Ngành xây dựng là một đóng góp lớn cho biến đổi khí hậu, chiếm 20% của khí thải toàn cầu. Vấn đề ngày càng lớn: Diện tích diện tích mặt bằng dự kiến sẽ tăng 20% trên toàn cầu vào năm 2030. Để có cơ hội đạt được các mục tiêu bằng 10, cường độ năng lượng của ngành xây dựng cần giảm nhanh hơn gần 10 lần trong XNUMX năm tới so với mức hiện tại XNUMX vừa qua, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA).
Chìa khóa để khử cacbon trong xây dựng: điện khí hóa các phương tiện xây dựng hạng nặng.
Mặc dù các phương tiện xây dựng nhỏ gọn chạy hoàn toàn bằng điện đã có mặt trên thị trường (hãy nghĩ đến một chiếc xe nâng trong nhà kho), thiết bị càng lớn (máy xúc lật và máy xúc) thì càng khó điện khí hóa.
Vào tháng XNUMX, tôi đã đến thăm Danfoss triển lãm xây dựng ở Đan Mạch, nơi các kỹ sư đang cố gắng bẻ khóa máy xây dựng chạy hoàn toàn bằng điện. Trong khi ở đó, tôi có thể xem qua một số cân nhắc mà các kỹ sư đang giải quyết khi họ là thiết bị điện khí hóa.
Điện khí hóa những cỗ máy này đặt ra rất nhiều thách thức độc đáo. Trọng tâm của mọi thách thức: Pin rất khác với động cơ đốt trong (ICE).
Thách thức 1: Pin đắt tiền. Hiệu quả giúp.
Cung cấp năng lượng cho các phương tiện xây dựng chạy bằng điện cần rất nhiều năng lượng. Điều đó có nghĩa là rất nhiều pin. Và những thứ đó có thể rất tốn kém.
Đối với bối cảnh, một máy xúc lật ICE mà tôi thấy tại cơ sở của Danfoss có giá khoảng 150,000 đô la, tất cả. Màn hình pin mà nhóm sử dụng để cung cấp năng lượng cho nguyên mẫu tốn thêm 90,000 đô la. Đó là một bổ sung 60 phần trăm cho chi phí.
Một máy xúc lật được trang bị thêm tại cơ sở của Danfoss đã loại bỏ ICE và thêm màn hình hiển thị pin 140 kilowatt giờ ở phía sau — khoảng gấp đôi dung lượng của một ô tô điện tầm xa tiêu chuẩn
Hơn nữa, nguyên mẫu không thể hoạt động trong cùng số giờ như đối tác ICE giữa các lần sạc. Trên thực tế, chiếc xe có thể hoạt động trong bốn giờ, theo nhóm kỹ sư. Để sẵn sàng cho công trường xây dựng, nó cần phải đảm bảo tối thiểu tám giờ hoạt động.
Casper Olesen, kỹ sư hệ thống cấp cao của Danfoss Power Solutions cho biết: “Không chỉ là kéo một động cơ đốt trong ra và lắp vào, chẳng hạn như một động cơ điện. "Đó là suy nghĩ lại toàn bộ máy."
Con đường dễ dàng nhất phía trước là tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. Mặc dù hiệu quả cận biên đạt được có thể là một điều khó bán đối với xe ICE, nhưng hiệu quả trong thiết bị chạy hoàn toàn bằng điện chuyển thành tiết kiệm trực tiếp.
Olesen cho biết: “Các công nghệ đang thực sự trở nên hấp dẫn hơn bởi vì giờ đây hiệu quả không chỉ tạo ra sự khác biệt nếu bạn đang sử dụng 10 hoặc 15 lít dầu diesel một giờ. “Thực tế là, 'Tôi có thể lắp đủ pin vào máy để tôi có thể sử dụng nó cho công việc của mình không?'”
