Affrontare le complessità della decarbonizzazione industriale con i sistemi soft

Affrontare le complessità della decarbonizzazione industriale con i sistemi soft

Il 12 ottobre ho moderato un panel sulla decarbonizzazione industriale alla conferenza Carbon Forward London. Non essendo uno specialista dei mercati del carbonio, ero fuori dalla mia zona di comfort, il che è sempre un buon posto per imparare cose nuove e conoscere nuove persone. Pur non essendo direttamente coinvolto nel commercio delle emissioni di carbonio, il mio lavoro ha ovviamente avuto a che fare con esso. La prima volta che ho redatto un rapporto sulle riduzioni delle emissioni di carbonio e sui risparmi energetici è stato nel 1993 per il Consiglio regionale di Strathclyde, che aveva diverse migliaia di edifici. Ho trovato il rapporto nel mio archivio proprio l'altro giorno. Poi, nel 2005, ho eseguito un'operazione molto precoce sull'Emissions Trading Scheme quando il nostro cliente di RWE Solutions, Guinness, ha chiuso il birrificio Park Royal, che ovviamente era il tipo sbagliato di decarbonizzazione.

I miei relatori a Carbon Forward erano: Andrew McDermott, Deputy Chief Executive, British Ceramic Confederation, David Phillips, Head of Capital Markets & New Market Strategy, Aker Carbon Capture , e Trevor Sikorski, Head of Natural Gas and Carbon Research di Energy Aspects. I loro contributi di esperti mi hanno fatto riflettere sull'argomento e mi hanno anche insegnato molto sugli ultimi sviluppi della cattura e dello stoccaggio del carbonio (CCS).

Nella mia lunga carriera nel settore dell'efficienza energetica, l'interesse per l'argomento è andato via via scemando, ma ora siamo sicuramente in un'ondata di crescita dovuta ad alcuni fattori ovvi, in particolare l'aumento dei prezzi dell'energia e la maggiore attenzione alla sicurezza energetica, nonché a fattori meno ovvi, come il crescente interesse per l'argomento da parte degli investitori istituzionali. Nonostante questo crescente interesse, l'efficienza energetica rimane la cenerentola delle opzioni energetiche e il potenziale di miglioramento in termini di costi rimane elevato. Secondo le stime dell'AIE, il 40% delle riduzioni di emissioni richieste potrebbe essere ottenuto migliorando l'efficienza energetica. Nel nostro lavoro sull'efficienza energetica, anche attraverso il nostro modello di business ESCO-in-a-box® , vediamo la necessità di migliorare l'economia di molti progetti di efficienza energetica, in particolare le riqualificazioni profonde, e questo richiede la combinazione di diverse fonti di reddito. Ciò può includere l'aggiunta di crediti di carbonio, di biodiversità e persino di crediti sociali nel mix dei progetti di retrofit.

Andrew ha illustrato il percorso di decarbonizzazione dell'industria della ceramica, un'industria ad alta intensità energetica che è geograficamente dispersa e comprende un'alta percentuale di PMI. Inoltre, le sue emissioni di carbonio sono prevalentemente dovute al calore, e in particolare ai processi termici ad alta temperatura, in genere tra i 1.200 e i 1.³⁰⁰°C, ma con alcuni processi specializzati che operano all'incredibile temperatura di 2.800 ^°C. Il percorso verso lo zero netto per la ceramica comprende un mix di tecnologie: efficienza energetica (14% di riduzione del carbonio); generazione in loco (1%); decarbonizzazione della rete (3%); idrogeno (36%); elettrificazione (11%); bioenergia (3%); cattura del carbonio (15%); e adozione di prodotti (4%); lasciando un 4% residuo. La combustione dell'idrogeno è in fase di sperimentazione in alcuni siti, ma ovviamente ci sono problemi di approvvigionamento e stoccaggio. L'elettrificazione può sembrare un'opzione facile, ma le diverse vie di trasferimento del calore, con un'enfasi minore sulla convezione e maggiore sull'irraggiamento, significano che può essere necessario modificare gli schemi di impilamento per garantire un riscaldamento uniforme. L'elettrificazione non è solo un semplice cambio di fonte di calore.

