面向更具竞争力和可持续性的工业未来的电气化与自动化

Electrification and automation, sustainable industry
Could electrification and automation usher in a new dawn for industry?Image: Shutterstock/cozyta
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  • 在能源成本上升、全球供应链变化和劳动力压力加剧的背景下,企业需要设法提升自身的竞争力和韧性。

  • 电气化与自动化有助于降低能源消耗和成本,同时支持脱碳和能源独立。

  • 在2026年世界经济论坛年会上,与会者将探讨政府和企业如何确保环境保护与经济增长相辅相成。

一个多世纪前,电气化重塑了经济格局,加速了工业化进程,并开启了新一轮生产力、创新和社会进步的浪潮。

如今,我们正经历另一场变革性转型。这一转型的特征是电气化,同时也体现为电气化与快速扩展的自动化、数字化和人工智能(AI)的融合,以及低碳能源的广泛采用。

这一转型为全球增长带来巨大机遇。它为新的商业模式、更灵活的制造体系以及更具生产力、效率和可持续性的工业未来奠定了基础。要实现这一未来,企业需要在能源成本上升、供应链迅速调整和劳动力压力加大的环境下,进一步提升竞争力和韧性。

最有效的方式是采用能够降低能源消耗和成本的技术,同时支持脱碳和能源独立。电气化与自动化可以在所有这些方面取得进展。

企业如何在降低排放的同时保持竞争力

最经济、最清洁的能源形式,是我们不消耗的那一部分。电气化与自动化在工业、建筑、交通和基础设施领域的节能潜力巨大,目前尚未得到充分挖掘。

得益于电动机和驱动装置等技术,电力的使用效率高于其他形式的能源。这些技术将能量转化为运动的效率高于内燃机。由此带来的全生命周期能源成本的降低足以抵消前期投资。

电动机目前已将全球约45%的电力转化为运动,用于从水泵、电梯到供暖和空调系统等各类设备。但目前,配备可调速驱动装置的电动机不足四分之一。为电动机加装此类驱动装置,可将其耗电量降低最多25%。若对全球所有电动机进行升级,全球能源消耗可减少约10%。

自动化同样有助于提升企业竞争力并减少排放。生产力和设备运行时间是企业竞争力的关键驱动因素。自动化控制系统使操作人员能够安全、经济高效地管理和控制整个加工厂,同时减少浪费并确保产品质量稳定。

数字化与人工智能使这些系统不仅能够管理工厂,还能预测设备和系统何时可能出现故障或失效。这种预防性维护比维修更具成本效益,并可避免代价高昂的停机。借助机器学习,自动化控制系统可在能源、采矿、水泥和钢铁,乃至食品和饮料等整个行业范围内优化生产。

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能源独立如何推动脱碳

在地缘政治局势紧张、供应链中断和气候相关冲击频发的当下,能源独立已成为一项战略优先事项。ABB的一项调查显示,83%的企业领导者担心其能源供应的安全性。具体担忧包括价格飙升、停电和可能的配给限制。

通过转向本地发电,企业和政府可以更有效地掌控能源供应和成本波动。这将减少其受全球价格波动和地缘政治风险影响的程度。

鉴于人工智能和数据中心对电力需求的不断增长,这一转变显得更为关键。根据国际能源署的数据,数据中心目前约占全球电力消耗的约1.5%。预计到2030年,随着其规模和数量增长以满足人工智能应用的大规模电力需求,这一比例将至少上升至3%。

向以电力和可再生能源为动力的能源体系转型,其主要挑战包括将太阳能和风能等可再生能源并入电网,并在太阳落山或风停时确保电力的稳定供应。储能和稳定技术的进步正帮助电网运营商应对间歇性问题。与此同时,数字化和人工智能驱动的控制系统可以推动在沙漠和漂浮平台等偏远、恶劣地区开展电网级可再生能源项目。

一种可以定制设计并快速部署、为几乎任何类型项目提供可靠电力的技术是预制便携式变电站。这类被称为“eHouses”的变电站,是传统砖混结构永久性变电站的高性价比替代方案,尤其适用于条件困难的场景。这些场景可能涵盖缺乏合格人员的项目,到环境条件恶劣的各类地点。其灵活性使其特别适用于数据中心、能源、采矿和加工行业。

积极采用电气化与自动化技术的企业和国家,将定义下一个竞争力与可持续增长的时代。正如第一次电气化浪潮那样,这些技术将放大人类潜能,并助力释放进一步的社会进步,这一次则由更清洁的产业提供动力。

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