也會得到余熱的利用。
以上就是幾個我們在制造環節現在已經研究或者正在研究的用能降碳的一些場景,但是我們也深知這些僅僅是我們汽車企業減排降碳的很基礎的手段和一些做法,未來落實國家戰略的道路上顯然還有很多的工作要做,道路還很遠、很艱巨。
在此我希望能與各位同仁一道,一起努力去落實好國家的戰略,履行好社會交給我們的責任,謝謝大家!
本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱,僅供參考。
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