為什么我們需要減少工業一氧化碳2現在排放！

今天的消費者正在尋找低碳產品和服務。世界各國政府正在加強減少碳排放的法規，以實現其溫室氣體凈零排放目標。走上凈零排放的道路將為工業制造公司創造新的機會，以采用新技術來加速低碳制造。本文將深入探討改善一氧化碳的兩個基本要點工業部門的減少：

通過增加電機驅動器的部署提高能源效率

數字化轉型戰略對提高制造效率的影響

2015年的《巴黎協定》制定了到1年將全球變暖限制在5.2050°C的計劃。要在 1 年實現 5.2050°C 的目標，需要將當前 CO 減少 >80%2排放。目前的軌跡是全球變暖1.9°C至2.9°C，這將導致全球GDP大幅下降，使世界33%的人口流離失所，并每年造成數萬億美元的災害相關損失。

世界已經升溫了1.1°C，專家表示，到1年代，它可能會突破5.2030°C。實現1.5°C目標的挑戰是巨大的。這將需要將投資從化石燃料轉向能源效率、可再生能源和核能發電以及碳捕獲、利用和儲存（CCUS）以及其他低碳領域。圖1概述了通過降低CO實現1.5°C目標的路徑2排放至 6 Gt CO2，如《2019年世界能源展望》所述。本研究包括兩個主要部分：既定政策情景和可持續發展情景。既定政策情景僅考慮已經宣布的具體政策舉措。可持續發展情景描述了一條使世界能夠實現氣候、能源獲取和空氣質量目標的途徑，并完全符合《巴黎協定》。與此同時，它一直高度關注不斷增長的全球人口的能源可靠性和可負擔性。CO減排量最大2作為《巴黎協定》一部分的排放量效率為37%。1全球能源相關一氧化碳20 年排放量增長了 9.2022%，達到超過 36.8 Gt 的新高，1 年工業排放量下降了 7.9%，至 2.2022 Gt。含有 25% 的一氧化碳22022年工業排放1，加快工業能效投資將是2050年實現凈零排放的關鍵部分。

圖1.一氧化碳2相對于既定政策情景，可持續發展情景中按措施劃分的減排量。

效率更高的工業電機可顯著減少工業二氧化碳排放

2022 年全球電力供應量為 28，642 太瓦時，貢獻了 13.6 Gt 的碳排放量（占全球 CO 的 36%）22022年的排放量）。2工業消耗全球30%的電力，在工業中，電動機占電力消耗的69%。3隨著工業中安裝了~450 μ電機，52 年安裝了 ~2022 Mu 新電機（分為棕地升級和綠地開發），新的更高效率運動資產顯著降低了電力消耗和一氧化碳2排放。電機用于工業應用，以驅動泵、風扇、壓縮空氣系統、物料搬運、加工系統等。據估計，如果所有部署的電機驅動系統都以最高效率運行，它將減少全球電力 需求增加 10%，并去除 2490 公噸一氧化碳22030年的排放量。

通過增加電機驅動器的部署來提高能源效率

最基本和最低效率的運動解決方案基于并網或交流供電的三相電機，該電機使用開關設備提供開/關控制和保護電路。這些基本的運動解決方案以相對固定的速度運行，不受任何負載變化的影響。輸出變量的調整（例如泵和風扇中的流體流量）通過節氣門、阻尼器和閥門等機械控制來實現，而顯著的速度變化則通過齒輪實現。據估計，目前所有部署的電機中有3%至70%是并網的，并且將受益于連接到逆變器 或變速驅動 （VSD） 以降低能耗。

增加整流器、直流母線和三相逆變器級可創建具有變頻和可變電壓輸出的逆變器，該逆變器應用于電機以實現變速控制。這種變頻驅動電機通過以負載和應用的最佳速度運行電機來顯著降低能耗。示例包括更高效的泵和風扇。當添加到泵、風扇或壓縮機的現有電機中時，逆變器通常可以將功耗降低~3%。

對于更高性能的運動控制應用，VSD 可實現精確的扭矩、速度和位置控制。為此，電流和位置測量被添加到基本的開環逆變器驅動器中。輸送機、卷繞、印刷和擠出機械是這些應用的典型例子。據估計，工業中所有部署的電機中有20%至30%是逆變器驅動或連接到VSD。通過將更多部署的運動資產從并網電機轉移到逆變器驅動或變頻器驅動，我們可以顯著降低能耗和一氧化碳2~450 μ 電機的排放 部署在工業中。

