碳中和：跨越产业边界的挑战
世界气象组织宣布，2023年是有记录以来最热的一年，全球平均气温比工业化前水平高出1.45℃。气温有可能继续上升，令人担忧的是，这将对环境产生严重影响，导致海平面上升、天气异常和生物多样性下降等变化。尽管建立了一个国际框架，世界各国也努力应对这场危机，但仍在继续寻求有效的解决办法。在第28届《联合国气候变化框架公约》缔约方大会（COP28）上提交的评估报告《全球盘点》*1, 发现，当前全球排放轨迹与实现2015年《巴黎协定》规定的目标所需的减排量之间存在巨大差距，即将全球平均气温升幅控制在远低于2℃的水平，同时努力将升温限制在不超过1.5℃。面对这样一个现实，即如果事情继续这样下去，就很难实现这一目标，现在需要采取超越国家和行业界限的高效行动。
全球变暖的原因：能源失衡
― 目标是在全球范围内实现“几乎零”的二氧化碳排放
据说，全球变暖的主要原因是大气中二氧化碳（CO2）和其他温室气体的增加。
地球被太阳光的辐射能加热，并被这些热量辐射回太空而冷却。这种能量流入和流出的平衡使地球表面温度保持在恒定水平。温室气体吸收了地球辐射的一些热量，并抑制了其向太空的释放。如果没有温室气体，所有的热量都释放到太空中，地球的平均温度将降至冰点以下，使地球无法居住。然而，如果这种气体过多，热量将留在地球上，因此，地球表面的温度将上升。
自工业革命以来，人们一直依靠燃烧煤炭和石油等化石燃料来获取能源。这导致了二氧化碳排放量的急剧增加，大气中的二氧化碳浓度现在比前工业时代高出约50%，导致了全球变暖。*2, 随着人们认识到全球变暖对环境构成的危害，世界各国已开始采取行动应对气候变化。世界各地的人们都在改变经济活动和生活方式，以减少二氧化碳排放，实现碳中和，从而限制全球气温的上升。
当森林和植物对二氧化碳的吸收平衡了人类活动产生的二氧化碳、甲烷和氮氧化物等温室气体的排放时，碳中和就实现了。目前，实现碳中和的努力重点是摆脱化石燃料，促进可再生能源的使用。然而，用不排放二氧化碳的能源取代化石燃料存在许多障碍，化石燃料因其更容易运输、储存和加工而被广泛使用，。
例如，很难确保太阳能和风能的稳定供应，因为发电量会根据天气和季节变化而波动。虽然考虑将电池用作存储介质，但目前使用广泛的锂离子电池（LIBs）存在火灾风险等问题。*3. 使用氢作为能量载体*4 是具有挑战性的，因为当处于气态时难以储存这种元素。由于其分子量小，它比其他气体占据更大的体积，并倾向于通过间隙泄漏。虽然通过将氢气温度降至-253℃进行液化可以实现高容量储存，但这一过程需要使用其他能源。因此，要用可再生能源取代化石燃料，在探索解决方案时，有必要从更广泛的角度出发，例如考虑与可再生能源结合使用的能源载体。
此外，如果仅仅从能源角度考虑，还有其他复杂的问题是无法解决的。例如，氨的主要用途之一是作为化肥生产的原料，氨作为一种燃烧时不排放二氧化碳的新能源载体，前景广阔。对氨作为能源的需求不断增加，这可能与氨在化肥生产中的使用相冲突。换言之，在全球范围内寻求实现碳中和时，仅仅关注促进可再生能源的使用是不够的。必须采取一种寻找更好整体解决方案的方法。
鉴于这些情况，横河认为，必须找到能源运输和储存以及热能和电力生产的广泛方法和技术的优良组合，这将取决于地区、环境和应用。通过将能源、水和食物等密切相关的因素联系起来，我们正在努力寻找综合解决方案，并考虑到改变人们行为模式的必要性等因素。
个别优化领域的有机整合
― 在探索新能源系统时进行鸟瞰
各行各业的公司都做出了巨大努力，通过安装太阳能电池板、使用排放较少二氧化碳的替代燃料和材料以及使用节能照明和设备等方式来减少工厂的二氧化碳排放。尽管这些努力无疑有助于保护环境，但一些人将其描述为类似于“拧干抹布”，如果我们局限于这些传统方法，我们仍远未实现应对气候变化的目标。我们需要尝试全新的事物，加快我们的努力步伐，让世界变得更美好。
