Feuille de route pour une transition bas carbone dans le secteur des machines à briques : identification des sources d’émissions et stratégies d’atténuation

Feuille de route pour une transition bas carbone dans le secteur des machines à briques : identification des sources d’émissions et stratégies d’atténuation

Résumé : Face à l'intensification de la lutte contre le changement climatique, l'industrie des matériaux de construction est soumise à des contraintes carbone de plus en plus strictes. Les machines à fabriquer des briques, éléments clés de la production de blocs, nécessitent de toute urgence des recherches systématiques et des solutions pour réduire leurs émissions de carbone. Cet article prend pour objet d'étude l'ensemble du processus de fabrication des briques et construit un cadre d'analyse des émissions de carbone couvrant la transformation des matières premières, le moulage, le durcissement et la solidification, identifiant ainsi systématiquement les principales sources d'émissions et leurs mécanismes de génération. Sur cette base, un système de réduction des émissions à plusieurs niveaux et par étapes est proposé, couvrant l'optimisation des procédés, la modification des équipements, la substitution énergétique et l'amélioration de la gestion, fournissant ainsi une base théorique et des orientations pratiques pour la transition bas carbone de la production de briques.

I. Introduction

Le secteur de la construction est responsable d'une part importante des émissions mondiales de carbone. Matériau de construction de base, la production de blocs de construction présente un potentiel de réduction des émissions de carbone qui suscite un vif intérêt. La fabrication de briques implique de multiples émissions de carbone, notamment la consommation d'énergie, la transformation des matières premières et les émissions liées au processus. Les recherches traditionnelles se concentrent souvent sur des étapes isolées ou sur la consommation d'énergie à l'utilisation finale, sans analyser systématiquement la structure des émissions de carbone de l'ensemble du processus. De plus, les méthodes de réduction des émissions existantes reposent souvent sur des données spécifiques, ce qui rend difficile l'élaboration d'un cadre théorique universellement applicable. Cette étude propose un modèle théorique de décomposition des émissions de carbone liées à la production de briques, explorant un système logique de trajectoires de réduction des émissions indépendant des données spécifiques et fournissant un soutien méthodologique au secteur pour atteindre la neutralité carbone.

2.1 Identification et classification des sources d'émission
Les émissions de carbone liées à la production de machines à briques proviennent principalement de trois niveaux :

Émissions liées à la consommation directe d'énergie : y compris les émissions indirectes provenant de la combustion de combustibles fossiles ou de l'utilisation d'électricité, telles que la propulsion électrique et la production de chaleur.

Émissions liées au processus de transformation des matières premières : impliquant les gaz à effet de serre libérés lors des transformations physiques et chimiques des matières premières, telles que le broyage, le mélange et le moulage.

Émissions liées au fonctionnement des systèmes auxiliaires : incluant les émissions dues à la consommation d’énergie des équipements auxiliaires tels que le refroidissement, le dépoussiérage et la transmission.

2.2 Méthode d'analyse de la structure des émissions
Un modèle de décomposition est établi sur la base de l'intersection de trois dimensions : « procédé-énergie-matières premières » :

Par procédé de production : caractéristiques d’émission des étapes de prétraitement, de moulage, de durcissement et de post-traitement.

Par type d'énergie : contributions aux émissions provenant de différents vecteurs énergétiques tels que l'électricité, la vapeur et les combustibles.

Par catégorie de matières premières : différences d'empreinte carbone des matières premières telles que les granulats naturels, les déchets solides industriels et les liants.

2.3 Logique d'identification des points chauds d'émission

Par une comparaison qualitative et une dérivation théorique, les points chauds d'émission suivants ont été identifiés :

Les goulets d'étranglement de l'efficacité de la conversion d'énergie dans les processus à forte consommation d'énergie

Émissions inhérentes aux réactions chimiques des matières premières

Consommation d'énergie redondante due à une mauvaise adaptation du système

III. Système de réduction des émissions multidimensionnel

3.1 Parcours d'optimisation des processus

Optimisation de la compatibilité des matières premières : réduction des exigences en matière de température et de temps de traitement par l’ajustement de la granulométrie des agrégats et du choix du liant.

