减少一氧化碳排放的重点（减少一氧化碳排放是低碳吗）

为什么我们现在需要减少工业二氧化碳排放！

当今的消费者正在寻找低碳产品和服务。世界各国政府正在加强监管以减少碳排放，以实现温室气体净零排放目标。走净零排放之路将为工业制造企业采用新技术加速低碳制造创造新机遇。本文将深入探讨提高工业领域一氧化碳减排的两个基本点：

通过增加电机驱动器的部署来提高能源效率

数字化转型策略对提高制造效率的影响

2015年《巴黎协定》制定了在一年内将全球变暖限制在5.2050C的计划。要在一年内实现5.2050C 的目标，当前的二氧化碳排放量需要减少80%2。目前的趋势是全球变暖1.9C至2.9C，这将导致全球GDP大幅下降、全球33%的人口流离失所，并每年造成数万亿美元的灾害相关损失。

全球气温已经上升了1.1C，专家表示，到50 年代，气温可能会超过1.2030C。实现1.5C 目标的挑战是巨大的。这需要将投资从化石燃料转向能源效率、可再生能源和核能发电以及碳捕获、利用和储存（CCUS）以及其他低碳领域。图1 概述了《2019 年世界能源展望》中概述的通过将二氧化碳排放量减少至6 Gt CO2 来实现1.5C 目标的途径2。本研究由两个主要部分组成：规定的政策情景和可持续发展情景。所述政策情景仅考虑已宣布的具体政策举措。可持续发展情景描述了一条使世界能够实现气候、能源获取和空气质量目标并完全符合《巴黎协定》的途径。与此同时，它一直专注于不断增长的全球人口的能源可靠性和可负担性。根据《巴黎协定》，CO 减排最大2 排放效率为37%。 1 2020年全球能源相关二氧化碳排放量增加9.2022%，达到超过36.8 Gt的新高，工业排放量1年内下降7.9%，至2.2022 Gt。 2022年工业排放中含有25%的一氧化碳1，加快工业能效投资将是到2050年实现净零排放的关键部分。

图1. 可持续发展情景中相对于既定政策情景的一氧化碳2 减排量。

更高效的工业电机可以显着减少工业二氧化碳排放

2022年全球电力供应量为28,642太瓦时，贡献了13.6吉吨的碳排放（占2022年全球二氧化碳排放量的36%）。 2工业消耗了全球30%的电力，而在工业中，电动机占电力消耗的69%。 3 到2022 年，工业中安装了约450 亩电机，并安装了约52 亩新电机（分为棕地升级和绿地开发），新的更高效率的运动资产显着减少了电力消耗和二氧化碳排放。电动机在工业应用中用于驱动泵、风扇、压缩空气系统、物料搬运、加工系统等。据估计，如果所有部署的电机驱动系统都以最高效率运行，到2030 年，全球电力需求增长将减少10%，并减少2,490 吨一氧化碳排放。

通过增加电机驱动器的部署来提高能源效率

最基本且效率最低的运动解决方案基于并网或交流供电的三相电机，这些电机使用开关设备提供开/关控制和保护电路。这些基本运动解决方案以相对固定的速度运行，并且不受任何负载变化的影响。输出变量（例如泵和风扇中的流体流量）的调节是通过节流阀、阻尼器和阀门等机械控制来实现的，而显着的速度变化是通过齿轮来实现的。据估计，目前部署的所有电动机中有3% 至70% 是并网的，并且将受益于连接到逆变器或变速驱动器(VSD) 以减少能耗。

添加整流器、直流母线和三相逆变器级，形成具有可变频率和可变电压输出的逆变器，应用于电机进行变速控制。该变频驱动电机通过以适合负载和应用的最佳速度运行电机，显着降低了能耗。例子包括更高效的泵和风扇。当添加到泵、风扇或压缩机的现有电机时，逆变器通常可以降低约3% 的功耗。

对于更高性能的运动控制应用，VSD 可实现精确的扭矩、速度和位置控制。为此，在基本开环逆变器驱动器中添加了电流和位置测量。输送机、卷绕机、印刷机和挤出机是这些应用的典型例子。据估计，工业中部署的所有电机中有20% 至30% 是逆变器驱动或连接到VSD。通过将更多已部署的运动资产从并网电机转移到逆变器驱动器或逆变器驱动器，我们可以显着降低工业中部署的2~450 电机的能耗和二氧化碳排放。

