IBC-teollisuuden hiilijalanjäljen ymmärtäminen

Teollisuuden rakennuskomponentit (IBC) kattavat laajan valikoiman rakennustyöskentelyssä käytettäviä esivalmistettuja elementtejä, kuten teräsrunkoja, betonielementtien runkoja, kattotrusseja ja modulaarisia seinäjärjestelmiä. Näiden komponenttien valmistus on energiaintensiivistä ja perinteisesti riippuvainen fossiilisista polttoaineista, mikä johtaa merkittäviin kasvihuonekaasupäästöihin (GHG). IBC:n tuotannon hiilijalanjälki kattaa koko elinkaaren: raaka-aineiden louhinta (kaivostus, metsäteollisuus), kuljetus laitoksiin, jalostus (leikkaus, hitsaus, valu, kuraaminen), kokoonpano ja lopputoimitus rakennustyömaille. Kukin vaihe edistää soveltamisalaa 1 (omistettujen lähteiden suorat päästöt), soveltamisalaa 2 (omistetun energian epäsuorat päästöt) ja soveltamisalaa 3 (toimitusketjupäästöt) luokkia.

Innovatiiviset ratkaisut päästöjen vähentämiseksi

1. Kestävät ja matalat hiilivedyt

Kierrätetty teräs käyttää jopa 60% vähemmän energiaa kuin neitsytteräs, ja kierrätetty alumiini säästää 95% energian tarvitaan alkutuotannossa. Kontteissa komponentit, korvaa osa Portland sementtiä lisäsementtiä materiaalit (SCM) kuten lentotuhka, kuona, tai piioksidi fume voi vähentää päästöjä 20. Uusia vaihtoehtoja ovat geopolymeeri betoni, joka perustuu teollisuusjätteeseen ja välttää kalsinointi prosessi sementin. Puun komponentit hankitaan kestävästi hoidettu metsät ja sertifioitu Forest Stewardship Council (FSC) myös varastoi hiilidioksidia ja vaatii vähemmän energiaa tuottaa kuin teräs tai betoni. Valmistajat ovat myös kokeilemassa biopohjaisia komposiitteja ja kierrätettyjä polymeerejä ei-rakenneemojen.

Esimerkki: Hiiliturvatekniikka

CarbonCure[ injektoidaan talteen otettua hiilidioksidia tuoreeseen betoniin, jossa se mineralisaatio on pysyvää ja vähentää tarvittavaa sementtiä ja parantaa sen voimaa. Tätä teknologiaa käyttävät betonin elementtivalmistajat alentamaan ruumiillista hiiltä.

2. Vihreän valmistustekniikan teknologia ja energiatehokkuus

Vanhojen koneiden korvaaminen tehokkailla sähkökäyttöisillä, servomoottoreilla ja kehittyneillä CNC-reitittimillä voi vähentää energiankulutusta 30.50%. Metallinmuodostukseen tarkoitettu induktiolämmitys, robottihitsaus optimoidulla polkusuunnittelulla ja automatisoidulla materiaalinkäsittelyllä vähentää sekä energiaa että jätettä. Uusiutuvan energian tuotanto ja sen automatisointi vähentävät sekä energiaa että jätettä. Toimipaikalla tapahtuva uusiutuvan energian tuotanto. Sähköpaneelit tehdaskatoilla, tuuliturbiinit tai geotermisen lämmön pumput. IBC-laitokset voivat käyttää sähköä nollahiilisähköllä. Yhdistetty lämpö ja sähkö (CHP) -järjestelmät vievät hukkalämpöä tilalämmityksen tai kuuman veden valmistuksessa, parantavat edelleen kokonaishyötysuhdetta. Älykkäät mittaus- ja energianhallintaohjelmistot tarjoavat reaaliaikaista tietoa energiahogsien tunnistamiseen ja poistamiseen.

Linkki tutkimukseen

U.S. Department of Energy.

3. Prosessin optimointi ja jätteen vähentäminen

Lean valmistusperiaatteet.Näin ollen juuri ajoissa tapahtuva tuotanto, 5S:n työpaikkaorganisaatio ja jatkuva parantaminen.Digitaalinen kaksoistekniikka mahdollistaa valmistajien simuloinnin tuotantolinjojen ja optimoinnin ennen fyysisten muutosten tekemistä. Koostumusmuottien valmistus (3D-tulostus) betonikomponenteille tai monimutkaisille teräsliittimille vähentää materiaalijätettä perinteisiin vetovoimamenetelmiin verrattuna. Suljettu veden kierrätys betonivalu- ja teräsjäähdytysjärjestelmissä säästää vettä ja vähentää lämpösaasteita. Edistyneet leikkausalgoritmit (jännitysohjelmisto) maksimoivat materiaalin tuoton teräslevyistä ja puutavarasta, toisinaan saavuttaa 95 prosentin käyttöasteen.

