排出量削減のミッション: 予測、検知、防止

世界的な気候変動の影響が世界各地でより深刻になるにつれて、炭素排出量を削減する切迫感と需要が高まっています。 CO₂ 分離回収、よりクリーンなエネルギー源、グリーン燃料の使用からエネルギー効率の改善まで、すべてのサステナビリティ戦略は炭素排出量の管理に直接的または間接的に結び付いています。

温室効果ガスから有毒物質の漏洩まで、排出物の放出は管理下の放出も意図しない放出も数十年来の課題です。 工業製造と発電が世界の温室効果ガス排出量のほぼ 50% を占めていることを考えると、これらの部門の最高サステナビリティ責任者（CSO）は、炭素排出量に測定可能な影響をもたらす変化を与えなければならないという大きなプレッシャーにさらされています。

最も検出しにくい排出物の 1 つは、「フュージティブエミッション（漏洩排出物）」として知られています。これは、漏れやすいバルブやタンク、腐食した配管、あるいは機械的な接続不良により有毒ガスや有害な液体を封じ込めることができない場合に発生するものです。 真っ先に想起されるのは、地球温暖化の大部分を占める強力な温室効果ガスであるメタンです。 前向きに考えると、メタンガスの排出防止は、最も短期間かつ低コストで気候目標を達成する方法の 1 つです。 メタンガスやその他の工業漏洩排出物は、前触れもなく発生し、検出が遅れることも多いのですが、その最大の発生源は隠れているようで実は明白です。60% はバルブが発生源であり、次いでフランジとポンプ、圧力安全リリーフバルブおよびタンクと続きます。

これらの排出を防止するために、エマソンの高度な圧力リリーフバルブとブローダウンバルブは、圧力が蓄積しないよう保護する設計となっています。圧力が蓄積し、その管理が不十分だとガスや液体が放出されてしまうからです。 今日の新しいバルブ技術は、バルブ、配管接続、メカニカルシール、その他の機器のリークポイントも自動的に密封し、漏洩排出物を削減します。 高効率のステム・シール・システム、高流量、温度変化に対応するパッキンなどを特徴とするエマソンの強化されたバルブ設計は、最も厳しい漏洩排出物要件を満たし、それを上回ることさえあります。 最後に、最先端技術による圧力リリーフバルブ、パッキン摩擦、貯蔵タンクのモニタリングは、フュージティブエミッションの発生を防ぐのに役立ちます。

超音波やワイヤレスガス監視などの測定技術と最先端のソフトウェアを組み合わせると、費用対効果の高いアプローチを取ることができ、その大きな見返りとして、排出物の特定に関する重要なインサイトを取得できます。 エマソンの顧客である Denka は、音響センサを使用して工場全体の水蒸気漏れの「音を拾う」ことで、水蒸気損失を 7% 削減しました。

より炭素強度の低い資源を使用して排出量を削減

企業は、天然ガスや水素などの炭素消費の少ない代替燃料に切り替えるほか、風力、太陽光、水力、地熱などの再生可能エネルギーやグリーン燃料を採用しています。 これらの転換は大規模な投資と数十年の時間を必要としますが、排出量削減に関して真に意味のある影響を与えるには必要なステップです。

ユタ州では、パフォーマンスと信頼性を最適化し、AI を活用した予防保守戦略を実現して、Intermountain Power Plant でのオペレーションに関する意思決定を自動化するために、エマソンが Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas と協力しています。 三菱製のタービンが石炭火力発電所に取って代わり、グリーン水素 30% と天然ガス 70% を使用して発電します。最終的にはグリーン水素 100% に移行する予定です。 この移行により、ガスタービンで炭素排出ゼロの発電が可能になります。

より効率的にプロセスを実行し、エネルギー活用度を高めながら排出量を削減

産業用製造業はエネルギーの非常に大きな消費者で、多くの場合、暖房を発射するプロセスの形で利用されています。 バーナー、ボイラー、加熱炉は燃料と酸素の混合物に着火して熱を起こし、材料を変換したり水蒸気を生成したりします。 チューニングが不十分な自動車と同様に、加熱プロセスは多くの燃料を消費するだけでなく、燃焼の非効率性により大量の炭素を排出する可能性もあります。 今日では、ボイラー効率の向上から燃費を良くするための酸素と二酸化炭素の測定、排気ガス処理の最適化まで、燃焼プロセスを最適化するオートメーション技術が利用されています。

技術投資と脱炭素化には密接な関係があります。 脱炭素化は収益性を犠牲にすることを意味しません。

Colgate-Palmolive では、空気圧センサと統合ソフトウェアが圧縮空気の流れをリアルタイムで監視することで、漏れの特定、空気圧プロセスの最適化、製造ラインのエアフローの効率化を実現しています。 一部の歯磨き粉や歯ブラシの包装ラインで、すでにエネルギー使用量が 15 % 削減されており、この技術がより広く導入されるにつれて、さらに大きな省エネ効果が期待されます。

分離回収、貯蔵、水素などの有用なリソースへの転換

炭素排出量の管理技術は、重大な影響を与えるためにすぐに利用できる拡張可能な機会を提供しますが、企業には、長期的な利益のために CO₂ の分離回収、利用および貯留（CCUS）技術など、より大きな変革をもたらす改善に投資する選択肢もあります。

CCUS プロセスは、特定汚染源の炭素排出物を抽出し、地下に貯蔵します。 この技術には、工業施設の炭素排出量を 90% から 99% にまで低減する能力があります。 炭素排出物を代替燃料源に転換することで、低炭素水素の生産拡大にも役立ちます。

国際エネルギー機関によると、CCUS は、主要セクターの炭素排出量の直接削減および大気中からの二酸化炭素除去の両方に貢献し、最も抑制が難しい炭素排出量のバランスを取ることができる唯一の技術群です。自らゼロエミッション目標を設定している政府と企業の数は増加の一途をたどっているため、その目標達成に向けて CCUS は重要な役割を果たします。

アブダビ国営石油会社の Al Reyadah プロジェクトでは、エマソンの技術が、中東初の商業規模の炭素回収プラントで鉄鋼業の年間 80 万 t の二酸化炭素除去に貢献しています。

技術投資と脱炭素化には密接な関係があることに疑いの余地はありません。 ただし、脱炭素化は収益性を犠牲にすることではありません。 炭素排出量削減目標を達成することこそ最優先事項ですが、最先端のオートメーション技術は、安全性の保護、プラントの収益性の向上、運用コストの削減においても大きな役割を果たします。