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AUTOMATION TODAY第79号 | 特集記事

ネットゼロとエネルギートランジションへの道

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An image focuses on a sophisticated carbon capture system installed in the plant. It ilrates the absorption process occurring in tall absorption towers, efficiently capturing and storing
第79号
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地球温暖化は私たちすべてに影響を及ぼしており、温室効果ガスの排出は地球温暖化の主な原因のひとつです。その中でも金属・鉱業は最大の貢献者のひとつであり、世界全体の温室効果ガス排出量の4~7%を占めていると言われています。

温室効果ガス削減の必要性にスポットライトを当てた国連は、サステナブル(持続可能)な開発のための17の目標のひとつとして、安価でクリーンなエネルギーを強調しています。2023年11月現在、世界145カ国がネットゼロ目標を発表、または検討中です。

このような背景から、世界のエネルギー部門は、より環境に優しいソリューションを採用するように進化しています。特に鉱業、化学、石油&ガスなどの業界は、よりクリーンで効率的なエネルギー資源を探す使命を担っています。技術革新であれ、すでに存在する技術の採用であれ、主要な業界関係者はネットゼロ目標の達成に向けて対策を実施しています。

同時に、ネットゼロを実現するには、よりシンプルで迅速な方法があることにも注意する必要があります。エネルギートランジションに真剣に取り組む組織は、まずエネルギーと水の消費量の削減に取り組むことができます。廃棄物を減らし、リサイクルを増やし、消費量の追跡を開始して、エネルギーと水の消費量を意識的に長期的に最適化します。組織内にこうした習慣を導入することで、より環境に優しい習慣を採用するよう従業員の意識も変わることでしょう。

この記事では、エネルギートランジション鉱物が鉱業分野において重要な鉱物になりつつある理由、組織がサステナブルな形でより環境に優しいソリューションを採用する方法、炭素回収と水素における新たなエネルギー機会を発見する方法を探ります。また、従来は二酸化炭素排出量が多いとされてきた産業が、よりサステナブルな未来に貢献するためにどのような役割を果たすことができるのかについてもご紹介します。

Hydrogen produced from water with renewable electricity referred to as green hydrogen. Green hydrogen eco-friendly energy source generated by using water and renewable electricity.
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サステナブルな鉱業とエネルギートランジション

エネルギートランジションは、よりサステナブルなエネルギーの未来に向かう多くの組織にとって、解決策となっています。可能な限り、企業は化石燃料への依存から、二酸化炭素の排出が極めて少ない、またはまったくない再生可能エネルギー源へと移行しています。

近年、化石燃料の代替として、ニッケル、リチウム、銅、コバルト、レアアースなどのグリーンメタルや鉱物に対する需要が高まっています。このため、鉱山会社は生産量を増やし最適化し、長期的なサステナビリティのために信頼できるバリューチェーンの開発に目を向けるようになりました。

アジア太平洋地域では、中国、オーストラリア、インドネシアがリチウムとニッケルのトップ生産国としてリードしており、これらの物質を適切に抽出するための地質学的専門知識と研究を行なっています。

これらの国々はまた、今後起こりうる経済的・地政学的不確実性に耐えうる強靭なサプライチェーンを確立することで、重要鉱物の分野を成長させるための対策を講じています。

排出量を削減するため、多くの組織がエネルギー・トランジション・ソリューションとして炭素回収・貯留(CCS)を採用しています。CCSは、産業資源から排出される二酸化炭素(CO2)を回収し、地下深くに貯蔵するものです。調査によると、CCSは発電所や産業施設から排出されるCO2の90%以上を回収・貯留できる可能性があるといいます。BloombergNEFの報告によると、世界全体では、2050年までの排出削減量の61%をクリーン電力が占めるといいます。このうち21%がCCSによるものです。炭素価格、炭素税、カーボンクレジットの世界的な導入は、他の脱炭素化プロジェクトの中でも、CCSへの投資意欲をさらに高めています。

Artisanal Miner Holding Cobalt Deposit with Care. AI

水素もまた、強力なエネルギー転換ソリューションです。再生可能な電力と二酸化炭素を排出しない化石燃料から製造できる、クリーンで汎用性の高い安全なエネルギーキャリアです。水素は、使用時に排出ガスをゼロにし、液体と気体の両方で貯蔵できるため、多くの組織にとって人気のある代替手段となっています。

ブルーおよびグリーン水素製造を改善し最適化するために、組織はデジタルファースト戦略を取ることを検討すべきです。データは、オペレータがあらゆる問題に対処するために重要な知見を提供し、すべてのシステムが日常的に正常に動作していることを確認するためのモニタに役立ちます。

An image focuses on a sophisticated carbon capture system installed in the plant. It ilrates the absorption process occurring in tall absorption towers, efficiently capturing and storing
脱炭素化の目標を達成し、収益を向上させる

マッキンゼー社の試算によると、2050年までに産業界の脱炭素化を進めるには、世界全体で11兆ドルから21兆ドルのコストがかかるといいます。これは莫大な金額に思えるかもしれませんが、実際には、環境に配慮することが収益性を犠牲にする必要はありません。むしろ、うまくやれば収益性を向上させることができます。すべては、組織が脱炭素化の道のりをいかにうまく計画するかにかかっています。

炭素排出量の多い事業分野を特定し、その分野に焦点を絞ります。これには、新たな技術の研究やテストを実施したり、よりサステナブルなサプライチェーンの実践のために低炭素素材を採用したりすることが含まれます。

