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如何實(shí)現(xiàn)國際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈的低碳運(yùn)營
時間:2022-06-09    來源:國際工程與勞務(wù)    分享:
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是維系人類生活的重要基石,為人類社會提供不可或缺的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施,在全球邁向碳中和的轉(zhuǎn)型中同樣扮演著舉足輕重的角色。

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基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是維系人類生活的重要基石,為人類社會提供不可或缺的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施,在全球邁向碳中和的轉(zhuǎn)型中同樣扮演著舉足輕重的角色。


基建產(chǎn)業(yè)鏈中的原材料開采、制造和運(yùn)輸,使用大量工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工,均屬于碳密集型活動。交付的建筑物以及交通運(yùn)輸、能源、制造等各類基礎(chǔ)設(shè)施,更是最大的溫室氣體排放源。基建企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型,構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)鏈,支持全球零碳未來,支撐我國如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和,成為行業(yè)研究的重要議題。


基建產(chǎn)業(yè)鏈中的碳排放活動


依據(jù)世界資源研究所和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會主導(dǎo)的溫室氣體核算體系,國際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)的溫室氣體排放活動可以劃分為3個范圍(見表1)。對于國際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)而言,范圍一和范圍二通常是企業(yè)核算和披露碳排放的必選項(xiàng),這部分排放主要來自于工地施工作業(yè),產(chǎn)生的碳排放一般僅占基建企業(yè)所報告溫室氣體總排放量的10%-20%,占比通常遠(yuǎn)小于范圍 3的活動排放。范圍三的排放是國際基建企業(yè)的最大排放源,占企業(yè)報告總排放量的80% -90%,主要包括:產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料開采、制造和運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放量,占比約30%-50%;產(chǎn)業(yè)鏈下游即基建企業(yè)交付的終端產(chǎn)品(建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施)使用產(chǎn)生的碳排放量,占比可達(dá) 40%-50%。企業(yè)可以綜合考量和取舍披露范圍三的碳排放活動,以體現(xiàn)更佳的環(huán)境意識和更大的社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)。


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基建企業(yè)的4大關(guān)鍵減排舉措


參考產(chǎn)業(yè)鏈碳排放數(shù)據(jù)特點(diǎn),國際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)可以從工地施工作業(yè)、原材料開采制造、交付產(chǎn)品(建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施)投運(yùn)使用這3大高排放活動場景入手,甄別其中碳減排機(jī)會點(diǎn),與產(chǎn)業(yè)鏈中的工程機(jī)械制造商、能源供應(yīng)商、建材供應(yīng)商、設(shè)計(jì)院及業(yè)主協(xié)同合作,采取相應(yīng)的4大關(guān)鍵減排舉措,即可削減絕大部分的碳排放。


提升施工作業(yè)能效可減少范圍一的碳排放,增加清潔可再生能源使用可減少范圍二的排放,歸屬范圍三的排放可通過選擇綠色建材、打造綠色建筑及基礎(chǔ)設(shè)施來削減。


一、提升施工作業(yè)能效


通過提升施工能效、減少施工作業(yè)過程中的各類工程機(jī)械、施工設(shè)備的柴油、汽油燃燒排放,是最為直接、最為重要的減排途徑。


1.短期行動:使用省油、高效、低排放的工程機(jī)械與施工設(shè)備,減少排放;采用智能化的新一代工程機(jī)械、部署智能化施工,提升效率;制定工程機(jī)械智能化管理和機(jī)隊(duì)規(guī)模優(yōu)化方案,提升資產(chǎn)利用率。


2.中長期行動:增加模塊化材料、裝配式建筑的使用,加快建造速度、縮短施工周期;甄別效率改進(jìn)項(xiàng)目,優(yōu)化項(xiàng)目管理,優(yōu)化施工作業(yè)流程。


二、增加業(yè)務(wù)運(yùn)營中的清潔能源和可再生能源使用


通過節(jié)約能源并部署清潔能源、可再生能源供電,幫助企業(yè)減少傳統(tǒng)化石燃料帶來的碳排放,已成為各行業(yè)普遍認(rèn)可的減排方式?;A(chǔ)建設(shè)企業(yè)可采取的相應(yīng)減排舉措包括3方面。


