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礦產(chǎn)資源，歷來是國家經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。在當今綠色可持續(xù)發(fā)展的大潮中，古老又現(xiàn)代的礦業(yè)正經(jīng)歷著一場深刻的洗禮。面對這一趨勢，我們當如何推動礦業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型，以適應未來的發(fā)展需求？
“以綠促綠”，礦業(yè)可持續(xù)轉(zhuǎn)型迫在眉睫
作為一種傳統(tǒng)的能源密集型產(chǎn)業(yè)，采礦業(yè)在全球能源轉(zhuǎn)型中面臨的挑戰(zhàn)并不輕松。根據(jù)咨詢機構(gòu)伍德麥肯茲的研究，采礦活動產(chǎn)生的直接和間接溫室氣體排放占全球總排放量的4%至7%，這一數(shù)字不容忽視。除了高耗能、高排放之外，采礦業(yè)往往還可能涉及環(huán)境污染、水資源短缺以及生物多樣性等問題。
事實上，采礦業(yè)的快速增長，恰恰與全球可再生能源技術的興起密不可分。國際能源署報告指出，隨著世界轉(zhuǎn)向可再生能源技術，到2050年，對鋰、鈷和鎳等重要礦物的需求可能會增加近500%。由此可見，加快推進采礦業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，也是“以綠促綠”的一條重要途徑。
數(shù)字化和電氣化：驅(qū)動礦業(yè)轉(zhuǎn)型的強勁引擎
在礦業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的進程當中，創(chuàng)新是至關重要的驅(qū)動力。礦業(yè)不僅要優(yōu)化自身的能源戰(zhàn)略，還要與各方利益相關者在減少碳排放的目標上保持一致。在這一進程中，數(shù)字化和電氣化技術正扮演著核心角色，它們將推動礦業(yè)實現(xiàn)前所未有的效率提升、運營靈活性，以及環(huán)境友好性。
首先，數(shù)字化和電氣化轉(zhuǎn)型，推動了礦業(yè)對可再生能源的廣泛采用，這可大大減少與采礦業(yè)相關的碳足跡，并減少化石能源價格波動帶來的影響。采礦企業(yè)還可以利用智能電網(wǎng)精確控制用電時間和方式，更好地管理能源消耗并減少浪費，提高能源使用的安全性和獨立性。
礦業(yè)生產(chǎn)過程本身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型尤為重要。采用傳感器、數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)設備和人工智能等技術，可以幫助采礦企業(yè)優(yōu)化運營并提升自動化水平，打造由數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的“智能礦山”。遠程監(jiān)控和人工智能等技術還可以幫助降低事故和環(huán)境污染的風險，在提升安全性的同時，最大限度減少采礦造成的環(huán)境危害，從而顯著提升可持續(xù)性。
從咨詢到落地，為礦業(yè)轉(zhuǎn)型打造一體化解決方案
作為全球能源管理和自動化領域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣一直積極助力推動采礦行業(yè)的可持續(xù)轉(zhuǎn)型。為應對這一過程中的諸多挑戰(zhàn)，施耐德電氣從整體視角出發(fā)，全面整合在電力、工藝、數(shù)字化設計和執(zhí)行能力等方面的專業(yè)能力，為采礦行業(yè)提供“從咨詢到落地”的一體化能源管理與過程自動化解決方案。
依托這樣功能全面的解決方案，采礦企業(yè)一方面可以通過集成更多可再生能源加速脫碳進程，另一方面可以通過數(shù)據(jù)分析、人工智能和自動化技術提升生產(chǎn)效率。此外，企業(yè)還可以充分利用施耐德電氣提供的頂層設計、精益咨詢、人工智能和數(shù)字化咨詢以及可持續(xù)發(fā)展咨詢等專業(yè)咨詢能力，預先規(guī)劃好面向未來的建設或轉(zhuǎn)型路線圖。
以礦物加工環(huán)節(jié)為例，這是采礦行業(yè)中能源消耗最大的階段。特別是礦物粉碎過程，其能耗約占整個礦山總能耗的60%，因此成為能耗優(yōu)化的重點。其關鍵挑戰(zhàn)是，采礦企業(yè)需要在保持甚至提高產(chǎn)量的同時，推動能耗的優(yōu)化，而不是簡單地通過減產(chǎn)或停產(chǎn)的方式來實現(xiàn)。
對此，施耐德電氣能夠為采礦企業(yè)提供一種經(jīng)濟高效的解決方案，從多個環(huán)節(jié)著手降低能耗。
在選礦環(huán)節(jié)，通過在預處理階段剔除低品位的次經(jīng)濟廢料，可以避免對這些廢料進行不必要的進一步加工，從而提高能效，可以通過選礦過程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)這一優(yōu)化。具體來說，通過建立集中的數(shù)據(jù)平臺，采集大量有意義的選礦數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與下游處理廠的數(shù)據(jù)整合，為數(shù)據(jù)的分析和優(yōu)化提供基礎。通過這一舉措，可以將礦物處理量提升4%~6%的同時，并降低10%~15%的能耗。
與此同時，還可以利用先進過程控制(APC)等技術途徑，對粉碎的工藝過程進行優(yōu)化。由于粉磨過程固有的復雜性，這一工藝過程通常未能在最優(yōu)的工況條件下進行。為了解決這一多變量問題，引入先進過程控制以及優(yōu)化技術，可以提高產(chǎn)量的同時，降低能耗。此外，這些舉措還有助于改善粒徑分布的均勻度，實現(xiàn)跨職能的標準化作業(yè)，并最大限度地減少工藝過程的不穩(wěn)定性。
例如，在不斷變化的礦石和工藝條件下，操作人員往往選擇在工況的“安全區(qū)”內(nèi)進行粉磨操作，以減少磨機設備的意外停機風險。然而，這一保守的運行策略，很難實現(xiàn)產(chǎn)量最大化。在這種情況下，自適應的先進過程控制系統(tǒng)可以利用機器學習算法，對工況特征進行預測建模并優(yōu)化工藝約束，以適應不同的礦石和工藝條件，在確保生產(chǎn)連續(xù)性的同時，提升產(chǎn)量降低能耗。
此外，還可以通過咨詢式方法，對生產(chǎn)和能源效率的改善以及投資回報率進行測量和評估，從而為后續(xù)的生產(chǎn)策略調(diào)整和技改措施提供參考。這一過程不僅有助于讓利益相關方對轉(zhuǎn)型過程和解決方案框架達成共識，也為長期應對行業(yè)變化和實現(xiàn)持續(xù)改善打下了基礎。
如今，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為采礦業(yè)戰(zhàn)略和創(chuàng)新發(fā)展的核心，這一轉(zhuǎn)變不僅是為了應對日益嚴苛的合規(guī)性要求，更是為了確保采礦企業(yè)能夠長期保持競爭優(yōu)勢和生存能力。展望未來，隨著電動汽車和可再生能源系統(tǒng)等綠色技術所需要的礦物原材料需求不斷增長，礦業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)轉(zhuǎn)型趨勢將愈加顯著，企業(yè)必須為此做好準備。
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