Việc loại bỏ hệ thống thủy lực thông thường và chuyển sang hệ thống thủy lực hiệu quả cao có thể kéo dài thêm một hoặc hai giờ vào thời gian chạy. Các công nghệ như bơm dung tích thay đổi và bơm thay đổi tốc độ có thể giảm tổn thất khi chạy không tải — năng lượng tiêu thụ khi xe không hoạt động.
Những thay đổi thiết kế khác là tinh tế nhưng tạo ra sự khác biệt tích lũy. Ví dụ: nhóm đang lập trình bộ xúc phía trước của máy xúc lật để mặc định ở một góc cụ thể khi máy đang chạy để giảm sức cản của gió.
Có rất nhiều hiệu quả để đạt được ở đây. Ví dụ, máy đào ICE ngày nay chỉ có hiệu suất 30%, nghĩa là 70% năng lượng do động cơ cung cấp bị lãng phí trước khi gầu chạm đất, theo tính toán của Danfoss. Kết hợp điện khí hóa và hiệu quả có nghĩa là chỉ cần 25 phần trăm năng lượng đầu vào để di chuyển cùng một lượng trái đất.
Một ví dụ nêu bật tiềm năng sử dụng năng lượng hiệu quả và điện khí hóa trong máy đào truyền thống 16 tấn, do Danfoss cung cấp
Thách thức 2: Thiếu cơ sở hạ tầng sạc
Quá trình chuyển đổi sang thiết bị xây dựng không phát thải đòi hỏi nhiều hơn các phương tiện. Nó cũng yêu cầu cơ sở hạ tầng để sạc thiết bị.
Erik Westergaard, kỹ sư hệ thống tại Danfoss cho biết: “Phải mất một khoảng thời gian để chuyển từ những thứ đã được biết đến ngày nay sang một thứ mới mẻ, bởi vì bạn cũng cần thiết lập mạng lưới dịch vụ phía sau cơ sở hạ tầng.
Tại các địa điểm xây dựng mới, có thể hoàn toàn không có kết nối điện - các tùy chọn điện áp cao ít hơn nhiều.
Olesen nói: “Vì vậy, nếu bạn ở trong thành phố, bạn có thể tìm thấy một phích cắm điện lớn và kết nối. “Nhưng nếu nó trải rộng ở vùng nông thôn, bạn cần đảm bảo rằng mình có dung lượng pin đủ lớn.”
Từ đó, không có tùy chọn tính phí nào là hoàn hảo. Người vận hành có thể vận chuyển máy đến nơi khác để sạc hoặc mang ngân hàng pin đến địa điểm hàng ngày để sạc máy qua đêm.
Tổ chức chiến lược khí hậu của Danfoss, Dự án số không (đã trả tiền cho chuyến đi của tôi đến Đan Mạch), khuyến nghị các đối tác lập kế hoạch sớm và cẩn thận cho cơ sở hạ tầng xe điện. Nhóm đề xuất thu hút sự tham gia của các bên liên quan trong việc truyền đạt lợi ích giảm ô nhiễm tiếng ồn và không khí để xây dựng sự ủng hộ của công chúng, cũng như có các quy trình đô thị minh bạch và có thể dự đoán được để đưa ra tín hiệu dài hạn về định hướng của các tiêu chuẩn xây dựng. Điều này có thể được củng cố nếu các địa phương yêu cầu các công ty cung cấp dấu chân carbon xây dựng của họ khi tham gia đấu thầu công khai.
Thách thức 3: Đào tạo lại lực lượng lao động
Máy móc mới đòi hỏi lực lượng lao động biết cách vận hành chúng.
Ngày nay, các nhà phát triển bất động sản thương mại có các kỹ sư ICE chuyên môn cao để duy trì hoạt động của thiết bị. Với xe chạy hoàn toàn bằng điện, các dự án sẽ cần có các kỹ sư điện tử công suất chuyên môn cao và kỹ sư điện áp cao, cũng như những người làm dịch vụ.
Olesen nói: “Vì vậy, đó là một bộ phận kỹ thuật hoàn toàn mới mà họ cần thành lập vì nó không có cùng năng lực và chuyên môn hóa.