1.通過在工地現(xiàn)場、營地、場站中部署自有的天然氣、風(fēng)電、光伏等清潔/可再生能源、微電網(wǎng),或者從外部電廠直購綠電等方式,獲取更綠色的電力、熱力能源。如加拿大B2Gold公司在納米比亞中部運(yùn)營一座金礦,該地區(qū)光能資源豐富,非常適合使用光伏產(chǎn)品。在卡特彼勒的支持下,B2Gold搭建微電網(wǎng),將7臺Cat發(fā)電機(jī)組、7MWCat光伏模塊及微電網(wǎng)主控制器、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等組成混合電力微電網(wǎng)系統(tǒng)。由此每年減少約340萬升重油消耗,折合減少CO2排放超9000噸,并節(jié)約14%-16%發(fā)電成本。


2.更多使用混動、純電動、燃料電池為動力源的各類工程機(jī)械、施工設(shè)備、車輛。如力拓計(jì)劃采用卡特彼勒為其開發(fā)的零排放、電池供電的無人駕駛大型礦用卡車車隊(duì),以助力其實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放的積極目標(biāo)??ㄌ乇死找褳榱ν?、必和必拓等10家企業(yè)在18個采礦現(xiàn)場部署了500余輛無人駕駛礦用卡車,累計(jì)安全運(yùn)輸40億噸物料,據(jù)報告僅其中某礦山的13輛無人駕駛礦用卡車,在提高11%的運(yùn)輸效率同時可減少11%燃料使用,即每年減少4300噸CO2排放。


3.在施工現(xiàn)場及營地、項(xiàng)目場站使用低碳可再生燃料發(fā)動機(jī)或發(fā)電機(jī)組,燃料包括生物柴油、可再生柴油、沼氣、垃圾填埋氣、煤層氣、天然氣和氫混合能源等。如萬喜集團(tuán)近年來在多個施工現(xiàn)場引進(jìn)部分混合動力機(jī)器,嘗試將氫氣、沼氣等替代燃料作為多用途車的動力來源。


三、選擇綠色、可持續(xù)的建材


國際承包商可選擇更綠色的建筑材料,如利用鋼廠爐渣或電廠粉煤灰替代一部分水泥的低碳混凝土,也需要尋找更可持續(xù)的替代性材料,如可再利用或循環(huán)回收的材料。中鐵二局在參與亞吉鐵路修建中因地制宜,創(chuàng)新性地將當(dāng)?shù)靥烊换鹕浇堑[(俗稱“火山灰”)改良成修建鐵路所需的填料,這種更可持續(xù)的替代性材料減少了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸建材的碳排放。


四、打造綠色建筑及基礎(chǔ)設(shè)施


基建企業(yè)交付的各類基礎(chǔ)設(shè)施在使用過程中,會對溫室氣體減排產(chǎn)生舉足輕重的影響。建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施能否充分采用節(jié)能增效的設(shè)計(jì)、高效綠色的運(yùn)營,對氣候的影響不容小覷。對此,企業(yè)可以采取的關(guān)鍵行動包括:加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部綠色設(shè)計(jì)能力,或借力外部合作伙伴;廣泛參與綠色項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與建造,借力“一帶一路 ”綠色投資;積極參與綠色低碳、可持續(xù)認(rèn)證體系,如LEED、DGNB等。


基建企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和可供考量的關(guān)鍵行動


除去上述4大關(guān)鍵減排舉措,參考聯(lián)合國全球契約組織2021年發(fā)布的《企業(yè)碳中和路徑圖》白皮書,筆者進(jìn)一步羅列了涵蓋目標(biāo)規(guī)劃、內(nèi)部運(yùn)營、價值鏈合作3個維度的9大重點(diǎn)舉措及其相應(yīng)的短期和中長期關(guān)鍵減排活動,詳見表2。


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卡特彼勒的實(shí)踐


許多關(guān)鍵行動需要前沿技術(shù)作為支撐,產(chǎn)業(yè)鏈中一些高瞻遠(yuǎn)矚的企業(yè)已經(jīng)展開積極應(yīng)對,提前布局投資相關(guān)前沿創(chuàng)新科技??ㄌ乇死找恢痹谀茉吹母咝Ш颓鍧嵗妙I(lǐng)域積極探索,通過對新產(chǎn)品、新技術(shù)和新服務(wù)的持續(xù)投入,為產(chǎn)業(yè)鏈中的上下游包括原材料企業(yè)、基建企業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施終端客戶提供基于4個維度的多種解決方案以幫助其實(shí)現(xiàn)與氣候有關(guān)的目標(biāo),同時滿足其對性能、耐用性、經(jīng)濟(jì)價值的需求。


