Дорожная карта перехода к низкоуглеродной экономике для кирпичного производства: выявление источников выбросов и стратегии их снижения.

Дорожная карта перехода к низкоуглеродной экономике для кирпичного производства: выявление источников выбросов и стратегии их снижения.

Аннотация. В условиях усиления глобальных мер по борьбе с изменением климата строительная промышленность сталкивается со все более жесткими ограничениями по выбросам углерода. Кирпичеплавильные машины, являющиеся ключевым оборудованием в производстве блоков, остро нуждаются в систематических исследованиях и решениях по сокращению выбросов углерода. В данной работе в качестве объекта исследования рассматривается весь процесс производства кирпича, строится система анализа выбросов углерода, охватывающая обработку сырья, формование, отверждение и затвердевание, систематически выявляются основные источники выбросов и механизмы их образования. На основе этого предлагается многоуровневая поэтапная система сокращения выбросов, включающая оптимизацию процесса, модификацию оборудования, замещение энергии и улучшение управления, обеспечивающая теоретическую основу и практическое руководство для низкоуглеродной трансформации производства кирпичеплавильных машин.

I. Введение

Строительная отрасль составляет значительную долю глобальных выбросов углерода, и, как основной строительный материал, потенциал сокращения выбросов углерода при производстве кирпича привлекает большое внимание. Машинное производство кирпича включает в себя множество аспектов выбросов углерода, в том числе энергопотребление, переработку сырья и выбросы в процессе производства. Традиционные исследования часто фокусируются на отдельных этапах или потреблении энергии конечным потребителем, не имея систематического анализа структуры выбросов углерода всего процесса. Кроме того, существующие схемы сокращения выбросов часто опираются на конкретные данные, что затрудняет формирование универсальной теоретической основы. В данном исследовании построена теоретическая модель декомпозиции выбросов углерода при машинном производстве кирпича, исследуется логическая система путей сокращения выбросов, не зависящая от конкретных показателей, и предоставляется методологическая поддержка для отрасли в достижении углеродной нейтральности.

2.1 Идентификация и классификация источников выбросов
Выбросы углекислого газа от машинного производства кирпича в основном происходят на трех уровнях:

Прямые выбросы от потребления энергии: включая косвенные выбросы от сжигания ископаемого топлива или использования электроэнергии, например, в электроприводах и системах отопления.

Выбросы в процессе переработки сырья: парниковые газы, выделяющиеся в ходе физических и химических изменений сырья, таких как измельчение, смешивание и формование.

Выбросы от работы вспомогательных систем: включают выбросы, связанные с потреблением энергии вспомогательным оборудованием, таким как системы охлаждения, пылеудаления и передачи.

2.2 Метод анализа структуры излучения
На основе пересечения трех измерений (процесс-энергия-сырье) построена модель декомпозиции:

В зависимости от производственного процесса: характеристики выбросов на этапах предварительной обработки, формования, отверждения и последующей обработки.

По видам энергии: вклад в выбросы от различных энергоносителей, таких как электричество, пар и топливо.

По категориям сырья: различия в углеродном следе таких видов сырья, как природные заполнители, промышленные твердые отходы и связующие вещества.

2.3 Логика идентификации очагов выбросов

Путем качественного сравнения и теоретического анализа были выявлены следующие очаги выбросов:

Узкие места в эффективности преобразования энергии в энергоемких процессах

Выбросы, возникающие в результате химических реакций с исходным сырьем.

Избыточное потребление энергии из-за плохого согласования системы.

III. Многомерная система путей сокращения выбросов

3.1 Путь оптимизации процесса

Оптимизация совместимости сырья: снижение требований к температуре и времени процесса за счет корректировки гранулометрического состава заполнителя и выбора связующего вещества.

Проектирование реинжиниринга технологического процесса: реорганизация производственной последовательности для сокращения циклов преобразования энергии и теплопотерь.