Pin cũng yêu cầu một bộ kiến thức mới. Các chất hóa học khác nhau trong pin có các phương pháp hay nhất khác nhau — và việc không tuân thủ các phương pháp đó có thể giết chết hệ thống pin. Bạn không thể để chúng đầy trong một thời gian dài; bạn không thể để chúng bị cạn kiệt hoàn toàn.
Westergaard cho biết: “Vì vậy, có một đường cong học tập khá dốc cho các nhóm và những người sử dụng chúng. “Nếu bạn thực sự muốn mọi thứ tồn tại lâu hơn, bạn cần có thêm một chút kiến thức.”
Điều này không chỉ đòi hỏi đào tạo lại và năng lực mới, mà lực lượng lao động còn hạn chế, vì những máy móc này là mới. Tin tốt là các thiết bị chạy hoàn toàn bằng điện có ít bộ phận chuyển động hơn — nghĩa là cuối cùng sẽ ít phải bảo trì hơn.
Các nhà phát triển bất động sản và khu vực tư nhân có thể báo hiệu nhu cầu đối với bộ kỹ năng này thông qua việc đặt ra các quy tắc cho mua sắm công, bao gồm các yêu cầu đối với phương tiện và máy móc được sử dụng trong các dự án xây dựng.
Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) cũng có thể đóng một vai trò ở đây. Các nhà sản xuất thiết bị xây dựng có thể giúp thông báo về sự thay đổi nguồn lực cần thiết để biến một chiếc xe chạy hoàn toàn bằng điện thành hiện thực.
Ai đang yêu cầu xe xây dựng hoàn toàn bằng điện?
Trong những ngày đầu tiên của thiết bị xây dựng hoàn toàn bằng điện, nhu cầu sử dụng hoàn toàn bằng điện không phải là kinh tế. Thay vào đó, nó đến từ những ưu tiên giảm phát thải, ô nhiễm không khí và tiếng ồn.
Lĩnh vực khai khoáng là một ví dụ điển hình. Loại bỏ ô nhiễm không khí từ máy móc có thể làm cho hoạt động rẻ hơn, với một trong những chi phí lớn nhất là thông gió trong các mỏ dưới lòng đất. Sử dụng hoàn toàn bằng điện giúp loại bỏ nhu cầu xả khí thải, giảm chi phí tổng thể.
Việc giảm ô nhiễm không khí và tiếng ồn có thể là một lợi ích cho các dự án xây dựng ở các thành phố, nơi có thể có pháp lệnh về tiếng ồn hoặc các quy định về ô nhiễm. Khu vực công có thể giúp thúc đẩy thị trường này thông qua việc yêu cầu các tiêu chuẩn về cường độ carbon trong các yêu cầu đề xuất hoặc đặt ra các tiêu chuẩn phát thải cho tất cả các công trình xây dựng trong một đô thị.
Các nhà phát triển có mục tiêu bằng không cũng là những người chấp nhận sớm. nhà phát triển Cho mượn, chẳng hạn, có các mục tiêu về khí hậu mở rộng sang lĩnh vực xây dựng, nghĩa là nhóm đang giải quyết những thách thức về xe chạy hoàn toàn bằng điện này — và sử dụng động cơ diesel tái tạo khi các giải pháp thay thế hoàn toàn bằng điện chưa sẵn sàng.
Cuối cùng, tất cả các tổ chức tham gia xây dựng có thể giúp chuyển kim chỉ bằng cách khuyến khích các nhà phát triển tính toán tất cả lượng khí thải. Mặc dù khó khăn để đạt được mục tiêu xây dựng bằng không có vẻ mạnh mẽ, nhưng lĩnh vực này có tiềm năng hiệu quả năng lượng lớn, chưa được khai thác có thể dẫn đến giảm phát thải sâu — và đưa chúng ta đến con đường đạt được bằng không.
- Coinsmart. Sàn giao dịch Bitcoin và tiền điện tử tốt nhất Châu Âu.Bấm vào đây
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến thức. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.greenbiz.com/article/what-it-will-take-electrify-construction-equipment
