環球速訊:石油裝備綠色制造,如何“碳”路疾行?
編者按:“十四五”期間,綠色制造已成為制造業領域實現“雙碳”目標的主戰場。今年年初以來,作為工業領域實現“雙碳”目標的重要抓手之一,我國綠色制造體系建設不斷取得新進展,成為推動經濟高質量發展的新動力。石油裝備領域的綠色制造達到了什么水平?未來如何發展?本期推出專題報道,敬請關注。
5月初,由工程材料研究院牽頭的《油氣田設備材料綠色制造和低碳排放指南》國際標準提案,經投票表決正式立項,成為中國石油在綠色制造領域主導制定的第一個國際標準。工程材料研究院特聘專家、國際標準化組織ISO/TC67綠色制造特別工作組召集人秦長毅說:“綠色制造是制造業高質量發展的關鍵,石油裝備制造企業通過科技創新、流程再造、標準制定、生產模式變革等,持續提升綠色制造水平,將有力支撐‘雙碳’目標的實現。”
高能耗、高碳排,怎樣解決?
(資料圖片僅供參考)
創新綠色技術,構建綠色制造體系
國家統計局數據顯示,2022年,我國裝備制造業實現利潤2.88萬億元,同比增長1.7%。制造業既是經濟增長的重要引擎,也是能源消耗和碳排放的主要領域。降低高耗能制造業碳排放量、推進綠色制造,是實現“雙碳”目標的關鍵之一。
近年來,我國石油裝備制造企業通過產業技術升級、設備更新及綠色低碳改造等,降碳減排取得了一定成效,但資源消耗偏高、綠色科技水平整體低于國際先進水平等問題依然存在。
“要在科技創新和構建綠色制造體系上下功夫。”秦長毅說。綠色制造要求更高的技術標準、更高的技術含量、更規范的工藝流程,石油裝備制造企業應加大綠色技術的研發與應用力度,加強能源消費總量和強度的管控,加快建立先進的生產模式,助力全產業鏈降碳減排,實現綠色化、數字化、智慧化轉型。
綠色制造對于石油裝備制造企業來說并不陌生。今年3月,工程技術研究院北石公司獲評工業和信息化部“綠色工廠”。該公司自主研發的目前全球功率最大、測試功能最齊全的頂驅綜合性能試驗臺,采用能量回饋系統,將頂驅試驗中輸出的能量通過加載電機回饋到電網中,能量回收率最高可達89%。
“十四五”是國家實現碳達峰的窗口期和關鍵期。北京聯合智業集團經營委員會委員張昕表示,石油裝備制造企業應注重研究、用好國家相關政策,加強多方交流與合作,加快制造業綠色低碳轉型和高質量發展。
品種多、整合難,從哪發力?
強化標準建設,引領裝備制造綠色發展
與汽車制造等擁有標準生產線、更容易實現智能制造的行業不同,石油裝備投入高、品種繁多、體積大、制造工序長、加工工序多、個性化需求多、整合資源難度大,實現全流程智能化生產有一定困難。
因此,石油裝備綠色制造在不斷取得成效的同時,也面臨著諸如綠色制造水平評價工具和標準體系不完善,產品全生命周期管控和評價工作滯后,設計、制造、運維數據孤島較多,綠色技術創新質量不高,超低排放改造技術投資及運營成本高等深層次問題與挑戰。
“標準化是落實綠色制造戰略的重要手段。”作為我國石油管材與裝備專業標準化建設的資深專家和開拓者之一,秦長毅說,“石油裝備綠色制造、低碳發展已成為國際標準化領域的一個熱點。”
標準既能正向引導企業向更綠色化的生產方式轉型升級、研發創新,也能逆向倒逼企業淘汰落后、比學趕幫超,其規范引領作用對石油裝備制造企業綠色轉型、提質增效具有重要意義。
張昕表示,推進綠色產品認證和評價,將加快石油裝備向綠色化、高端化發展。
油井管是油氣勘探開發的關鍵裝備,由于腐蝕、磨損、機械破壞等原因,年消耗量巨大。對此,工程材料研究院加大研究與創新力度,牽頭制定的ISO24565《石油天然氣工業陶瓷內襯油管》和ISO24139《石油天然氣工業管道輸送系統用耐蝕合金內覆復合彎管和管件》國際標準,相繼正式發布,有力推動了我國高性能綠色石油管材產業的健康發展。
目前,陶瓷內襯油管壽命達到普通新油管的5倍以上,已經應用的1067.9萬米陶瓷內襯油管,節約標準煤53.6萬噸,減排二氧化碳124萬噸,節水341萬噸,開辟了舊油管“微能耗、零排放、無污染”的綠色制造及再利用新領域。
時間緊、任務重,如何應對?
