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如何借助技术进步来推动制造商实现净零排放?
元宇宙与碳中和研究院
2024-01-29 12:11:11

制造业对于世界经济和生存至关重要。但是,如果制造业能够脱碳并为可持续发展拼图做出重要贡献,帮助减少气候变化并为更绿色、更清洁的未来奠定基础,结果会怎样呢?

在推动全球经济走上可持续发展道路的竞赛中,长期以来,制造业一直被视为一种负债,而不是一种资产。根据世界经济论坛的数据,全球生产制造部门排放了五分之一的碳,并且消耗了世界能源的 54% ——这些数字毫无疑问地表明制造业在可持续发展挑战中的核心作用。

当然,制造业对于世界经济和生存至关重要。但是,如果制造业能够脱碳并为可持续发展拼图做出重要贡献,帮助减少气候变化并为更绿色、更清洁的未来奠定基础,结果会怎样呢?

在英国及其他地区,企业正在扩大数字技术(云计算、机器学习和人工智能)的使用,以解决制造业面临的一些最大的可持续发展挑战。

微软欧洲、中东和非洲制造与移动主管董事总经理马特·沃尔什 (Matt Walsh) 解释说:“这已经从‘让我们讨论可持续发展,让每个人感觉更好’变成了公司想做的事情,因为他们将其视为一个机会。” “现在它面临着可持续性和盈利能力的双重使命。”

创建敏捷工厂

对许多公司来说,改变现状的是技术,特别是云计算、人工智能和机器学习使用数据来开发更环保技术的能力。

今年全球智能制造价值达 2,972 亿美元,预计到 2030 年复合年增长率将达到 14.9%。与此同时,工业物联网 (IIoT) 作为工厂数字化的支柱,预计到明年将占所有物联网连接的 70% 以上。

微软英国制造业行业主管 Lina Huertas 表示,云计算利用和处理大量数据的能力正在帮助企业重新开始,重新思考数字环境中产品的创建、开发和设计。“开发一种产品,尤其是复杂的产品。传统上需要大量的物理原型设计和测试,这可能会导致大量的材料浪费,”她解释道。

通过使用高性能计算 (HPC) 和人工智能技术,公司可以运行模拟,而不是构建和测试物理原型,从而显着减少材料消耗量,同时也加快产品设计过程。加速设计可能意味着更快地将可持续产品推向市场。例如,数字技术可以加快可持续航空燃料和氢动力飞机的供应。同时,云驱动的 3D 打印可以节省材料,同时开启创建无限复杂设计的可能性。

她还表示,云计算为负责任地处理报废产品提供了更大的空间,无论是回收其组件还是将其重新利用作为循环经济的一部分。“在制造过程中你可以做很多事情,但很多事情是在设计阶段定义的,”她说。“数字技术使设计变得更容易、更快、更便宜,但它们也允许考虑复杂的可持续性因素,例如新供应链的排放或最大限度地减少报废时的浪费。”

通过数字化减少能源需求

据制造商组织 Make UK 称,制造业和建筑业约 90% 的排放量来自制造活动本身,其中超过 85% 的排放量由燃料燃烧产生。这给制造商带来了越来越大的压力,要求他们减少能源消耗,自去年俄罗斯入侵乌克兰以来,能源成本已经飙升。

为了降低成本并减少碳足迹,瑞典家电制造商伊莱克斯正在使用微软的 Azure 云平台来运行所谓的数字孪生(现实世界系统、产品或流程的数字模型)来优化其在制造过程中使用熔炉烘烤金属和复合材料。微软的 Walsh 表示:“云技术使他们能够根据所处理的不同产品,精确地计划如何以及何时升温和冷却熔炉。” “利用数据找到最佳点,然后他们可以扩展到所有其他熔炉。”

在巴西和厄瓜多尔,英国消费品跨国公司联合利华利用云端运行的人工智能来控制用于干燥肥皂粉的巨型塔内的湿度水平。结果降低了能源成本并解放了员工,他们不再需要手动监测塔内的湿度水平。此外,该项目约 90% 是远程完成的,减少了碳密集型商务旅行和实地考察。

沿着供应链传播可持续发展

使用云的一个与可持续发展相关的优势是,外部数据中心的能源效率比内部服务器高得多,一项研究发现,使用 Azure 云平台的能源效率可能比内部服务器高 93%。前提解决方案6.微软数据中心还使用可再生能源,自动消除客户账本上的大量潜在碳排放。

High Value Manufacturing Catapult(由英国创新机构 Innovate UK 建立和支持的一组研究和创新中心)首席战略官 Neil Rawlinson 认为,测量整个供应链的排放量是实现可持续发展的重要一步,但如何做人们对此知之甚少。

“我们面临着整个系统范围内的挑战,因为整个制造业没有通用的碳当量核算,”他说。“数字技术可以成为企业了解和减少废物来源、管理功耗并为日益挑剔的客户提供更好服务的快速通道。”

Microsoft 与供应商密切合作,直接减少排放,并沿着供应链减少排放。例如,到 2025 年,它打算重复利用其数据中心中 90% 的组件。它还帮助供应商到 2030 年将排放量减少 55%。

“我们的战略很明确,”微软云供应链可持续发展总经理 Anand Narasimhan 说道。“我们正在研究如何设计更具可持续性的云硬件,并确保我们所有的供应商和合作伙伴都遵循相同的减排路线图,以变得更加可持续和循环。”

为了实现这一目标,微软与供应商和客户分享其测量碳排放的方法以及减少这些排放的战略,并将减排和可持续设计思维纳入整个价值链。

Microsoft Cloud for Sustainability 捕获了其内部共享工作的一部分,其中包括许多用于捕获、比较和使用整个供应链范围 1、2 和 3 排放数据的方法和工具。

“可持续发展的标准方法很少,因此我们试图通过说,‘这里是对我们有用的方法,我们正在与世界分享它们,共同学习和改进’来推动这一进程,”Narasimhan 说。“我们所做的事情有很多复杂性,但你必须接受整个生态系统的复杂性,因为可持续性不是你自己可以解决的问题。”

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