La missione sulle emissioni: prevedere, rilevare, prevenire
In tutto il mondo, si registra una crescente urgenza e la domanda di ridurre le emissioni man mano che gli effetti globali del cambiamento climatico diventano più gravi. Ogni strategia di sostenibilità, dalla cattura del CO2 all'utilizzo di fonti di energia più pulite e combustibili verdi al miglioramento dell'efficienza energetica, è direttamente o indirettamente collegato alla gestione delle emissioni.
Il rilascio di emissioni controllate e incontrollate, che vanno dai gas serra alle fughe tossiche, rappresenta una sfida costante da decenni. Poiché la produzione industriale e la produzione di energia rappresentano quasi il 50% delle emissioni di gas a effetto serra del mondo, ai responsabili per la sostenibilità (CSO) di questi settori viene fatta pressione affinché possano apportare cambiamenti che influiscano sulle emissioni in modo misurabile.
Le CSO, insieme ai loro pari in campo operativo e ingegneristico, si stanno rivolgendo a tecnologie di automazione, software e analisi per offrire vittorie comprovate a breve termine che aiuteranno a spingere programmi a livello aziendale per raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità. Mentre investono in nuove alternative energetiche più pulite, le aziende devono anche individuare metodi per ridurre le emissioni a breve, medio e lungo termine. Nello specifico, si sta occupando delle tecnologie di gestione delle emissioni disponibili oggi per: prevenire le perdite in primo luogo; produrre meno emissioni utilizzando fonti di carbonio più basse; ed eseguire processi con una combustione più efficiente e minori emissioni.
Le aziende stanno sostituendo combustibili meno intensivi per il carbonio come gas naturale e idrogeno, oltre a impiegare le energie rinnovabili da energia eolica, solare, idroelettrica, geotermica e combustibile verde. Per il completamento di queste conversioni saranno necessari grandi investimenti e decenni, ma sono passi necessari per ottenere un impatto significativo sulla riduzione delle emissioni.
L'aumento della popolazione e le maggiori aspettative sugli standard di vita hanno messo sotto pressione la produzione industriale e la generazione di energia, con conseguente aumento delle emissioni. I progressi della produzione dopo la Rivoluzione industriale hanno generato un aumento della produzione di combustibili fossili, un maggiore uso di motori a combustione e una maggiore domanda di comfort come il condizionamento dell'aria e materiali come i tessuti, nonché un aumento dei rifiuti.
Lo stesso spirito innovativo che ha guidato questi progressi tecnologici può ora portare a soluzioni più sostenibili. Di seguito si esaminano le opportunità e le tecnologie disponibili oggi per la riduzione delle emissioni per gestire le emissioni.
Rilevare, identificare e prevenire le perdite di emissioni fuggitive
Le emissioni più difficili da rilevare sono le emissioni "fuggitive", quando viene a mancare il contenimento di gas e liquidi tossici a causa di perdite di valvole e serbatoi, tubazioni corrose o collegamenti meccanici difettosi. Al primo posto si trova il metano, un potente gas a effetto serra responsabile di gran parte del riscaldamento globale. La buona notizia è che la prevenzione delle emissioni di metano è uno dei modi più rapidi ed economici per raggiungere gli obiettivi climatici. Senza preavviso e spesso con rilevamento ritardato, le maggiori fonti di metano e altre emissioni fuggitive industriali sono spesso nascoste in bella vista: il 60% proviene da valvole, seguite da flange e pompe, valvole di sicurezza e serbatoi.
Per prevenire queste emissioni, le valvole avanzate di sfiato e blow down di Emerson sono progettate per proteggere da accumuli di pressione che, se non gestiti correttamente, provocheranno gas e liquidi scartati. Le nuove tecnologie per valvole sigillano automaticamente i punti di perdita su valvole, connessioni delle tubazioni, tenute meccaniche e altre apparecchiature per ridurre le emissioni fuggitive. I design delle valvole migliorati di Emerson, compresi sistemi di tenuta dello stelo ad alta efficienza, capacità di portata più elevate e baderne per variazioni di temperatura, soddisfano o superano i requisiti più rigorosi relativi alle emissioni. Infine, il monitoraggio avanzato delle valvole di sicurezza, dell'attrito delle baderne e dei serbatoi di stoccaggio aiuta a prevenire le emissioni fuggitive.
Le tecnologie di rilevamento, come il monitoraggio dei gas wireless e ultrasonici, in combinazione con un software avanzato, forniscono un approccio conveniente con un grande ritorno su informazioni fondamentali per individuare le emissioni. Un cliente di Emerson, Denka, ha riscontrato una riduzione del 7% delle perdite di vapore grazie all'utilizzo di sensori acustici per "sentire" le perdite di vapore in tutto l'impianto.