ロックウェル・オートメーションでは、DAC (直接空気回収技術)が脱炭素化目標を効率的に達成するためのソリューションになると考えています。クリーン水素はより身近な方法のように思われるかもしれませんが、直接空気回収技術は大気からCO2を直接除去し、再利用または貯蔵することを目的としています。私たちの技術パートナである1Point5社によるイニシアチブは、直接空気回収技術がスケールアップの可能性を秘めた有望な技術であることを実証しています。

直接空気回収技術は、オープンアーキテクチャを推進する分散制御システム(DCS)に従っている。組織は、DCSがプロセス、ディスクリート、電力、情報、および安全制御を工場全体のインフラに接続する工場の重要な領域をシームレスに統合することができます。このモジュール式アーキテクチャは容易に拡張可能で、リモートオートメーションをサポートしているため、企業は、新しい技術や古い設備に新しい設備を接続するための回避策に投資することなく、更新を実施したり、システムの適用範囲を拡大したりすることもできます。直接空気回収技術の柔軟性は、長期的な視点で構築されたユニークで未来志向のソリューションであり、環境と企業の両方にとってサステナブルなものです。

新たなエネルギー転換に対応するため、化学プラントと鉱業プラントの連携を強化

長い間、特に鉱業はサイロの中で運営されてきました。組織内の部門間には多くの断絶があり、コミュニケーションやコラボレーションの欠如を引き起こしています。しかし、今日では多くの新しいツールやプロセスが利用できるため、企業は業務プロセスを見直す必要があります。

結局のところ、事業の収益性と目的とのバランスを取りたいのであれば、革新的な製品の再設計を増やすことはもはやオプションではなく、サステナブルなゼロカーボン世界で成功するために必要なルートなのです。

多くの大手企業は、自動化を活用して業務を最適化し、ネット・ゼロ・ビジネスへの取り組みを加速させています。モノのインターネット(IoT)と並んで、鉱山は現在、鉱山から市場までシステムを統合し、エンド・ツー・エンドで接続できるようになっています。これには、鉱山での採掘装置用の高性能ドライブソリューションの導入から、加工工場での採掘プロセス制御用の専用アプリケーションの導入、マテリアルハンドリングと吊り上げ作業の安全と信頼性の確保などが含まれます。

鉱山のオペレータは、操業効率を最適化するためにデータを収集、集約、分析することができます。すべてのデータを1つのプラットフォームで管理することで、業務全体にわたって同じコンテキストで情報を提供することができ、意思決定のミスコミュニケーションをなくし、意思決定プロセスを改善することができます。

ロックウェル・オートメーションが提供する鉱業オペレーション管理(MOM)スイートは、異種のシステムとデータを接続し、業務の効率化を実現します。より透明性が高く、アクセスしやすいデータにより、企業は意思決定を改善し、最終的に無駄を削減することができます。

当社のモデル予測制御(MPC)は、速度、油圧、さらには風や道路状況などの変数を定義する機械学習を使用することで、鉱業分野における複雑なプロセスを最適化することができます。これらの変数が互いに及ぼす影響を特定することで、企業は最適な行動計画を立てることができます。同時に、オペレータは複数のループの管理から解放され、パフォーマンスを管理する時間を増やすことができます。調査によると、予知保全によって機械の寿命が20~40%延びることがわかっています。

一方、化学プラントでは、ロックウェル・オートメー ションのバッチ・パフォーマンス・アナリティクス・ソリューションを活用し、エネルギー節約計算機を使用してエネルギー効率を改善することができます。データを集計してコンテキスト化し、主要性能指数とアラートを設定し、行動を起こしてプロセス性能を改善するための洞察を得ることによって、資産利用をよりよく管理し、製品品質を確保し、製造コストを抑制する方法を学んでください。

追跡や報告から在庫管理まで、鉱山や化学プラントが接続されることで、将来の生産量を予測するのに必要な履歴データが提供されます。

インテリジェントなパッケージ型パワーシステムは、プロセスシステムと電気システムを可視化し、1つのオペレーション環境に統合します。一方、分散制御システム(DCS)は、操業リスクを低減しながら、オペレータがより生産的に作業できるようにします。

故障が発生した場合、現地で専門家を必要としたり、調査のために人員を派遣する必要がありますが、接続された鉱山や化学プラントは、リモートアクセスを通じて診断を実行し、リアルタイムのサポートを提供することができます。また、リモートアクセスを利用することで、発生する可能性のある問題を軽減するための既存データのサポートが追加され、インシデントの解決や予防がスピードアップします。言うまでもなく、採掘現場や化学工場は本質的に危険な場所であるため、これはより安全なアプローチです。

Young maintenance engineer man using laptop with environment icon on the mountain. environmental engineering technology concept.
ロックウェル・オートメーションでエネルギートランジションを実現

気候変動への取り組みはすべての人の責任ですが、それは共同責任でもあります。世界中の組織が革新を続け、より環境に優しいエネルギーへの道を切り開く中、ロックウェル・オートメーションは、これらの業界に適合するよう調整された関連ハードウェア、ソフトウェア、およびソリューションで、この分野の主要企業が運用ワークフローを最適化できるよう支援しています。

ネット・ゼロ・エコシステムへの投資は、環境・社会・ガバナンス(ESG)の実践にとどまりません。より良い明日のために二酸化炭素排出量を削減するという集団的使命のためです。効率を改善し、よりクリーンな排出源を導入し、炭素回収・貯留ソリューションに投資することで、組織は現在と将来の完全な職場変革のために、真にサステナブルなエコシステムを構築することができます。

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