ROZDZIAŁ 1. Wprowadzenie
Rosnącą troskę o środowisko naturalne wyraźnie widać w naszym codziennym życiu. Od wielu lat pojawiały się różne inicjatywy, które małymi krokami miały przyczynić się do zahamowania degradacji planety, a były to czynności tak banalne dla każdego z nas jak oszczędzanie wody, unikanie jednorazowych opakowań czy wybór odrobiny aktywności fizycznej – spaceru, przejażdżki rowerowej, zamiast podróży samochodem.
Kiedy Przewodnicząca Komisji Europejskiej, Ursula von der Leyen, ogłosiła Europejski Zielony Ład, nasza droga ku neutralności klimatycznej nabrała w pewnym sensie sformalizowanego kształtu, a momentem rozliczenia jest dokładnie połowa XXI wieku. Już teraz w rzeczywistości biznesowej i przemysłowej, w strategiach wielu firm widać odzwierciedlenie tej polityki w postaci celów klimatycznych (sustainability targets), a ich osiągnięcie wymaga wdrożenia najnowszych technologii, które pozwolą znacznie ograniczyć lub całkowicie wyeliminować emisje gazów cieplarnianych do atmosfery.
ROZDZIAŁ 2. Wyzwanie neutralności klimatycznej
Kluczowe gałęzie przemysłu, takie jak sektor energetyczny czy rafineryjny, stają przed ogromnym wyzwaniem zrewolucjonizowania swoich procesów produkcyjnych. Także Emerson, jako dostawca produktów, rozwiązań i usług w branży automatyki, podjął wyzwanie, dzieląc je na 3 kluczowe obszary. Pierwszym z nich jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o 20% do 2028 roku w ponad 200 własnych zakładach produkcyjnych na całym świecie. Drugim jest wsparcie użytkowników i współpraca przy wdrażaniu nowych technologii do produkcji paliw alternatywnych oraz usprawnianiu dotychczasowych procesów, chociażby poprzez wdrażanie rozwiązań Cyfrowego Ekosystemu Plantweb, np. aplikacji Plantweb Insight do monitoringu wymienników ciepła. Takie aplikacje umożliwiają wprowadzanie stopniowych usprawnień w strategiach utrzymania ruchu czy efektywności energetycznej. Ostatnim wymiarem zaangażowania w kwestie środowiskowe jest współpraca z organami tworzącymi standardy i ramy prawne, stanowiące podwaliny transformacji gospodarki.
Do osiągnięcia neutralności klimatycznej jest wiele ścieżek, dlatego każde przedsiębiorstwo, w zależności od profilu działalności, może ukierunkować swoje działania na jedną bądź kilka dostępnych dróg. Dążenie do możliwie najbardziej efektywnego zużycia zasobów, mediów i ograniczenia odpadów bezpośrednio przyczynia się do redukcji emisji, także pośrednich w przypadku zakupionej z zewnątrz energii i ciepła. Choć na pierwszy rzut oka wydaje się to nieoczywiste, również wdrażanie rozwiązań takich jak symulatory procesu i układy zaawansowanej regulacji w systemach sterowania, stanowi doskonały środek do zwiększenia efektywności energetycznej, będących obok systemów kontroli emisji i technologii wychwytywania związków węgla (CCUS) doskonałymi narzędziami ograniczenia negatywnego wpływu przemysłu na środowisko.
Najbardziej oczywistym jednak działaniem, które można podjąć, aby zbliżyć się do celu neutralności klimatycznej jest dekarbonizacja źródła energii. Paliwa alternatywne stanowią doskonały środek ograniczenia emisji u podstaw – w surowcach wejściowych do procesów, w paliwie wykorzystywanym do transportu oraz jako źródło energii elektrycznej.
ROZDZIAŁ 3. Pełna gama biopaliw
Katalog paliw alternatywnych jest niezwykle szeroki, a zalicza się do niego chociażby odpady wykorzystywane w spalarniach do generowania energii elektrycznej i ciepła (Refuse Derived Fuel), czy biodiesel lub bioetanol wykorzystywane do napędzania silników w pojazdach. Jak nazwa wskazuje, są one zamiennikami paliw konwencjonalnych i przyczyniają się nie tylko do oszczędności skończonych zasobów paliw kopalnych, ale także, przez zredukowane emisje szkodliwych związków do atmosfery, mają swój udział w ochronie środowiska naturalnego.
Na szczególną uwagę zasługuje biogaz klasyfikowany jako odnawialne źródło energii. Coraz częściej zauważyć można powstające – nawet bardzo małe, przy gospodarstwach rolnych – biogazownie, co świadczy o dynamicznym rozwoju tego rynku. Jak się okazuje, oprócz lokalnego spalania, odpowiednio oczyszczony biogaz (biometan) może stanowić domieszkę do gazu ziemnego w krajowej infrastrukturze gazowej, a także jako paliwo w transporcie, co opisuje standard EN16723.
