最も壮大な課題

データと通信を中心とした第四の革命を進めるにつれて、歴史の中で

という別の分野が出現することは間違いありません。 古代ギリシャ人とローマ人以来、エンジニアリングの腕前は、帝国をサポートしていた経済を有効にし、駆動してきました。 第一および第二の産業革命は、工学の職業の正式化をもたらしました。 エンジニアであることが意味することは、当時対処されていた壮大な課題の影響と絡み合っていました。

これらの”壮大な課題”は、意識的にもそうでなければ、エンジニアであることが何を意味するのかを特徴づけています。 土木工学は、より広い、民間社会の利益のために軍事目的のために開発された技術を適用する願望から浮上しました。 工業化は、機械、および後の電気工学の新しい専門化のための要件を駆動しました。 最近では、エネルギー集約型産業の出現は、私たち自身の化学およびプロセス工学を含む新しい世代の分野を必要としました。 私たちは、データと通信を中心に基づいて第四の革命を通過するように、間違いなく分野の別のセットが出現します。

職業として、私たちが達成したことに大きな誇りを持つべきです:何十億もの貧困から解放され、教育と健康はほとんどの国で期待される標準とな しかし、我々はまた、進歩が持っていた影響の責任を受け入れる必要があります:汚染は、地球の周りの生態系を危険にさらし、非再生可能資源の前例のな おそらく、歴史の中で初めて、私たちは私たち自身の作りの壮大な挑戦に直面しています!

気候変動への取り組み

グローバルコミュニティには、気候変動に関して野心や緊急性が欠けていません。 気候変動のための政府間パネル(IPCC)は、地球の気温上昇を制限し、温室効果ガスの排出を削減し、気候変動のための科学的なケースを解説してきました。 2015年のパリ協定は、ほぼすべての国で採択され、地球の気温上昇を2℃以下に制限し、1.5℃に制限する手段を追求しています。 しかし、再生可能エネルギーのスケールアップ、原子力の再活性化、または炭素捕獲、利用、貯蔵(CCU)の展開など、ほぼあらゆる努力において、私たちは現在、必要な軌道を遅らせ、絶対的な世界的な排出量は上昇し続けています。 野心と緊急性だけでは不十分であり、実用的な解決策も必要です。

2009年、真の進歩の欠如を懸念しているケンブリッジ大学のチームは、簡単な質問をしました。 彼らは、世界の炭素排出量は、ほぼ等しい三つの活動によって駆動されたことを発見しました: 建物、車、および企業のエネルギー使用。 建物や車両の効率の向上と技術の切り替えは、排出量を削減するための明確な技術的経路でしたが、業界はすでに比較的効率的であり、実行可能な生 このような産業は”脱炭素化が困難”とラベルされています。

エネルギー効率だけに焦点を当てるだけでは十分ではありません。

ケンブリッジチームの絶賛された本、持続可能な材料: 両眼を開いた状態で(Allwood et al. 2012年)は、業界が直面する脱炭素化の課題を概説し、利用可能なすべてのオプションをレビューします。 この本は2つのアプローチを提示しています。 “With one eye open”は、エネルギー効率、熱捕捉、新しいプロセスルート、CCU、脱炭素化された電気など、追求されている技術的な選択肢の範囲を説明しています。 チームは、これらの技術の軌道を2050年までモデル化しました。 すべての技術が各業界で技術的な限界まで展開された場合、材料のトン当たりの排出量は半分になる可能性があります。 しかし、これらの材料の需要は2050年までに倍増し、絶対排出量の節約はゼロになると予想されています。 これは明らかに問題です!

“With both eyes open”は、”material efficiency”の旗の下に、設計による材料の使用量の削減、歩留まり損失の削減、製造スクラップの転用、金属部品の再使用、長寿命製品、最終需要の削減など、代替的な緩和オプションの概要を示しています。 これらの6つのオプションは、伝統的に業界によって見落とされていましたが、新しいビジネスアプローチとモデルでは、これらは収益性が高くなり、排 これらのオプションをモデル化することは困難でしたが、その結果、5つの材料で材料効率を追求すると、2050年までに材料1トン当たりの排出量が半減 両方のオプション(片目と両目が開いている)を組み合わせると、絶対排出量の半分に相当するトン当たりの排出量が75%削減される可能性があります。

どちらのアプローチも大きな課題に直面しており、大規模なオプションを正常に展開するためにはまだ多くの努力が必要です。

この分析から出てくる重要な質問は、産業界は何をすべきかということです。 現在、すべての鉄鋼の25%、およびすべてのアルミニウムの50%は、製品になることはありませんが、プラント内で再溶融され、エネルギーを無駄にし、不要な排 もう一つは、いくつかの産業のための30%と同じ大きさにすることができ、最高と最悪の実行工場の間のギャップを閉じています。 そのためには、プロセスプラント内のエネルギーと材料の相互作用を考慮し、プラントが資源(エネルギーと材料)を製品にどのように効率的に変換するかの同等の指標を提供する新しい方法論的アプローチが必要である。 資源効率はそのようなアプローチを提供する。

資源効率

工業資源効率の向上は、希少で有毒な資源の無駄を同時に回避し、運用コストとCO2排出量を削減し、将来の気候規制への対応を改善する 実際には、施設のリソース使用の現在の状態を理解し、それを駆動する要因とそれを最小限に抑えるために利用可能な機会は、企業が競争力を維持するた

良いニュースは、プロセス産業における循環および資源効率対策の改善の可能性が広大であるという圧倒的な証拠があることです。 しかし、現在のラフトの指標は効果がなく、改善介入のエネルギーと環境への影響を適切に定量化できていないと批判されています。 さらに、これらの指標は、通常、国またはグローバルレベルでの洞察を提供しますが、資源集約型の材料生産に適用することは困難です。 このような産業では、実際に排出量を削減するために循環戦略を適用することは、製品のトン当たりの全体的な資源投入量と(エネルギーと材料)の無駄

