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        國際資訊
        如何實現國際基礎設施建設產業鏈的低碳運營
        時間:2022-06-09    來源:國際工程與勞務    分享:
        基礎設施建設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設施,在全球邁向碳中和的轉型中同樣扮演著舉足輕重的角色。

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        基礎設施建設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設施,在全球邁向碳中和的轉型中同樣扮演著舉足輕重的角色。


        基建產業鏈中的原材料開采、制造和運輸,使用大量工程機械設備進行施工,均屬于碳密集型活動。交付的建筑物以及交通運輸、能源、制造等各類基礎設施,更是最大的溫室氣體排放源?;ㄆ髽I如何實現綠色低碳轉型,構建綠色產業鏈,支持全球零碳未來,支撐我國如期實現碳達峰、碳中和,成為行業研究的重要議題。


        基建產業鏈中的碳排放活動


        依據世界資源研究所和世界可持續發展工商理事會主導的溫室氣體核算體系,國際基礎設施建設企業的溫室氣體排放活動可以劃分為3個范圍(見表1)。對于國際基礎設施建設企業而言,范圍一和范圍二通常是企業核算和披露碳排放的必選項,這部分排放主要來自于工地施工作業,產生的碳排放一般僅占基建企業所報告溫室氣體總排放量的10%-20%,占比通常遠小于范圍 3的活動排放。范圍三的排放是國際基建企業的最大排放源,占企業報告總排放量的80% -90%,主要包括:產業鏈上游原材料開采、制造和運輸產生的碳排放量,占比約30%-50%;產業鏈下游即基建企業交付的終端產品(建筑物和基礎設施)使用產生的碳排放量,占比可達 40%-50%。企業可以綜合考量和取舍披露范圍三的碳排放活動,以體現更佳的環境意識和更大的社會責任擔當。


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        基建企業的4大關鍵減排舉措


        參考產業鏈碳排放數據特點,國際基礎設施建設企業可以從工地施工作業、原材料開采制造、交付產品(建筑物和基礎設施)投運使用這3大高排放活動場景入手,甄別其中碳減排機會點,與產業鏈中的工程機械制造商、能源供應商、建材供應商、設計院及業主協同合作,采取相應的4大關鍵減排舉措,即可削減絕大部分的碳排放。


        提升施工作業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設施來削減。


        一、提升施工作業能效


        通過提升施工能效、減少施工作業過程中的各類工程機械、施工設備的柴油、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、低排放的工程機械與施工設備,減少排放;采用智能化的新一代工程機械、部署智能化施工,提升效率;制定工程機械智能化管理和機隊規模優化方案,提升資產利用率。


        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;甄別效率改進項目,優化項目管理,優化施工作業流程。


        二、增加業務運營中的清潔能源和可再生能源使用


        通過節約能源并部署清潔能源、可再生能源供電,幫助企業減少傳統化石燃料帶來的碳排放,已成為各行業普遍認可的減排方式?;A建設企業可采取的相應減排舉措包括3方面。


        1.通過在工地現場、營地、場站中部署自有的天然氣、風電、光伏等清潔/可再生能源、微電網,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營一座金礦,該地區光能資源豐富,非常適合使用光伏產品。在卡特彼勒的支持下,B2Gold搭建微電網,將7臺Cat發電機組、7MWCat光伏模塊及微電網主控制器、遠程監控技術等組成混合電力微電網系統。由此每年減少約340萬升重油消耗,折合減少CO2排放超9000噸,并節約14%-16%發電成本。


        2.更多使用混動、純電動、燃料電池為動力源的各類工程機械、施工設備、車輛。如力拓計劃采用卡特彼勒為其開發的零排放、電池供電的無人駕駛大型礦用卡車車隊,以助力其實現2050年凈零排放的積極目標??ㄌ乇死找褳榱ν?、必和必拓等10家企業在18個采礦現場部署了500余輛無人駕駛礦用卡車,累計安全運輸40億噸物料,據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.在施工現場及營地、項目場站使用低碳可再生燃料發動機或發電機組,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。如萬喜集團近年來在多個施工現場引進部分混合動力機器,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的替代性材料,如可再利用或循環回收的材料。中鐵二局在參與亞吉鐵路修建中因地制宜,創新性地將當地天然火山角礫(俗稱“火山灰”)改良成修建鐵路所需的填料,這種更可持續的替代性材料減少了遠距離運輸建材的碳排放。