Spełnienie norm jakości biometanu jest kluczowe. Przyglądając się przykładom z Francji i Włoch widzimy, że przy wtłaczaniu go do gazociągów, zastosowanie automatyki Emersona zapewnia nieodzowny w tej aplikacji poziom jakości gazu i bezpieczeństwa procesu. Począwszy od chromatografów do analizy biometanu, wartości kalorycznej i liczby Wobbego, przez zespoły zaworów aż po pomiary roliczeniowe, wymagające szczególnej dokładności i niezawodnej technologii jak przepływomierze Coriolisa.
Zgodnie z opracowaniem European Biogas Association, biogaz, a w szczególności biometan, daje szansę aż 13% redukcji emisji gazów cieplarnianych do atmosfery dzięki tzw. szybkiemu cyklowi węglowemu. Biopaliwa zdecydowanie są kierunkiem, w którym zmierzać będzie Europa, aby zrealizować wyznaczony cel neutralności klimatycznej kontynentu do 2050 roku.
ROZDZIAŁ 4. Wodór – wschodząca gwiazda
Wodór przyciąga wiele uwagi. W końcu jest to jeden z podstawowych pierwiastków chemicznych i jednoznacznie kojarzy się z wodą, w której wzorze sumarycznym brakuje „C” – węgla, który wywołuje największe zaniepokojenie w kwestii zanieczyszczeń atmosfery. Zgodnie z badaniami Fuel Cell and Hydrogen Energy Association, szacuje się wzrost udziału wodoru z 2% do 14% w produkcji energii w Europie do 2050 r.
Wodór dotychczasowo uzyskiwany z surowców jak węgiel i gaz ziemny, w procesach gazyfikacji czy reformingu parowego (tzw. wodór brązowy i szary) nie przyczyniał się do ochrony planety, a jedynie stanowił niezbędny komponent procesów przemysłowych. Nową perspektywę stanowi wodór niebieski, a więc taki, gdzie na wyjściu procesu stosuje się wspomniane wcześniej technologie CCUS, służące do wychwytywania, magazynowania i ponownej utylizacji CO2, ale tak naprawdę wodór zyskał drugie życie dzięki elektrolizerom zasilanym odnawialnymi, zielonymi źródłami energii.
To właśnie w zielonym wodorze, elektrolizerach i ogniwach paliwowych wielu ekspertów widzi paliwo przyszłości. Od 2017 roku zaobserwować można rozwój krajowych strategii wodorowych, z czego w 2020 roku powstało aż 8 takich dokumentów oraz wspólna, europejska strategia. Prawie połowa z nich wskazuje zastosowanie wyłącznie zielonego wodoru do roku 2050, z użyciem wodoru innego pochodzenia w okresie przejściowym. Obecnie trwają także intensywne prace nad Polską Strategią Wodorową pod kierownictwem Ministerstwa Klimatu i Środowiska, która wesprze polską transformację energetyczną i umożliwi dalszy rozwój odnawialnych źródeł energii.
Popularyzacja wodoru stanowi swego rodzaju balans między korzyściami, a wyzwaniami. Choć produkcja energii z jego wykorzystaniem jest na ten moment dość kosztowna, jedynie jego rozpowszechnienie i masowe zastosowanie może pozwolić na redukcję kosztów. Zarówno jego produkcja, jak i późniejsze magazynowanie, transport i w końcu tankowanie, wymaga zastosowania najwyższej jakości komponentów i rozwiązań automatyki, które zapewnią niezawodność, wydajność i bezpieczeństwo. Emerson posiada w swojej ofercie szeroką gamę produktów do pomiarów, monitoringu i sterowania, które pozwolą wyeliminować ryzyko projektowe, zmniejszyć całkowity koszt instalacji, a następnie zredukować koszty eksploatacji obiektów wodorowych.
ROZDZIAŁ 5. Refleksje
Zmiana jest nieunikniona, cel został wyznaczony. W perspektywie najbliższych 30 lat czekają nas rewolucje technologiczne i najprawdopodobniej zupełne odwrócenie do góry nogami obecnego miksu energetycznego. Na tę chwilę wciąż pozostają nieodpowiedziane pytania dotyczące szczegółów tej transformacji, jednak trend jest widoczny i każdy wyznacza swoje cele – od małych przedsiębiorstw produkcyjnych, aż po wielkie koncerny międzynarodowe. Emerson jest w pełni oddany kwestiom środowiskowym, nieustannie opracowujemy produkty i rozwiązania, dzięki którym będziemy kluczowym partnerem biznesowym dla wielu firm podczas tej niezwykle ważnej i nieuniknionej transformacji.
Emil BIAŁCZAK
Environmental Program Sales Leader
Emerson Automation Solutions