David ha parlato della tecnologia modulare di Aker per la cattura del carbonio, ora applicata in Norvegia e in altri paesi in applicazioni onshore e offshore. Con impianti che vanno da 40.000 tonnellate all'anno a oltre 400.000 tonnellate all'anno, la tecnologia è ormai collaudata e i costi stanno scendendo, mentre i prezzi del carbonio aumentano. Aker offre anche la cattura del carbonio come servizio, fornendo l'intera soluzione che comprende la cattura, il trasporto e lo stoccaggio a un prezzo per tonnellata. Devo ammettere che questa tecnologia è più avanzata di quanto pensassi in precedenza e, con l'aumento del prezzo del carbonio, diventerà più redditizia per i grandi emettitori a punto singolo o per gli hub CCS.

Trevor ha parlato dei rischi della tecnologia e di come le aziende potrebbero essere incentivate ad assumerli. Data l'esigenza di rapidità nell'affrontare la crisi climatica, le nuove tecnologie dovranno essere sviluppate e adottate rapidamente, e questo è intrinsecamente rischioso. Le aziende manifatturiere sono naturalmente titubanti nell'adottare nuove tecnologie non collaudate, in particolare quelle che hanno un impatto diretto sul processo. Sbagliare questo tipo di decisioni può essere letale.

La discussione mi ha ricordato un articolo che scrissi nel ¹⁹⁸⁷¹, basato su alcune parti del mio lavoro di dottorato, in cui esponevo una teoria dei sistemi morbidi.² analisi della funzione di gestione dell'energia all'interno delle aziende. In esso sostenevo che, nel considerare le opzioni per i progetti di efficienza energetica, le aziende dovevano prendere una decisione esplicita sul livello di ricerca, progettazione e sviluppo, cioè sul rischio tecnologico, che erano disposte ad assumersi. Il modello presentato divideva la gestione dell'energia in quattro livelli: buona manutenzione, retrofit, progetti di sostituzione degli impianti e riprogettazione dei processi. Questi si applicano anche alla decarbonizzazione. "Buona gestione" è un'espressione datata, ma in realtà significa gestire in modo migliore ciò che si ha già, assicurandosi che il sistema esistente funzioni alla massima efficienza con il minimo spreco. Nei sistemi energetici industriali questo significa misure come garantire che i sistemi di controllo funzionino bene, che i bruciatori funzionino in modo efficiente e che gli scaricatori di vapore siano tutti in funzione. Questo è il livello base della gestione dell'energia e in molte industrie ad alta intensità energetica è di solito gestito abbastanza bene. Nei settori a minore intensità energetica e negli edifici, la gestione tende a slittare nel tempo, ed è qui che processi come l'ISO50001 possono essere utili, in quanto sistematizzano i processi di gestione anziché lasciare le cose al caso. Anche nelle aziende meglio gestite ci sono probabilmente ancora opportunità di risparmiare energia e carbonio in questo modo. Sebbene sia diverso dall'industria, di recente ne abbiamo avuto un esempio nel mercato residenziale: durante la crisi dei prezzi dell'energia è emerso che quasi tutti i milioni di caldaie a gas a condensazione, vendute come a risparmio energetico, erano impostate per funzionare a temperature di flusso elevate, il che significa che non condensavano e che le case sprecavano circa il 6-8% del loro consumo di gas. L'abbassamento delle temperature di mandata riduce l'uso di energia senza influire sul comfort termico - una migliore gestione della casa o dell'energia.

Il livello di retrofit consiste nell'aggiungere qualcosa a un impianto o a un edificio che ne migliori l'efficienza, ad esempio un isolamento, un sistema di controllo o nuovi bruciatori più efficienti. Il livello di sostituzione dell'impianto riguarda cose come la sostituzione di una linea di produzione, ma utilizzando essenzialmente la stessa tecnologia di processo. Un nuovo impianto o edificio tenderà a essere più efficiente di uno esistente, anche a parità di tecnologia di processo di base, grazie ai miglioramenti incrementali dell'efficienza di componenti quali motori, azionamenti, ecc.