Produce meno emissioni attraverso fonti di carbonio a minore intensità
Le aziende stanno sostituendo combustibili meno intensivi per il carbonio come gas naturale e idrogeno, oltre a impiegare le energie rinnovabili da energia eolica, solare, idroelettrica, geotermica e combustibile verde. Il completamento di queste conversioni richiederà importanti investimenti e decenni, ma sono passi necessari per avere un impatto davvero significativo sulla riduzione delle emissioni.
Nello Utah, Emerson sta collaborando con Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas per ottimizzare prestazioni e affidabilità, abilitare strategie di manutenzione predittive e guidate dall'IA e automatizzare il processo decisionale operativo presso l'Intermountain Power Plant. Le turbine di Mitsubishi sostituiranno una centrale a carbone e utilizzeranno il 30% di idrogeno verde e il 70% di gas naturale per generare elettricità, passando infine al 100% di idrogeno verde. Questa transizione consentirà alle turbine a gas di produrre elettricità con zero emissioni di carbonio.
Eseguire i processi in modo più efficiente per un minore consumo di energia e un minor numero di emissioni
Le operazioni di produzione industriale sono enormi consumatori di energia, spesso sotto forma di processi di riscaldamento a fuoco. Bruciatori, caldaie e fornaci bruciano combustibile e ossigeno per fornire calore per la conversione di materiali, la produzione di vapore e altro. Come un'automobile con scarse regolazioni, questi processi non solo possono consumare molto carburante, ma possono anche generare enormi quantità di emissioni a causa delle inefficienze della combustione. Oggi sono disponibili tecnologie di automazione per ottimizzare i processi di combustione, dall'aumento dell'efficienza delle caldaie alla misurazione di ossigeno e anidride carbonica per un migliore consumo di combustibile, all'ottimizzazione del trattamento dei gas di combustione, che riducono tutti le emissioni.
Gli investimenti tecnologici vanno di pari passo con la decarbonizzazione. La decarbonizzazione non significa sacrificare la redditività.
In Colgate-Palmolive, i sensori pneumatici e il software integrato monitorano il flusso di aria compressa in tempo reale per identificare le perdite, ottimizzare i processi pneumatici e migliorare l'efficienza del flusso d'aria delle linee di produzione. Hanno già rilevato una riduzione del 15% del consumo energetico su diverse linee di confezionamento di dentifrici e spazzolini da denti e si aspettano un risparmio energetico ancora maggiore, nella misura in cui si amplierà l'implementazione della tecnologia.
Catturare, immagazzinare e convertire le emissioni in risorse utili, come l'idrogeno
Mentre le tecnologie di gestione delle emissioni forniscono opportunità immediate e scalabili di avere un impatto significativo, le aziende possono investire in miglioramenti più trasformativi, come la tecnologia di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS, carbon capture, utilization and storage) per guadagni a più lungo termine.
I processi CCUS estraggono le emissioni di carbonio dalla fonte punto e le sequestrano nel sottosuolo. La tecnologia è in grado di eliminare dal 90% al 99% delle emissioni di carbonio di uno stabilimento industriale. Supporta anche l'aumento della produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio convertendo le emissioni nella fonte di combustibile alternativa.
Secondo l' Agenzia Internazionale dell'Energia , il CCUS è l'unico gruppo di tecnologie che contribuisce sia alla riduzione diretta delle emissioni nei settori chiave sia alla rimozione di CO2 dall'atmosfera per bilanciare le emissioni che sono le più difficili da prevenire, una parte fondamentale del raggiungimento degli obiettivi di emissioni net-zero che un numero crescente di governi e aziende si è posto.
Nel progetto Al Reyadah della Abu Dhabi National Oil Company, le tecnologie Emerson stanno aiutando il primo impianto di cattura del carbonio su scala commerciale in Medio Oriente a rimuovere 800.000 tonnellate di CO2 all'anno dall'industria del ferro e dell'acciaio.
Non ci sono dubbi: gli investimenti in tecnologia vanno di pari passo con la decarbonizzazione. La decarbonizzazione non significa sacrificare la redditività. Il raggiungimento degli obiettivi di emissioni è una priorità assoluta, ma anche le tecnologie di automazione avanzate svolgono un ruolo fondamentale nel proteggere la sicurezza, migliorando la redditività dell'impianto e riducendo i costi operativi.