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如何打造面向未來的綠色礦業(yè)?

http://www.debgrams.com 2024-11-18 11:10 來源:施耐德電氣(中國)有限公司

礦產(chǎn)資源,歷來是國家經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。在當今綠色可持續(xù)發(fā)展的大潮中,古老又現(xiàn)代的礦業(yè)正經(jīng)歷著一場深刻的洗禮。面對這一趨勢,我們當如何推動礦業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)未來的發(fā)展需求?

“以綠促綠”,礦業(yè)可持續(xù)轉(zhuǎn)型迫在眉睫

作為一種傳統(tǒng)的能源密集型產(chǎn)業(yè),采礦業(yè)在全球能源轉(zhuǎn)型中面臨的挑戰(zhàn)并不輕松。根據(jù)咨詢機構(gòu)伍德麥肯茲的研究,采礦活動產(chǎn)生的直接和間接溫室氣體排放占全球總排放量的4%至7%,這一數(shù)字不容忽視。除了高耗能、高排放之外,采礦業(yè)往往還可能涉及環(huán)境污染、水資源短缺以及生物多樣性等問題。

事實上,采礦業(yè)的快速增長,恰恰與全球可再生能源技術(shù)的興起密不可分。國際能源署報告指出,隨著世界轉(zhuǎn)向可再生能源技術(shù),到2050年,對鋰、鈷和鎳等重要礦物的需求可能會增加近500%。由此可見,加快推進采礦業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型,也是“以綠促綠”的一條重要途徑。

數(shù)字化和電氣化:驅(qū)動礦業(yè)轉(zhuǎn)型的強勁引擎

在礦業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的進程當中,創(chuàng)新是至關(guān)重要的驅(qū)動力。礦業(yè)不僅要優(yōu)化自身的能源戰(zhàn)略,還要與各方利益相關(guān)者在減少碳排放的目標上保持一致。在這一進程中,數(shù)字化和電氣化技術(shù)正扮演著核心角色,它們將推動礦業(yè)實現(xiàn)前所未有的效率提升、運營靈活性,以及環(huán)境友好性。

首先,數(shù)字化和電氣化轉(zhuǎn)型,推動了礦業(yè)對可再生能源的廣泛采用,這可大大減少與采礦業(yè)相關(guān)的碳足跡,并減少化石能源價格波動帶來的影響。采礦企業(yè)還可以利用智能電網(wǎng)精確控制用電時間和方式,更好地管理能源消耗并減少浪費,提高能源使用的安全性和獨立性。

礦業(yè)生產(chǎn)過程本身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型尤為重要。采用傳感器、數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和人工智能等技術(shù),可以幫助采礦企業(yè)優(yōu)化運營并提升自動化水平,打造由數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的“智能礦山”。遠程監(jiān)控和人工智能等技術(shù)還可以幫助降低事故和環(huán)境污染的風險,在提升安全性的同時,最大限度減少采礦造成的環(huán)境危害,從而顯著提升可持續(xù)性。

從咨詢到落地,為礦業(yè)轉(zhuǎn)型打造一體化解決方案

作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家,施耐德電氣一直積極助力推動采礦行業(yè)的可持續(xù)轉(zhuǎn)型。為應(yīng)對這一過程中的諸多挑戰(zhàn),施耐德電氣從整體視角出發(fā),全面整合在電力、工藝、數(shù)字化設(shè)計和執(zhí)行能力等方面的專業(yè)能力,為采礦行業(yè)提供“從咨詢到落地”的一體化能源管理與過程自動化解決方案。

依托這樣功能全面的解決方案,采礦企業(yè)一方面可以通過集成更多可再生能源加速脫碳進程,另一方面可以通過數(shù)據(jù)分析、人工智能和自動化技術(shù)提升生產(chǎn)效率。此外,企業(yè)還可以充分利用施耐德電氣提供的頂層設(shè)計、精益咨詢、人工智能和數(shù)字化咨詢以及可持續(xù)發(fā)展咨詢等專業(yè)咨詢能力,預(yù)先規(guī)劃好面向未來的建設(shè)或轉(zhuǎn)型路線圖。