私たちは、測定が工業生産の教義であることを知っています。 企業の信頼性、安全性、または生産品質を理解するには、関連するパフォーマンス指標を追跡する必要があります。 リソース効率は違いはありません。 より効率的なリソースになるための最初のステップは、その上に番号を置くことを含みます。 資源集約型セクターのceoは、低炭素経済に向けてどのように準備しているかを開示し、持続可能なビジネス戦略を実証するために、株主からの圧力が強 この圧力は、運用リソース効率を定量化するためのサイト管理者の要求に変換されます。 しかし、管理者は意味のある指標を考え出すのに苦労しています。

では、企業はどのようにして統合されたリソース効率を適切に測定することができますか? ケンブリッジ大学と共に、Emersonは確立された熱力学に基づいて工学解決を開発した。 1900年代に考案されたが、この方法(一般的にエクセルギーまたは可用性として知られている)は、過去二十年でルネッサンスを経験しています。

新しい指標は、生産者が適切なタイミングで適切な選択を行うことができるようにする必要があります

このアプローチは、生産システム全体でのリソー: リソースの組成と濃度に基づいて化学的な部分、およびリソースの温度と圧力を説明する物理的な部分。 熱力学を用いて化学的および物理的資源成分を分解することにより、これらの資源の質および量を測定することも可能になる。 すべてのリソースが同等に価値があるわけではないため、これは重要です。 私たちが特定した効率向上対策は、CO2排出量に最大の違いをもたらす資源に焦点を当てていることを確認したいと考えています。

従来のエネルギー強度や材料効率の指標とは異なり、この新しい指標は、エネルギーと材料の流れを単一の無次元数に統合します。 そうすることで、現在、異なる観点からリソースの使用を測定する複数のKpiを統合します。 その結果、生産者は、利用可能な効率オプションの幅を広げ、避けられないトレードオフをキャプチャしながら、適切なタイミングで適切な選択を行う

これに基づいて、有用なリソース出力とリソース入力の比率としてリソース効率を測定できるようになりました。 これらの方法からの結果は正確なエネルギーおよび物質的な流れセンサーデータに基づき、厳密なデータ収集、クリーニングおよび分析プロセスによ

リソース効率の意味のある尺度を備えた企業は、リアルタイム管理システム、運用パフォーマンスレビュー、セクター全体のベンチマークの開発など、ボトムア 経営のはしごに沿って、バリューチェーン全体で三つの活動すべての統合が理想的です。

エンジニアリングが再定義した

私たちは、私たちが安全に働くプロセス産業を作ることに大きな進歩を遂げました。 私たちは今、同じ決意で気候変動とカーボンニュートラルの問題に取り組む必要があります。 私たちの多くのキャリアの記憶の中で、重大な傷害と死亡者は、プロセス産業の運営を特徴づけました。 これに対処するために特別な努力がなされており、引き続き行われています。 ゼロ傷害の考えは野生の抱負であることから安全の期待された標準にあらゆる化学エンジニアの中心焦点移りました。 私たちは、この思考を制度化し、継続的な改善を確保する慣行、手順、規制に囲まれていますが、私たちの職業にはどのようなコストがかかりますか?

ここ30-40年でエンジニアの定義特性が変化しました。 手順が自動化され、制度化され、安全慣行が標準化され、定式化されるにつれて、エンジニアはルールブレーカーやルールメーカーから主にルールの信者になったと主張する人もいる。 効率と適合性は、最も珍重された特性として革新と創造性を追い抜いてきました。

皮肉なことに、革新する職業としての意欲と能力が低下するにつれて、人々を貧困から救うために多くのことを行ってきた経済システムに損傷を与えずに、気候変動の影響から地球を守る方法という、おそらく最も壮大な課題に直面していることに気付きました。 何世紀にもわたってエンジニアリングとエンジニアを定義してきた資質と能力のためのより緊急の必要性はありませんでした。 私たちは、私たちの遺産を再発見し、安全性を損なうことなく、リスクテイクと代替思考に報いる方法を学ぶ必要があります。 私たちは、ルール作りの新たな感覚を育成し、ルール違反の適切な量を容認し、管理することを学ぶ必要があります–私たちがしない場合、私たちは、私たちの責任に応え、気候変動に影響を与える能力に失敗した場合、私たちの場所を取るために必要な知識と専門知識を持つ代替グループはありません。

これの中心は、適切な才能を引き付け、職業内でそれらを開発し、保持するための継続的な必要性です。

私たちは、特に行動に挑戦し、この最新の壮大な挑戦を克服するために不可欠な新しいルールを作るための考え方を持つ人々を育成し、サポートしなければな

私たちの業界に対する一般の認識は間違っており、見当違いであり、私たちは神話を永続させないようにする必要があります。 石油&ガス気候イニシアティブ(OGCI)や気候関連開示タスクフォース(TFCD)などの組織や提携を通じて協力して、進歩が可能な限り迅速かつ影響力のある IChemEは、国連の持続可能な開発目標とエンジニアリングの壮大な課題に合うように独自の戦略を改訂しました(彼らが何であるかわからない場合は、それらを見てみてください)。

私たちはこれらのテーマを継続し、APAC2019では、プロセス自動化と制御の分野の主要人物が集まり、持続可能性、新興技術、サイバーセキュリティなどの多様なテーマを見て、会話を変え始めます。 詳細については、https://www.icheme.org/career/events/advances-in-process-automation-and-control/

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