如何打造面向未來的綠色礦業？
http://www.199rrr.com 2024-11-18 11:10 來源：施耐德電氣（中國）有限公司
礦產資源，歷來是國家經濟和產業發展的基石。在當今綠色可持續發展的大潮中，古老又現代的礦業正經歷著一場深刻的洗禮。面對這一趨勢，我們當如何推動礦業向綠色低碳轉型，以適應未來的發展需求？
“以綠促綠”，礦業可持續轉型迫在眉睫
作為一種傳統的能源密集型產業，采礦業在全球能源轉型中面臨的挑戰并不輕松。根據咨詢機構伍德麥肯茲的研究，采礦活動產生的直接和間接溫室氣體排放占全球總排放量的4%至7%，這一數字不容忽視。除了高耗能、高排放之外，采礦業往往還可能涉及環境污染、水資源短缺以及生物多樣性等問題。
事實上，采礦業的快速增長，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，加快推進采礦業的綠色轉型，也是“以綠促綠”的一條重要途徑。
數字化和電氣化：驅動礦業轉型的強勁引擎
在礦業綠色轉型的進程當中，創新是至關重要的驅動力。礦業不僅要優化自身的能源戰略，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，數字化和電氣化技術正扮演著核心角色，它們將推動礦業實現前所未有的效率提升、運營靈活性，以及環境友好性。
首先，數字化和電氣化轉型，推動了礦業對可再生能源的廣泛采用，這可大大減少與采礦業相關的碳足跡，并減少化石能源價格波動帶來的影響。采礦企業還可以利用智能電網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。
礦業生產過程本身的數字化轉型尤為重要。采用傳感器、數據分析、物聯網設備和人工智能等技術，可以幫助采礦企業優化運營并提升自動化水平，打造由數據驅動決策的“智能礦山”。遠程監控和人工智能等技術還可以幫助降低事故和環境污染的風險，在提升安全性的同時，最大限度減少采礦造成的環境危害，從而顯著提升可持續性。
從咨詢到落地，為礦業轉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字化轉型專家，施耐德電氣一直積極助力推動采礦行業的可持續轉型。為應對這一過程中的諸多挑戰，施耐德電氣從整體視角出發，全面整合在電力、工藝、數字化設計和執行能力等方面的專業能力，為采礦行業提供“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據分析、人工智能和自動化技術提升生產效率。此外，企業還可以充分利用施耐德電氣提供的頂層設計、精益咨詢、人工智能和數字化咨詢以及可持續發展咨詢等專業咨詢能力，預先規劃好面向未來的建設或轉型路線圖。
以礦物加工環節為例，這是采礦行業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%，因此成為能耗優化的重點。其關鍵挑戰是，采礦企業需要在保持甚至提高產量的同時，推動能耗的優化，而不是簡單地通過減產或停產的方式來實現。
對此，施耐德電氣能夠為采礦企業提供一種經濟高效的解決方案，從多個環節著手降低能耗。
在選礦環節，通過在預處理階段剔除低品位的次經濟廢料，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字化轉型來實現這一優化。具體來說，通過建立集中的數據平臺，采集大量有意義的選礦數據，并將這些數據與下游處理廠的數據整合，為數據的分析和優化提供基礎。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化技術，可以提高產量的同時，降低能耗。此外，這些舉措還有助于改善粒徑分布的均勻度，實現跨職能的標準化作業，并最大限度地減少工藝過程的不穩定性。
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”內進行粉磨操作，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，很難實現產量最大化。在這種情況下，自適應的先進過程控制系統可以利用機器學習算法，對工況特征進行預測建模并優化工藝約束，以適應不同的礦石和工藝條件，在確保生產連續性的同時，提升產量降低能耗。
此外，還可以通過咨詢式方法，對生產和能源效率的改善以及投資回報率進行測量和評估，從而為后續的生產策略調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型過程和解決方案框架達成共識，也為長期應對行業變化和實現持續改善打下了基礎。
如今，可持續發展已經成為采礦業戰略和創新發展的核心，這一轉變不僅是為了應對日益嚴苛的合規性要求，更是為了確保采礦企業能夠長期保持競爭優勢和生存能力。展望未來，隨著電動汽車和可再生能源系統等綠色技術所需要的礦物原材料需求不斷增長，礦業的綠色發展和可持續轉型趨勢將愈加顯著，企業必須為此做好準備。
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