• Recycling Society
  • Biomass
  • Sustainalbility

过去几年,地球气候发生了巨大的变化。不适宜的温度、令人担忧的频繁台风和飓风以及暴雨洪水都是这一现象的证据。联合国政府间气候变化专门委员会于2018年10月8日发布了一份令人吃惊的报告,如果在未来12年内未能将全球升温幅度控制在1.5°C之内,将对地球生态系统造成无法弥补的损害。与气候变化相关的风险是非常真实的,人们对这些风险的认识在很短的时间内急剧提高。需要采取具体措施,短期内必须取得实质性的进展。

环境滑坡
― 线性经济模式对环境产生了重大影响,如果不采取措施可能无法恢复。

19世纪70年代第二次工业革命带来了巨大的技术创新,这引发了从马尔萨斯经济—经济增长与人口直接挂钩—向大规模生产和现代线性经济模式的转变。效率和生产力的提高,加上前所未有的人口增长,导致了一个循环,在这个循环中,大量的资源被用来制造产品,然后被消耗和处置。虽然它大幅提高了个人收入和生活质量,但线性经济模式却引发了环境的严重退化。

“获取、制造和处置”的模式增加了地球大气中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)和其他类似气体的含量。这提高了温室效应的强度(地球自身变暖的自然手段),从而使全球平均气温上升,并破坏了传统的天气模式。持续的热浪、过多的降雨以及大而猛烈的风暴变得越来越普遍。

在环境持续恶化的威胁下,需要积极采取预防性措施保护环境。日本有一个城镇在这方面引起了人们的注意。下川町(Shimokawa)位于北海道,距岛的最北端约200公里。下川町是一个以世界级跳台滑雪运动员葛西纪明(Noriaki Kasai)的故乡而闻名的田园风光城市。人口大约只有3400人,老龄化很快,其中39%的居民年龄在65岁以上。该镇的另一个特征是,大约90%的土地被森林覆盖。居民利用这一特点,大力发展以森林为基础的产业,利用森林生物物质提供能源,实现循环利用。

与气候变化相关的风险是非常真实的,人们对这些风险的认识在很短的时间内急剧提高。

如果没有妥善的管理,森林很容易受到自然灾害的破坏。大雨和地震会引发致命的山体滑坡。当森林被自然灾害或热浪引起的干旱破坏时,它会影响二氧化碳的捕获速度,并导致碳返回大气。这阻止了地球表面的红外辐射逃逸到太空中,并导致全球变暖。

下川町设计并实施了一个全面的森林管理方案,该方案包括种植、造林、收获和完全利用木材。木材是其关键资源,没有任何浪费。木材被加工成木头,副产品包括锯末,以及精油等高附加值产品,其余部分则成为木屑,为生物质锅炉提供燃料。建立了生产生物质木屑的原料生产设施。

下川町的生物质锅炉为公共温泉、托儿所、养老院等场所供热,城镇公共设施供热量自给率达到70%左右。私人木材厂用于木材干燥的供热自给率约为50%。

然而,问题仍有待解决。日本还没有支持木质生物质供热框架的技术。尽管如此,下川町还是率先引进了木材生物质供热设施,这自然导致了许多问题的暴露。如果将有限资源的木材用作森林生物质供热的燃料,这些设施必须整合并有效运行。

加大应对气候变化的力度
―横河将其在测量、控制和物联网(IOT)技术方面的专长应用于解决世界上最严峻的问题。

日本制造商横河电机历史悠久拥有世界领先的技术,在效率和节能方面积累了宝贵的经验。尽管可再生能源相关技术仍处于萌芽阶段,由于横河能够整合其测量、控制和物联网方面的技术,所以巧妙地迂回前进。

下川町已获得横河的援助,帮助他们开发森林生物质供热系统框架。他们需要提高小规模、分散的生物质供热业务的效率,并提供稳定、充足的供热。下川目前共运营11台生物质供热锅炉,他们计划利用积累的知识,最终将其应用于全国各地的类似设施。

下川的一号桥生物村,人口约100人,老龄化率高得惊人,需要智能解决方案来改善生活质量,这得益于这项合作事业。为了管理在那里建立的生物质供热系统的独特元素,横河使用其E-RT3控制器,从系统的所有部分收集和处理信息。与之对应,就可以利用Fast/Tools进行实时远程监控。Fast/Tools是易于使用又高度可扩展的监控和数据采集系统。

下川町全年气温在-30°C到+30°C之间波动。除此之外,在某些情况下,供应设施和接收热量的设施之间有相当长的距离,可能导致代偿效应的过度补偿。根据过去的热需求数据和天气信息预测热需求,并结合横河的控制技术,可以实现更高效的运行。

生物质燃料的有限性要求保持供需平衡。在不久的将来,包括e-RT3 和 Fast/Tools的横河的社区能源管理系统,将有助于预测特定日期的天气和一号桥村的预期热需求,制定作业计划,并对结果进行分析,以供以后作业时参考。

“横河提供的解决方案通过加快流程、减少工作量和节约能源来提高工厂和其他基础设施的运行稳定性、效率和安全性。”
西岛刚志(Takashi Nishijima , 横河电机总裁兼首席执行官)

将结果数据应用于建模的能力将有助于利用分析算法优化预测函数,作为反馈控制方法的补充。这将促进成功管理供需平衡。

在下川町引入的CEMS所完成的功能仅限于年度数据可视化和收集;尽管如此,该测试提供了大量有价值的信息。运行数据的管理将通过帮助确定需要整修的特定区域来支持设施管理。这些数据在做出投资决定时也很有价值。

Shimokawa Town official Website (Link to an external website)

2017年8月,横河宣布了到2050年的三个可持续发展目标:实现净零排放并阻止气候变化;向循环经济过渡;确保全民福祉。横河总裁兼首席执行官西岛刚志(Takashi Nishijima)说“横河提供的解决方案通过……加快流程、减少工作量和节约能源,提高工业工厂和其他基础设施的运行稳定性、效率和安全性。”

横河将继续与客户共同创新,开发革命性的新模式,以创造可持续价值为目标,最终实现其长期可持续发展目标。

WeChat QR Code