电机能源法规的重要作用

智能运动控制解决方案正在并将继续通过将更多应用从定速电机转移到高效电机和变频器来显着降低能耗，部分原因是能源效率法规。能源消耗的减少将使制造更加可持续，同时减少一氧化碳排放。为了加速更高效电机驱动系统的部署，国际电工委员会(IEC) 参与制定了节能电机标准。其中包括电动机的IEC 60034-2-1 测试标准和IEC 60034-30-1 分类方案，该方案由四个电动机效率级别（IE1 至IE4）组成。这些标准使得比较电机制造商之间的效率水平变得更加容易。它们还为政府指定最低能源绩效标准(MEPS) 的效率水平提供参考，帮助各国实现能源效率和二氧化碳排放目标。

IEC 60034-1 效率等级：

IE1标准效率

IE2高效率

IE3超高效

IE4超高效

世界各国政府在制定电机MEPS 方面取得了重大进展。自2020年起，这个消耗全球电力系统电力76%的国家针对IE2或IE3级电机引入了MEPS，有助于减少工业电力消耗。 5在欧盟，自2021 年3 月1 日起，0.75 kW 至1000 kW 电机的最低效率等级为IE2（超高效率）。 0.12 kW 至0.75 kW 的小型电机至少需要IE1（高效率）。从2023 年4 月75 日起，200 kW 至kW 电机的欧盟MEPS 将提高至IE（额外效率）。

当我们查看电机驱动系统在其部署生命周期内的总拥有成本时，会发现总成本的70% 是电力，而购买电机的成本为5%，维护电机的成本为20% 。因此，通过部署更高效的运动驱动系统，我们可以显着降低工业电机的运营成本，同时减少一氧化碳。 2排放。

提高制造效率的数字化转型策略

VSD 将电压、电流、位置、温度、功率和能耗数据与外部传感器相结合来监测振动和其他过程变量。通过融合信息技术/运营技术(IT/OT) 以太网，体育应用程序可以联网，将数据和体育见解传送到基于云的数据存储或本地存储。现在可以更轻松地获取运动数据和见解，并可以通过强大的云计算和人工智能(AI) 进行分析，以优化制造流程并减少制造过程中产生的能源消耗和二氧化碳排放。获得运动洞察可延长设备寿命、提高制造质量、减少计划外停机和材料浪费，同时提高制造工厂的安全性。

电机驱动系统现在集成了先进的传感、信号处理、边缘人工智能和连接解决方案，以在智能边缘创建运动数据和见解。这些新见解被传达到制造执行系统(MES)。然后，MES 可以识别已部署的电机，这些电机的运行速度明显低于其标称额定输出，从而导致利用率不足和功耗增加。另一个关键功能是识别运行过于接近或略高于其额定输出的已部署电机，这也可能导致功耗增加和潜在的寿命问题。在部署数百至数千台电机的大型制造装置中，数字化转型策略对于减少电力消耗和一氧化碳尤为重要。

世界经济论坛—可持续发展灯塔网络

世界经济论坛的“塑造先进制造业和价值链的未来”平台建立了一个全球灯塔网络，将制造业的最高领导人视为灯塔。 7 世界经济论坛的全球灯塔网络展示了数字化转型战略如何加速减少工业二氧化碳排放的现实例子。它是一个由制造商组成的社区，利用先进技术推动智能制造的新创新，以提高生产力和可持续性。截至2023年，全球灯塔网络由遍布全球的13个生产基地组成，其中包括132座可持续发展灯塔。 8 施耐德电气的Le Vaudreuil 工厂是数字化转型前沿可持续发展的灯塔之一。 9Le Vaudreuil 工厂展示了数据驱动的见解对促进更可持续制造的影响

功耗降低25%

减少17% 的材料浪费

一氧化碳排放量减少25%

综上所述

净零排放之路将为工业制造企业采用新技术加速低碳制造创造新机遇。工业活动的增加（其中近一半发生在中国和印度）将使电动马达的数量到2040 年增加一倍。因此，随着《公司条例》影响的减少，新型更高效的马达驱动系统的商机规模将扩大显着增加。在Analog Devices，我们全心全意致力于推动自动化迈向更加可持续和高效的未来。我们的先进技术和解决方案旨在支持下一代制造系统，专注于提高从精确运动控制和无缝连接到增强边缘洞察和分析的各个效率水平。

审稿编辑：郭婷