開發綠色產品,助力企業綠色低碳轉型
秦長毅表示,碳達峰碳中和時間緊、任務重,石油裝備制造企業順應國家綠色發展形勢,運用綠色生產技術,提升核心競爭力,開發綠色產品,是必然的趨勢和選擇。
近年來,石油裝備制造企業通過研發應用先進工藝、裝備、技術和流程,加強節能環保管理,實施超低排放改造,推動“風光熱電氫”及CCUS等業務快速發展,為中國石油實施綠色低碳轉型提供了裝備保障。
具有引領我國油氣鉆井裝備研發制造方向技術實力的寶石機械公司,堅持在設計開發階段系統考慮產品的節能降耗減排。2022年,該公司為中海油服量身定制的國內首臺靜音型8000米自動化鉆機,采用了全井場噪聲控制技術,使井場邊界或距離噪聲源40米處的噪聲低于45分貝,并配置了光源波長為565至575納米的夜用環保暖色光源和收集鉆臺區廢液的零排放系統,成為我國高端石油裝備向綠色低碳、智能化轉型的標志性成果。
濟柴動力公司通過完善“8+1”產業體系,積極打造“低碳”“零碳”產品,成功研發出以天然氣為主要燃料,兼顧沼氣、瓦斯、垃圾填埋氣等清潔能源的L20V190大功率氣體發動機。渤海裝備公司的“綠電儲能高效智能鍋爐”已實現批量生產,該產品具有零排碳、智能化、高效率等特點,為油氣田減碳清潔生產提供了裝備支撐。
寶雞鋼管公司積極培育具有低碳化優勢的新興產業。近5年,利用11.9萬平方米廠房屋面建成分布式光伏電站,累計發電1500多萬千瓦時,實現二氧化碳減排1.3萬余噸。2022年9月,這個公司自主研發的“智能光伏發電+儲能”一體化應用系統正式投用,每年可實現1.2萬千瓦時的綠電替代。
綠色,是高質量發展的最美底色。集“智能制造”“綠色制造”于一體的石油裝備制造企業將不斷迸發出強勁生命力,行穩致遠。
新聞鏈接
綠色制造的概念
綠色制造(GreenManufacturing,GM),又稱環境意識制造或面向環境的制造,是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下,綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。它使產品在從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中環境污染最小,使資源利用率最高、能源消耗最低。
綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效益的現代制造模式,其目的是使產品在從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的所有環節中,對環境和生態的負面影響最小,實現對資源利用的效率最大化,并使經濟效益與社會效益協調優化。
與傳統制造系統相比較,綠色制造系統考慮的是產品的整個生命周期,是一個“大制造”的概念,有時還涉及多個學科的交叉和集成。綠色制造具有非常豐富和深刻的內涵,其實質是人類社會可持續發展戰略在現代制造業中的體現。
綠色制造體系構建
(一)綠色生產過程
◆綠色生產工藝
◆綠色設計
◆綠色物料
◆綠色生產設備
◆綠色生產環境
(二)綠色資源
◆綠色原材料
便于回收便于利用來源豐富
◆綠色能源
耗能省可再生
環保性能好利用率高
(三)綠色產品
◆節省能源
◆保護環境
◆節省物料
◆回收利用
綠色制造系統評價
在綠色制造系統中,衡量制造系統的發展程度不再僅僅是經濟的增長,而是一個綜合的評判,它包括了系統周邊的生態協調性、環境穩定性、資源利用永續性、人力資源發展的持續性、技術創新的持續性、相關產業發展的平衡性(公平性)等。這樣的衡量標準要求制造系統的發展不僅要注重經濟增長,更要注意培養制造系統發展的可持續性、穩定性、協調性和均衡性。
參考書目:
《綠色采購管理》,吳承健、胡軍,中國物資出版社
業界聲音
“六個轉型”創建綠色工廠
張國田
綠色制造是一種低消耗、低排放、高效率、高效益,綜合考慮環境影響和資源效益的現代化制造模式。全面推行綠色制造是建設生態文明的必由之路,是實現碳達峰碳中和目標的主要舉措之一,也是實現經濟高質量發展的內在要求。
創建綠色工廠是構建綠色制造體系的關鍵一環和重要載體。創建綠色工廠要著力推動“六個轉型”,即產業結構高端化、能源消耗低碳化、資源利用循環化、生產過程清潔化、制造流程數字化、產品供給綠色化。
產業結構高端化就是對傳統產業鏈進行升級改造,持續改進加工工藝,逐步淘汰能耗大、效能低的落后生產設備,對設備進行數字化、智能化、綠色化轉型升級,加快建設現代化作業平臺,配備與綠色制造配套的安全環保設施設備和檢驗檢測設備等。
