金属制造业和矿业的碳足迹约占全球碳足迹的 8%。钢铁工业尤其会产生大量的 CO2，因为 70% 的煤和焦炭被用于高炉炼钢1。目前，每生产一吨钢就会产生 1.85 吨二氧化碳2。在矿业和炼钢厂使用替代燃料将有助于减少排放。
下文将介绍如何实现这一目标，以及 SICK 的哪些传感器可为这些过程提供支持。今天推出的是关于脱碳系列主题文章的第五部分内容，重点关注矿业和金属制造业的脱碳。
为了以更环保、更加可持续的方式开采和加工原材料，矿业公司采取了一系列重要措施，以减少对环境的影响。
主要战略包括：
通过采用整体方案，矿业公司在各个阶段都实施了减排措施。这些措施涵盖了采矿作业的直接排放、外购能源的间接排放以及整个价值链的排放。
矿业 4.0 在这方面发挥了重要作用。预计到 2027 年，75% 的公司将在重要机械和车辆上加装智能传感器。矿业的数字化转型意味着更高的安全性、更高的生产率、更高的效率和盈利能力，以及更加可持续的运营。
能源效率是脱碳的主要驱动力之一。投资先进技术和更好的工艺，以更大限度地减少能源消耗和温室气体排放，这一点至关重要。通过改进工艺和使用节能设备（如高效电机、电池和智能控制系统），企业可大幅节约能源并减少 CO2 排放。
以大型矿井为例，了解每个车辆和工具的确切位置尤为重要。超宽带标签与网关系统 TDC（远程数据采集器）相结合，为大型开采设施中的设备定位提供了合适的解决方案。该系统将时空坐标发送到中央数据库，并实时传输监控数据——无论设备位于地面还是地下。
露天开采时，自卸车常被用于运输大量废料、煤炭或矿石。一方面，在不超载的前提下更大限度地增加装载区的容积；另一方面，在再次装载自卸车前，监测装载区是否已清空。利用激光扫描仪技术可直接测量装载量。安装在车辆上方的 Load Volume Measurement System 扫描已装载区域，其根据光飞行时间原理确定容积，因此无需使自卸车停车。激光扫描仪传感器发射和接收信号之间的时间差足以提供容积测量所需的信息。SICK 的激光扫描仪传感器坚固耐用，是恶劣采矿环境中的理想选择。
电气化是矿业的革命性趋势。通过用电动机械取代柴油动力机械，企业可以大幅减少废气排放。此外，天然气和可再生能源等替代燃料的使用越来越受到重视。这些更清洁的燃料有助于减少碳排放，并且能为矿业提供可靠的能源供应。自动化在这方面也发挥着重要作用。
工艺效率在减排方面起到关键作用。矿业公司通过引入创新的技术和工艺，不断改进其运营水平。凭借先进的自动化解决方案（包括传感器、预见性维护系统、粉尘测量装置和机器状态监测），能够及早发现问题，减少停机时间，提高整体效率。这些技术在提高生产率的同时，更大限度地减少了能源浪费和排放。
MINESIC700 GHG 使用提取气体分析仪 S715 和超声波气体流量测量装置 FLOWSIC100 持续检测煤矿井下的温室气体排放。高精度传感器还能测量温度和压力。此外还可以选择集成湿度测量装置。自定义报告软件可创建用于提交税务机关的排放报告。
矿业公司正越来越多地与上下游企业合作，以创造更加可持续、联结更紧密的供应链。下面我们将对钢铁行业进行更深入的了解。
钢铁是世界上用途非常广泛的工业材料，在社会中发挥着重要作用。能源转型项目和钢铁生产基础设施需要成千上万吨的工业原材料，这意味着对钢铁的需求将持续增长。因此，高效的钢铁回收利用和脱碳至关重要。
优质球团矿的生产工艺已被证明是一种环保的解决方案。这些球团矿可作为直接还原铁 (DRI) 工艺的优质替代品，可减少排放并提高钢铁生产效率。此外，用块状矿或球团矿替代传统钢铁生产中的烧结材料，可显著减少排放和废料。
在钢铁生产商的脱碳计划中，从在高炉中燃烧焦炭和煤炭转向使用氢气作为还原剂的直接还原铁 (Direct Reduced Iron“DRI”) 是一个主要趋势。所需的大量氢气将通过电解产生，而电力则最好来自可再生能源。
SICK 传感器可帮助钢铁生产商优化工艺流程、确保生产安全并遵守排放法规。
在直接还原系统中，氧气在竖炉中被还原。为此，经过预热的还原气体混合物被送入竖炉。通过 ATEX 认证的不同的提取气体分析仪组合可同时测量与此工艺相关的所有气体成分。采用热提取测量技术的分析仪最多可检测六种成分，包括 H20 等在会低温下凝结的成分。而采用冷提取测量技术的分析仪则通过组合不同的传感器来测量 H2、CO 和 CO2 等成分。在竖炉中，气体分析仪还能检测各种工艺气流的质量。这些设备还能检测成品合成气混合物中氢气和一氧化碳的比例。SICK 提供多种型号的分析仪，可满足 ATEX 指令的不同防爆要求，覆盖各种不同领域的多种应用。
直接还原设备中填满了铁矿石球团。含有高浓度一氧化碳和氢气的还原气体同时进入设备，从铁矿石中提取氧原子，进而生成固体海绵铁。采用超声波技术的气体流量测量装置 FLOWSIC100 Flare-XT 坚固耐用，能够有效地测量污染、潮湿和爆炸性气体混合物的速度、体积和流量。借助节流阀可在不中断气流的情况下对设备进行清洁和维护。利用 FLOWSIC100 Flare-XT 的智能设备监控功能还可以进行预见性维护，由此提高系统吞吐量。
1 https://www.futurecoal.org/coal-facts/
2 https://www.carbonclean.com/blog/steel-co2-emissions