正因为如此，近年来，“产业共生”的概念一直备受关注，在这种概念中，各个行业和公司旨在通过合作和共存，利用彼此的资产，实现可持续的商业活动。横河倡导一种能源系统融合概念，在此基础上，公司或集团传统上优化的能源系统和材料供应链相互连接并有机整合。我们相信，在我们重组能源系统时，从更大的角度寻求超越公司和行业之间的界限，将使我们能够进一步减少对环境的影响。
考虑到这一点，横河正在探索工业共生的可能性，在这种共生中，公司和行业之间的合作将不断深化。为了配合这一努力，我们启动了一项循环经济倡议，以重新利用工厂的二氧化碳排放。例如，我们正在与一家波兰大型能源公司合作，该公司希望利用发电厂、水泥厂和钢厂的二氧化碳排放和利用可再生能源的电解过程产生的氢气，从二氧化碳和绿色氢气中生产合成航空燃料。基于横河的数字孪生技术，正在使用详细准确的模型来模拟和微调制造过程，从而选择经济可行、环境可持续的合成方法。除了大幅减少工业温室气体排放外，所生产的合成燃料不仅将用于航空业，还将用于其他工业部门，因为其性能与传统的石油基燃料相当，可以应用于现有的储存和运输基础设施以及车辆。
我们还使用软件优化输电和配电，从而实现灵活交换电力的共享经济。通过每秒读取和分析60次收集的电网数据，并使用机器学习技术高速自动控制发电和储能设施，我们正在努力帮助提高效率和生产力。一家澳大利亚电力公司正在使用这项技术来提高可再生能源发电设施的效率和生产力，预计这将实现天然气使用量每年减少55000千兆焦耳，二氧化碳排放量每年减少3000吨。这对环境的贡献相当于种植125万棵雪松吸收二氧化碳的效果。
行业间合作的一个例子是荷兰鹿特丹港综合体的一项举措。每个参与者的目标都是在保持信息机密性的同时进行高度合作。横河不是这些公司的竞争对手，也不属于任何其他企业集团，它能够利用这一中立地位优化电力、热力、水以及氢气和一氧化碳等工业气体的供需，并研究如何通过加强合作更有效地利用这些资源。初步研究表明，优化公司之间对电力和其他资源的供需可以降低5%的成本，如果这种合作的时间更长、更深入，预计可以提高10%。
正如其长期业务框架所述，横河旨在提供基于系统体系（SoS）概念的价值。根据这一概念，独立运行和管理的系统协同工作就能够实现任何一个单独运行的系统都无法实现的目的。例如，通过利用我们的运营技术（OT）专业知识、信息技术（IT）和集成能力，将工厂、公司、供应链和社会生态系统连接起来。通过利用其连接能力，横河致力于通过整体优化创造新的价值，并为实现碳中和社会做出贡献。
全球变暖的时代已经结束；全球沸腾的时代已经到来。
...仍然有可能将全球气温上升限制在1.5摄氏度，避免严重的气候变化。但只有立即采取戏剧性的气候行动。
- 联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯
*1全球盘点（GST）：一种评估全球在实现每个国家设定的温室气体减排目标和实现《巴黎协定》规定的目标方面的进展情况的机制。
*2 日本气象厅：日本气象厅观测点大气二氧化碳浓度的年度变化和年度增长（日语） https://www.data.jma.go.jp/ghg/kanshi/ghgp/co2_trend.html
*3 内阁秘书处：关于部门投资战略（日语）https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/gx_jikkou_kaigi/senmonka_wg/dai3/siryou.pdf
经济产业省：蓄电池产业战略（日语）
https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/conference/battery_strategy/battery_saisyu_torimatome.pdf
*4 用于储存和运输能量的物质。具体例子包括液化氢、有机水合物（MCH）、氨和合成甲烷。