能源消耗低碳化是指通過實施制造業碳達峰方案,不斷優化能耗“雙控”制度,持續開展能效水平對標達標活動和節能減排技術攻關,深挖運行操作潛力,推進能源結構綠色化改造,逐步實現可再生能源和清潔能源替代。要通過開展精細化管理和節能減排技術攻關,充分發揮綠色工廠節能降碳的引領作用。
資源利用循環化是指通過推行廠區循環化改造,促進企業廢物資源交換利用,定期開展排污檢測及水效對標,實現工業固體廢物綜合利用最大化和資源利用過程無害化;通過采用能量回饋系統,加強電能水能等能源循環利用。
生產過程清潔化就是不斷強化綠色制造工藝技術,全面加強制造全流程綠色化診斷。對原材料選用和使用量進行跟蹤評價,充分考慮對資源環境的影響;利用智能倉儲系統、AGV小車等智能設備逐漸實現廠區內物流運輸自動化智能化,對廢水廢液廢氣進行無害化處理,減少浪費和能源消耗。
制造流程數字化就是依托數字化信息化平臺,統籌單位產值能耗、VOCs排放監測等基礎數據,實現綠色技術創新和信息化創新雙輪驅動。
產品供給綠色化就是按照綠色產品標準,通過產品綠色設計、設備綠色改造、原材料綠色采購、產品綠色銷售等,逐步形成綠色產品發展格局。提升產品供給綠色化水平是推進碳達峰碳中和目標落地的重要抓手,也是綠色工廠努力的方向。
全方位的綠色低碳轉型升級引領,能夠帶動產業鏈、供應鏈的深度綠色變革,不斷提升產業的綠色化水平,推進制造業高質量發展。各制造企業應以綠色工廠、綠色產品、綠色供應鏈建設為目標,以更大力度的實際行動履行節能降碳、低碳環保的社會責任,堅定不移走綠色低碳發展之路,實現全產業鏈和產品全生命周期綠色發展。(作者系工程技術研究院北石公司副總經理)
石油裝備綠色制造未來可期
許曉鋒
石油裝備綠色制造具有巨大的經濟效益和社會效益。以綠色制造中的再制造為例,據不完全統計,國內每年報廢的抽油機超過1萬臺、抽油泵超過5萬臺、抽油桿超過1200萬米、油管超過2000萬米,大約80%的報廢設備具有可再制造性。再制造產品的質量和性能不低于新品,成本只有新品的50%,可節能60%、節材70%,大氣污染物排放量降低80%以上。“雙碳”背景下,石油裝備綠色制造前景光明、大有可為。
石油裝備綠色制造主要包括三個方面的內容:一是實現石油裝備產品全生命周期的綠色低碳。從綠色設計開始,在最初設計階段就充分考慮對資源和環境的影響;選用綠色環保、易于回收再利用或易于降解的原材料;制造過程中,采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環境污染小的工藝和技術;實施再制造和再利用,挖掘裝備的潛在價值。
二是圍繞綠色產品開展綠色工廠、綠色園區和綠色供應鏈等建設。我國確立的綠色制造體系內涵豐富,不僅包括產品本身,還涉及生產制造產品的主體;既考慮了產品全生命周期的時間維度,也考慮了產品周邊相關的空間維度,要求推動綠色產品、綠色工廠、綠色園區和綠色供應鏈全面發展。
三是推進“風光熱電氫”等低碳能源的開發和利用。未來,石油裝備綠色制造將不再局限于石油和天然氣能源領域,還會逐漸拓展到“風光熱電氫”等低碳能源領域。
目前,我國石油裝備綠色制造已開展諸多實踐,取得了一定成效。但由于技術和標準等還不完善,制約了石油裝備綠色制造的進一步發展,綠色制造還有很大發展空間。
首先,加大石油裝備綠色制造技術研發和應用。綠色制造過程中,需要應用到近凈成形技術,激光熔覆、3D打印等增材技術,干式切削、工藝模擬技術,高效、低耗、潔凈的鑄造、鍛壓、熱處理及表面工程技術或智能自修復技術等。整體上,綠色制造技術研究統籌規劃不夠、部署分散,需要加強頂層設計,加大研發投入力度,加快科研成果轉化。
其次,強化石油裝備綠色制造標準化工作。“雙碳”背景下,石油裝備制造企業應在國家綠色制造標準體系基礎框架下,結合油氣行業特點,從標準體系完善、重點標準制定和國際化突破等方面積極推進。
最后,制定完善石油裝備綠色制造制度和辦法。在國家相關法律法規和部門規章制度基礎上,制定綠色制造相關的制度和辦法,例如費用補貼、統一定價和集中采購,鼓勵石油裝備綠色制造業務的開展,推動石油裝備綠色制造企業規模化發展壯大;建立廢舊石油裝備逆向物流回收網絡和企業間資產靈活流通機制,盤活廢舊物資;開展石油裝備綠色制造的產品認證、檢驗檢測和質量評估等,保證綠色石油裝備的產品質量;加強綠色制造的宣貫和培訓,提高綠色石油裝備的影響力和認可度。(作者系工程材料研究院標準信息與戰略研究所一級工程師)
企業實踐
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