在新產(chǎn)品、新技術(shù)方面,卡特彼勒提出的先進(jìn)動力源解決方案在可再生燃料、電池、電動和混合動力系統(tǒng)、微電網(wǎng)、燃料電池5個領(lǐng)域進(jìn)行了前沿創(chuàng)新整合,已投入使用的及處于研發(fā)中的先進(jìn)動力源解決方案如下。


1.可再生燃料:使用低碳可再生燃料的發(fā)動機(jī)/發(fā)電機(jī)組,燃料包括生物柴油、可再生柴油、沼氣、垃圾填埋氣、煤層氣、天然氣和氫混合能源。


2.電池動力工程機(jī)械:如純電池驅(qū)動的地下鏟運(yùn)機(jī)消除了排放,同時減少了粉塵和熱量。


3.電動和混合動力系統(tǒng):電驅(qū)動推土機(jī)、裝載機(jī)、礦卡等可通過更高效的燃料燃燒減少排放;混動發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可在純電動模式運(yùn)行。


4.微電網(wǎng):施工現(xiàn)場以光伏、儲能和先進(jìn)控制功能匹配發(fā)電機(jī)組構(gòu)成微電網(wǎng)系統(tǒng)。


5.燃料電池:用于固定和移動設(shè)備的,以可再生氫氣為能源的燃料電池。


2021年,卡特彼勒開始提供100%使用氫氣作為燃料的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,燃料包括可完全再生的綠氫。同年末,卡特彼勒開始分階段推出具有快速響應(yīng)功能的商用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,最高可以使用混合了25%氫氣的天然氣作為燃料,未來這一比例還有可能提高。隨著氫燃料供應(yīng)設(shè)施逐漸成熟,越來越多的Cat燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組將有可能在未來被升級為使用100%氫氣的產(chǎn)品。此外,卡特彼勒正在為固定式設(shè)備和部分移動式設(shè)備開發(fā)氫燃料電池,分別滿足設(shè)施、機(jī)械、發(fā)電機(jī)的具體需求。在新服務(wù)方面,卡特彼勒以互聯(lián)技術(shù)為基礎(chǔ)的服務(wù)解決方案,為基建、資源、交通與運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)企業(yè)提供更加智能、高效的設(shè)備管理與機(jī)隊(duì)管理服務(wù),實(shí)現(xiàn)諸如避免意外停機(jī)、保證設(shè)備健康、最大程度地提升出勤率和利用率、縮減停機(jī)時間等運(yùn)營需求。


卡特彼勒同時還提供設(shè)備認(rèn)證翻新、發(fā)動機(jī)升級替換、產(chǎn)品與零部件回收、再制造等綠色、低碳服務(wù)。值得一提的是,卡特彼勒再制造是一種助力設(shè)備可持續(xù)的解決方案。通過將處于產(chǎn)品使用壽命末期的零部件重獲新生,再制造可實(shí)現(xiàn)減少浪費(fèi),減少溫室氣體排放,并將生產(chǎn)新品所需的原材料需求降至最低。例如與新氣缸蓋相比,生產(chǎn)再制造氣缸蓋可以減少約85%的能耗,減少約85%的材料,并且減少約61%的溫室氣體排放。


展望未來,產(chǎn)業(yè)鏈中的前沿創(chuàng)新,如上述卡特彼勒的數(shù)字化設(shè)備、高效燃料利用技術(shù)、創(chuàng)新能源和動力解決方案、可持續(xù)的綠色服務(wù)將助力基建企業(yè)賦能業(yè)務(wù)低碳運(yùn)營,促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型,提高項(xiàng)目施工效率、減少施工作業(yè)排放,降低產(chǎn)業(yè)鏈碳排放,進(jìn)而助力企業(yè)和全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo),幫助建設(shè)更加美好、更加可持續(xù)的世界。


[卡特彼勒(中國)投資有限公司供稿]


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