Conception de la réingénierie des procédés : Réorganisation de la séquence de production afin de réduire les cycles de conversion d’énergie et les pertes de chaleur.

Contrôle précis des paramètres : Mise en place d'un mécanisme d'ajustement dynamique des paramètres clés du processus.

3.2 Parcours de mise à niveau des équipements

Transformation des systèmes électriques : Amélioration de l'efficacité de conversion d'énergie et de l'adaptabilité à la charge des groupes motopropulseurs.

Optimisation des systèmes thermiques : Amélioration de l’efficacité du transfert de chaleur et de l’uniformité de la température des dispositifs de chauffage.

Récupération et utilisation de l'énergie résiduelle : Construction d'un système de recyclage pour l'énergie de basse qualité telle que la chaleur et la pression résiduelles.

3.3 Chemin de la structure énergétique

Substitution par les énergies propres : Augmenter progressivement la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique.

Configuration multi-énergies complémentaires : Mise en place d'un système d'approvisionnement énergétique diversifié et adapté aux fluctuations de la production.

Application des technologies de stockage d'énergie : Utilisation de dispositifs de stockage d'énergie pour lisser les pics de demande énergétique.

3.4 Parcours d'amélioration de la gestion

Système de surveillance des émissions de carbone : Mettre en place un mécanisme de suivi et de déclaration des émissions de carbone couvrant l'ensemble du processus

Système d'amélioration continue : Mettre en place un cycle d'optimisation de la production basé sur la performance carbone

Collaboration au sein de la chaîne d'approvisionnement : Promouvoir la collaboration en matière de gestion du carbone entre les entreprises en amont et en aval

IV. Cadre de mise en œuvre et mécanisme de garantie

4.1 Stratégie de mise en œuvre progressive

Objectif à court terme : transformation technologique principalement peu coûteuse et rapide.

Planification à moyen terme : Promouvoir l'innovation des processus et la modernisation systématique des équipements

Plan à long terme : Réaliser la transformation de la structure énergétique et la restructuration du modèle de production

4.2 Soutien technologique clé

Amélioration adaptative de la méthodologie de comptabilisation de l'empreinte carbone

Recherche et développement innovants de technologies de procédés à faibles émissions

Développement et application de systèmes intelligents de gestion du carbone

4.3 Système de garantie institutionnelle

Mise en place d'une structure organisationnelle interne de gestion du carbone pour les entreprises

Conception d'un système d'évaluation des performances de réduction des émissions de carbone

Amélioration du système de normes et de standards industriels

5. Conclusion et perspectives
Cette étude, en élaborant un cadre de décomposition des émissions de carbone liées à la production de briques, révèle systématiquement le mécanisme de formation et les interrelations des sources d'émissions multidimensionnelles. Le système de trajectoires de réduction des émissions proposé s'affranchit des limites des approches traditionnelles fondées sur des données spécifiques, et constitue un cadre théorique à portée universelle. Les recherches futures devraient s'orienter vers les axes suivants : premièrement, explorer le mécanisme d'ajustement des trajectoires en fonction des contextes régionaux et climatiques ; deuxièmement, étudier l'impact des outils politiques, tels que les marchés du carbone, sur le choix des trajectoires de réduction des émissions ; et troisièmement, construire un système d'évaluation complet prenant en compte la faisabilité économique et technologique. Grâce à une innovation théorique continue et à une exploration pratique, la réduction des émissions de carbone dans la production de briques contribuera de manière significative à la transition écologique du secteur des matériaux de construction et à la réalisation des objectifs mondiaux de neutralité carbone.

Points d'innovation :

Établir un modèle théorique de décomposition des émissions de carbone qui ne repose pas sur des données spécifiques.

Proposer un système de réduction des émissions englobant quatre dimensions : procédés, équipements, énergie et gestion.

Mettre en place un mécanisme systématique de garantie de mise en œuvre, de la technologie aux institutions.

Élaborer un cadre universel applicable aux différentes étapes de développement et conditions de production.

Cette recherche fournit aux fabricants de machines à briques une méthodologie complète de réduction des émissions de carbone, qui peut guider la planification et la mise en œuvre de la réduction des émissions en l'absence de données détaillées sur la consommation d'énergie.