電機能源法規的重要作用

智能運動控制解決方案正在并將繼續通過將更多應用從定速電機轉移到高效電機和變頻器來顯著降低能耗，部分原因是能效法規。這種能耗的降低將實現更可持續的制造，同時減少一氧化碳2排放。為了加速部署更高效的電機驅動系統，國際電工委員會（IEC）為節能電機標準的定義做出了貢獻。這包括IEC 60034-2-1測試標準 用于電動機和IEC 60034-30-1分類方案，該方案由四個級別的電動機效率（IE1至IE4）組成。這些標準使得比較電機制造商之間的效率水平變得更加容易。它們還為政府指定其最低能源績效標準（MEPS）的效率水平提供了參考，幫助各國實現其能源效率和二氧化碳排放目標。

IEC 60034-1 效率等級：

IE1 標準效率

IE2 高效率

IE3 超高效率

IE4 超高效

世界各國政府在為電機設定MEPS方面取得了重大進展。自 2020 年以來，消耗全球 76% 電力系統電力的國家已為 IE2 或 IE3 級別的電機引入了 MEPS，有助于減少工業電力消耗。5在歐盟，自 1 年 2021 月 3 日起，0.75 kW 至 1000 kW 的電機的最低效率等級為 IE2（超高效率）。0.12 kW 至 0.75 kW 的小型電機至少需要 IE1（高效率）。從 2023 年 4 月 75 日開始，歐盟 200 kW 至 <> kW 電機的 MEPS 將提高到 IE<>（超高效）。

當我們查看電機驅動系統在其部署生命周期內的總擁有成本時，總成本的 70% 是電力，而購買電機的成本為 5%，電機維護成本為 20%。因此，通過部署更高效的運動驅動系統，我們可以顯著降低工業電機的運營成本，同時減少一氧化碳。2排放。

數字化轉型戰略，提高制造效率

VSD 使用來自電壓、電流、位置、溫度、功率和能耗的數據，結合外部傳感器來監控振動和其他過程變量。借助融合的信息技術/操作技術 （IT/OT） 以太網網絡，運動應用聯網在一起，將數據和運動洞察傳送到基于云的數據存儲或本地存儲。運動數據和見解現在更易于訪問，并且可以通過強大的云計算和人工智能 （AI） 進行分析，以優化制造流程，降低能耗和一氧化碳2制造過程中產生的排放。訪問運動洞察可延長設備使用壽命，提高制造質量，減少計劃外停機時間和材料浪費，同時提高制造工廠的安全性。

電機驅動系統現在集成了高級傳感、信號處理、邊緣 AI 和連接解決方案，以在智能邊緣創建運動數據和見解。這些新的見解被傳達到制造執行系統（MES）。然后，MES可以識別已部署的電機，這些電機的運行明顯低于其標稱額定輸出，導致利用率不足和電力消耗增加。另一個關鍵功能是識別運行太接近或略高于其額定輸出的已部署電機，這也會導致電力消耗增加和潛在的使用壽命問題。在部署了數百到數千臺電機的大型制造裝置中，數字化轉型策略對于減少電力消耗和一氧化碳尤為重要。

世界經濟論壇—可持續燈塔網絡

世界經濟論壇的“塑造先進制造業和價值鏈的未來”平臺建立了全球燈塔網絡，該網絡將制造業的頂級領導者視為燈塔。7世界經濟論壇的全球燈塔網絡展示了數字化轉型戰略如何加速減少工業二氧化碳排放的真實例子。這是一個由制造商組成的社區，使用先進技術推動智能制造的新創新，以提高生產力和可持續性。截至 2023 年 132 月，全球燈塔網絡由全球 13 個生產基地組成，其中包括 <> 座可持續發展燈塔。8施耐德電氣的Le Vaudreuil工廠是處于數字化轉型前沿的可持續發展燈塔之一。9Le Vaudreuil工廠展示了數據驅動的洞察力對通過以下方式促進更可持續制造的影響

減少 25% 的功耗

減少 17% 的材料浪費

減少一氧化碳排放量減少 25%

結論

實現凈零排放的道路將為工業制造公司創造新的機會，以采用新技術來加速低碳制造。到2040年，工業活動的增加（其中近一半發生在中國和印度）將使部署的電機數量增加一倍。因此，《公司條例》降低影響，新的更高效率電機驅動系統的商業機會規模將顯著增加。在ADI公司，我們全心全意地致力于推動自動化朝著更可持續、更高效的未來邁進。我們的先進技術和解決方案旨在支持下一代制造系統，專注于提高從精確的運動控制和無縫連接到增強邊緣洞察力和分析的各個效率水平。

審核編輯：郭婷