Modulaarinen purkusuunnittelu

IBC:n suunnittelu helppoon purkamiseen käyttöiän lopussa.Pulttiliitoksilla hitsausten, standardoitujen rajapintojen ja reversiibelien sijaan helpottaa komponenttien uudelleenkäyttöä ja kierrätystä. Tämä kiertotalousajattelu vähentää neitsytmateriaalin uuttamisen tarvetta ja vähentää hiilidioksidipäästöjä monissa elinkaaren vaiheissa.

4. Toimitusketjun hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ja logistiikka

Raaka-aineiden ja valmiiden komponenttien kuljetus muodostaa merkittävän osan IBC-päästöistä. Paikallisen oston tekeminen 200 mailin säteellä vähentää polttoaineen kulutusta. Siirtyminen dieselautoista sähkö- tai vetykäyttöisiin laivastoihin lyhyen matkan toimituksia varten voi poistaa pakokaasupäästöjä. Rautatie- ja proomukuljetukset tarjoavat vähemmän hiili-intensiteettiä tonnia kohden kuin maantiekuljetukset. Yhdistäminen ja reitin optimointiohjelmistojen käyttö vähentää polttoaineen käyttöä. Kysyntään vastaavat digitaaliset alustat vähentävät tyhjiä peräautoja ja turhia matkoja.

Yhteistyöpolitiikka ja teollisuus

Hallituksen politiikka, kuten hiilen hinnoittelu, ympäristöystävälliset julkiset hankinnat ja rakennuskoodit, joihin kuuluvat ruumiilliset hiilidioksidirajat (esim. Kalifornia... osta Clean California Act ja EU:n taso [s], luovat markkinakannustimia vähähiiliselle IBC-teollisuudelle. Teollisuusyhteistyöt, kuten World Green Building Council.Net Zero Carbon Buildings Sitoumus ja Kestävä teräsyhdistys ajaa tiedon jakamista ja standardien laatimista. Valmistajat voivat osallistua hiilitietojen julkistamisohjelmiin (CDP) ja tiedepohjaisiin tavoitteisiin, joilla voidaan vertailla edistymistä ja houkutella vihreitä sijoittajia. Kolmansien osapuolten sertifiointi.

Kehittyvä teknologia ja tulevaisuudennäkymät

Katsauksessa sementtiuuneihin ja terästehtaisiin integroitu hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen (CCU) voisivat merkittävästi vähentää teollisuuden päästöjä. Biochar, joka on valmistettu maatalousjätteestä, voidaan lisätä betoniin parantaakseen ominaisuuksia samalla kun se eristää hiiltä. Itsestään parantava betoni käyttää bakteereja tai upotettuja mikrokapseleita pidentää komponentin elinkaarta, mikä vähentää korvaustiheyttä. Tekoälyä (AI) ja koneoppimista käytetään optimoimaan betonin, laitteiden huoltoon ja dynaamiseen energiankäyttöön tarkoitettuja raaka-aineseoksia. Vetykäyttöisiä teräskierrätykseen tarkoitettuja uuneja pilotoitetaan yrityksissä kuten SSAB ja ArcelorMittal. Siirtyminen verkko- nolla-IBC:n valmistukseen edellyttää todennäköisesti sähköistymistä, vetyä, hiilidioksidin talteenottoa ja kiertosuunnittelua.

Linkki toimialaan

IPCC:n kuudennessa arviointikertomuksessa ilmastonmuutoksen hillitsemisestä esitetään kattava katsaus teollisuuden vähentämisstrategioihin.

Päätelmät

IBC-valmistuksen hiilijalanjäljen pienentäminen ei ole vain ympäristövaatimus vaan myös kilpailuetu. Kun otetaan huomioon kestävät materiaalit, vihreä energia, prosessien optimointi, kiertosuunnittelu ja yhteistyöpolitiikka, valmistajat voivat merkittävästi pienentää päästöjä ja säilyttää kannattavuuden. Varhaiset omaksujat ovat parhaita tapoja vastata tiukentuviin sääntöihin ja kasvavaan kysyntään vähähiilisen rakentamisen alalla. Eteenpäin tarvitaan kestäviä investointeja, monialaisia kumppanuuksia ja sitoutumista jatkuvaan innovointiin.