        四、打造綠色建筑及基礎設施


        基建企業交付的各類基礎設施在使用過程中,會對溫室氣體減排產生舉足輕重的影響。建筑物和基礎設施能否充分采用節能增效的設計、高效綠色的運營,對氣候的影響不容小覷。對此,企業可以采取的關鍵行動包括:加強企業內部綠色設計能力,或借力外部合作伙伴;廣泛參與綠色項目的設計與建造,借力“一帶一路 ”綠色投資;積極參與綠色低碳、可持續認證體系,如LEED、DGNB等。


        基建企業實現碳中和可供考量的關鍵行動


        除去上述4大關鍵減排舉措,參考聯合國全球契約組織2021年發布的《企業碳中和路徑圖》白皮書,筆者進一步羅列了涵蓋目標規劃、內部運營、價值鏈合作3個維度的9大重點舉措及其相應的短期和中長期關鍵減排活動,詳見表2。


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        卡特彼勒的實踐


        許多關鍵行動需要前沿技術作為支撐,產業鏈中一些高瞻遠矚的企業已經展開積極應對,提前布局投資相關前沿創新科技??ㄌ乇死找恢痹谀茉吹母咝Ш颓鍧嵗妙I域積極探索,通過對新產品、新技術和新服務的持續投入,為產業鏈中的上下游包括原材料企業、基建企業、基礎設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現與氣候有關的目標,同時滿足其對性能、耐用性、經濟價值的需求。


        在新產品、新技術方面,卡特彼勒提出的先進動力源解決方案在可再生燃料、電池、電動和混合動力系統、微電網、燃料電池5個領域進行了前沿創新整合,已投入使用的及處于研發中的先進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動機/發電機組,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.電池動力工程機械:如純電池驅動的地下鏟運機消除了排放,同時減少了粉塵和熱量。


        3.電動和混合動力系統:電驅動推土機、裝載機、礦卡等可通過更高效的燃料燃燒減少排放;混動發動機系統可在純電動模式運行。


        4.微電網:施工現場以光伏、儲能和先進控制功能匹配發電機組構成微電網系統。


        5.燃料電池:用于固定和移動設備的,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氣發電機組,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功能的商用燃氣發電機組,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。隨著氫燃料供應設施逐漸成熟,越來越多的Cat燃氣發電機組將有可能在未來被升級為使用100%氫氣的產品。此外,卡特彼勒正在為固定式設備和部分移動式設備開發氫燃料電池,分別滿足設施、機械、發電機的具體需求。在新服務方面,卡特彼勒以互聯技術為基礎的服務解決方案,為基建、資源、交通與運輸等行業企業提供更加智能、高效的設備管理與機隊管理服務,實現諸如避免意外停機、保證設備健康、最大程度地提升出勤率和利用率、縮減停機時間等運營需求。


        卡特彼勒同時還提供設備認證翻新、發動機升級替換、產品與零部件回收、再制造等綠色、低碳服務。值得一提的是,卡特彼勒再制造是一種助力設備可持續的解決方案。通過將處于產品使用壽命末期的零部件重獲新生,再制造可實現減少浪費,減少溫室氣體排放,并將生產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,產業鏈中的前沿創新,如上述卡特彼勒的數字化設備、高效燃料利用技術、創新能源和動力解決方案、可持續的綠色服務將助力基建企業賦能業務低碳運營,促進能源轉型,提高項目施工效率、減少施工作業排放,降低產業鏈碳排放,進而助力企業和全球基礎設施建設行業實現低碳目標,幫助建設更加美好、更加可持續的世界。


        [卡特彼勒(中國)投資有限公司供稿]


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