Точное управление параметрами: создание механизма динамической регулировки ключевых параметров процесса.

3.2 Путь модернизации оборудования

Трансформация энергосистемы: повышение эффективности преобразования энергии и адаптивности приводных агрегатов к нагрузке.

Оптимизация тепловой системы: повышение эффективности теплопередачи и равномерности распределения температуры в нагревательных приборах.

Утилизация и использование отработанной энергии: создание системы переработки низкосортной энергии, такой как отработанное тепло и отработанное давление.

3.3 Энергетический структурный путь

Замещение чистой энергией: постепенное увеличение доли возобновляемой энергии в энергетической структуре.

Многоэнергетическая взаимодополняющая конфигурация: создание диверсифицированной системы энергоснабжения, адаптированной к колебаниям объемов производства.

Применение технологий хранения энергии: использование устройств хранения энергии для сглаживания пиковых нагрузок на энергосистему.

3.4 Путь совершенствования управления

Система мониторинга выбросов углерода: Создание механизма отслеживания и отчетности по выбросам углерода, охватывающего весь процесс.

Система непрерывного совершенствования: Формирование цикла оптимизации производства на основе показателей выбросов углерода.

Сотрудничество в цепочке поставок: содействие сотрудничеству в области управления выбросами углерода между предприятиями, работающими на этапах добычи и переработки.

IV. Рамочная программа реализации и механизм гарантий

4.1 Поэтапная стратегия внедрения

Краткосрочная цель: в первую очередь, технологическая трансформация с низкими затратами и быстрым результатом.

Среднесрочное планирование: содействие внедрению технологических инноваций и систематической модернизации оборудования.

Долгосрочная стратегия: Достижение трансформации энергетической структуры и реструктуризации модели производства.

4.2 Ключевая технологическая поддержка

Адаптивное совершенствование методологии учета углеродного следа

Инновационные исследования и разработки в области низкоэмиссионных технологических процессов.

Разработка и применение интеллектуальных систем управления выбросами углерода.

4.3 Институциональная система гарантий

Создание внутренней организационной структуры управления выбросами углерода для предприятий.

Разработка системы оценки эффективности сокращения выбросов углерода.

Совершенствование системы отраслевых стандартов и норм.

5. Заключение и перспективы
В данном исследовании, путем построения структуры для разложения выбросов углерода при производстве кирпича на станках, систематически раскрывается механизм формирования и взаимосвязи многомерных источников выбросов. Предложенная система путей сокращения выбросов преодолевает ограничения традиционного подхода, основанного на конкретных данных, формируя теоретическую основу, имеющую универсальное определяющее значение. Дальнейшие исследования должны углубляться в следующих направлениях: во-первых, изучение механизма адаптации и корректировки путей сокращения выбросов в различных региональных и климатических условиях; во-вторых, изучение механизма влияния политических инструментов, таких как рынки торговли углеродными квотами, на выбор пути сокращения выбросов; и в-третьих, создание комплексной системы оценки, охватывающей экономическую и технологическую осуществимость. Благодаря непрерывным теоретическим инновациям и практическим исследованиям, сокращение выбросов углерода при производстве кирпича на станках окажет важную поддержку «зеленой» трансформации строительной отрасли и будет способствовать достижению глобальных целей углеродной нейтральности.

Инновационные моменты:

Разработать теоретическую модель разложения выбросов углерода, не зависящую от конкретных данных.

Предложите систему путей сокращения выбросов, охватывающую четыре аспекта: процесс, оборудование, энергия и управление.

Создайте систематический механизм гарантирования внедрения, начиная от технологий и заканчивая учреждениями.

Сформировать универсальную концептуальную основу, применимую к различным этапам разработки и условиям производства.

Данное исследование предоставляет производителям кирпичного оборудования полную методологию сокращения выбросов углекислого газа, которая может служить руководством при планировании и реализации мер по снижению выбросов в отсутствие подробных данных о потреблении энергии.