Il livello finale, la riprogettazione del processo, è chiaramente quello a più alta intensità di capitale, di ricerca e sviluppo e più rischioso. Nella decarbonizzazione sono compresi aspetti come il passaggio della produzione di acciaio dal minerale di ferro negli altiforni alla riduzione diretta con idrogeno. Include anche cambiamenti negli input di materiale e nei processi, come il passaggio della produzione di cemento dal clinker prodotto dal calcare a materie prime alternative.

Un aspetto importante del modello dei sistemi morbidi di gestione dell'energia, che si applica anche alla decarbonizzazione, è la necessità di una "valutazione contestuale", ovvero come la misura proposta si adatta ad altre politiche, sviluppi e decisioni nell'organizzazione. Ciò può includere aspetti quali: c'è un piano - o anche una proposta - di rilocalizzazione; a che punto siete in termini di normale ciclo di sostituzione degli impianti; questo cambiamento proposto si adatta alla strategia di prodotto? L'interazione tra valutazione tecnica, valutazione finanziaria e valutazione contestuale può essere un processo iterativo che può portare a nuove idee. Nel 1987 ho detto che "per condurre bene queste analisi occorre la capacità di pensare al di fuori dei confini normalmente accettati della gestione dell'energia e un alto livello di comunicazione all'interno dell'organizzazione". Questo vale anche per la decarbonizzazione: in fin dei conti l'azienda è lì per svolgere la sua funzione primaria e la decarbonizzazione di per sé non è il suo obiettivo, ma piuttosto un vincolo che spinge al cambiamento. Le interazioni tra le soluzioni proposte, così come le interazioni con altri aspetti dell'organizzazione, devono essere pienamente valutate.

È relativamente facile identificare un percorso generico di decarbonizzazione per un'industria. È molto più complesso tradurre tale percorso in un piano d'azione specifico per una particolare organizzazione, poiché è necessario effettuare valutazioni tecniche, finanziarie e contestuali specifiche per quell'organizzazione, con tutti i vincoli specifici, e considerare le interazioni tra le misure e altri fattori. I rischi tecnologici coinvolti devono essere esaminati e deve essere presa una decisione esplicita sul livello di rischio da assumere. Questo deve essere confrontato con i rischi dell'inazione - finanziari, commerciali e ambientali.

Il risultato dovrebbe essere un piano a lungo termine con programmi e progetti di investimento definiti, con tempistiche probabili, rischi identificati e valutazione dell'impatto sulle emissioni e altri benefici. Sarà un piano vivo che si evolverà in risposta ai cambiamenti tecnologici ed economici. Questo tipo di analisi approfondita è difficile in tutte le organizzazioni, ma in particolare nelle PMI, dove la capacità di prendere questo tipo di valutazioni e decisioni è più limitata ed è probabile che sia necessaria un'assistenza esterna. Se avete bisogno di aiuto per sviluppare un piano di decarbonizzazione, contattate me o il team di consulenza di ep.

1. Un modello di gestione dell'energia basato su sistemi morbidi e liste di controllo per gli energy manager. Energia applicata 27 (1987) 229-241
2. La metodologia dei sistemi morbidi è un modo organizzato di pensare applicabile ^a situazioni sociali problematiche e alla gestione del cambiamento attraverso l'azione. È stata sviluppata all'Università di Lancaster, principalmente da Peter Checkland. Queste situazioni complesse sono note come "problemi morbidi". Di solito si tratta di problemi del mondo reale in cui gli obiettivi e gli scopi del problema sono essi stessi problematici. Esempi di problemi morbidi sono: Come migliorare l'erogazione dei servizi sanitari? e Come gestire il problema dei senzatetto con i giovani? Gli approcci morbidi considerano tacito il fatto che la visione del mondo da parte delle persone cambia in continuazione e che anche le loro preferenze cambiano. Si veda: Systems Thinking, Systems Practice. 1981. Wiley. ISBN 978-0-471-98606-5

Fonte: https: //www.onlyelevenpercent.com/applying-soft-systems-to-the-complexities-of-industrial-decarbonisation/