以礦物加工環(huán)節(jié)為例,這是采礦行業(yè)中能源消耗最大的階段。特別是礦物粉碎過程,其能耗約占整個礦山總能耗的60%,因此成為能耗優(yōu)化的重點。其關(guān)鍵挑戰(zhàn)是,采礦企業(yè)需要在保持甚至提高產(chǎn)量的同時,推動能耗的優(yōu)化,而不是簡單地通過減產(chǎn)或停產(chǎn)的方式來實現(xiàn)。

對此,施耐德電氣能夠為采礦企業(yè)提供一種經(jīng)濟高效的解決方案,從多個環(huán)節(jié)著手降低能耗。

在選礦環(huán)節(jié),通過在預(yù)處理階段剔除低品位的次經(jīng)濟廢料,可以避免對這些廢料進行不必要的進一步加工,從而提高能效,可以通過選礦過程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)這一優(yōu)化。具體來說,通過建立集中的數(shù)據(jù)平臺,采集大量有意義的選礦數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)與下游處理廠的數(shù)據(jù)整合,為數(shù)據(jù)的分析和優(yōu)化提供基礎(chǔ)。通過這一舉措,可以將礦物處理量提升4%~6%的同時,并降低10%~15%的能耗。

與此同時,還可以利用先進過程控制(APC)等技術(shù)途徑,對粉碎的工藝過程進行優(yōu)化。由于粉磨過程固有的復(fù)雜性,這一工藝過程通常未能在最優(yōu)的工況條件下進行。為了解決這一多變量問題,引入先進過程控制以及優(yōu)化技術(shù),可以提高產(chǎn)量的同時,降低能耗。此外,這些舉措還有助于改善粒徑分布的均勻度,實現(xiàn)跨職能的標準化作業(yè),并最大限度地減少工藝過程的不穩(wěn)定性。

例如,在不斷變化的礦石和工藝條件下,操作人員往往選擇在工況的“安全區(qū)”內(nèi)進行粉磨操作,以減少磨機設(shè)備的意外停機風險。然而,這一保守的運行策略,很難實現(xiàn)產(chǎn)量最大化。在這種情況下,自適應(yīng)的先進過程控制系統(tǒng)可以利用機器學(xué)習算法,對工況特征進行預(yù)測建模并優(yōu)化工藝約束,以適應(yīng)不同的礦石和工藝條件,在確保生產(chǎn)連續(xù)性的同時,提升產(chǎn)量降低能耗。

此外,還可以通過咨詢式方法,對生產(chǎn)和能源效率的改善以及投資回報率進行測量和評估,從而為后續(xù)的生產(chǎn)策略調(diào)整和技改措施提供參考。這一過程不僅有助于讓利益相關(guān)方對轉(zhuǎn)型過程和解決方案框架達成共識,也為長期應(yīng)對行業(yè)變化和實現(xiàn)持續(xù)改善打下了基礎(chǔ)。

如今,可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為采礦業(yè)戰(zhàn)略和創(chuàng)新發(fā)展的核心,這一轉(zhuǎn)變不僅是為了應(yīng)對日益嚴苛的合規(guī)性要求,更是為了確保采礦企業(yè)能夠長期保持競爭優(yōu)勢和生存能力。展望未來,隨著電動汽車和可再生能源系統(tǒng)等綠色技術(shù)所需要的礦物原材料需求不斷增長,礦業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)轉(zhuǎn)型趨勢將愈加顯著,企業(yè)必須為此做好準備。

欲了解更多信息,歡迎通過下方鏈接注冊訪問施耐德電氣《采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路》報告:https://go.schneider-electric.cn/CN_202410_IAC-Green-Mining-WP.TYPG

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