实现净零排放的行业途径——制造业脱碳

制造业脱碳 gsma是一个全球性组织，旨在统一移动生态体系，以发现、开发并交付支撑积极商业环境和社会变革的基础性创新。我们的愿景是释放连接的全面力量，使人们、行业和社会繁荣发展。gsma代表着移动生态系统及其周边行业的移动运营商和组织，通过三个广泛的支柱为其成员提供服务：善行连接、行业服务和解决方案，以及外部拓展。这项活动包括推动政策、应对当今最大的社会挑战、支撑使移动通信得以运行的技术和互操作性，并在MWC和M360系列活动中提供世界上最大的平台，以汇聚移动生态系统。 GSMA Intelligence是全球移动运营商数据、分析和预测的权威来源，也是权威行业报告和研究的发布者。 我们的数据涵盖了全球每一个国家的每一个运营商群体、网络和MVNO——从阿富汗到津巴布韦。它是目前最准确、最全面的行业指标数据集，包含数千万个独立数据点，每日更新。 全球移动通信系统协会（GSMA）情报被领先的运营商、供应商、监管机构、金融机构和第三方行业参与者信赖，用于支持战略决策和长期投资规划。这些数据被用作行业参考点，并经常被媒体和行业本身引用。 我们邀请您访问gsma.com了解更多信息 我们的分析师和专家团队定期产出覆盖多个行业主题的领先思想研究报告。 www.gsmaintelligence.com gsmaintelligence.com 作者：Tim Hatt，研究咨询主管 我们感谢碳信托作为可信顾问，在本次研究的数据分析和建模方面提供支持。 碳信托 成立于2001年，碳信托与全球的企业、政府和机构合作，通过碳减排、资源效率战略以及低碳业务、系统和技术的商业化，帮助它们为更可持续的未来做出贡献并从中受益。 在诺基亚，我们创造技术，帮助世界共同行动。作为关键网络的可信赖合作伙伴，我们致力于在移动、固定和云网络领域进行创新和技术引领。我们依托屡获殊荣的诺基亚贝尔实验室的知识产权和长期研究创造价值。我们恪守最高的诚信和安全标准，助力构建更具生产力、可持续性和包容性的世界所需的能力。www.nokia.com 我们对诺基亚的制造运营和李克罗在访谈中的贡献和观点表示感谢，这些补充了我们报告中展示的更广泛的研究。 内容 41. 行业背景和整体可持续发展战略 2. 数字技术影响 6 83. 市场行销：机遇与挑战 1. 行业背景和整体可持续发展战略 全球制造业约占全球总CO排放量的三分之一。这部分排放分散在2 印度等合计占全球制造业产出超过30%的国家仍处于高增长阶段，这意味着随着人均收入的增长，消费需求将继续推动生产需求。在可再能能源源的同时转向更可持续的制造业模式至关重要。 包括汽车、消费电子、重工业和建筑材料生产的子行业范围。2020年至2030年排放量减少50%相当于8.6吉吨CO。然而2 这是一个全球性挑战，因为许多制造业最密集的经济体（尤其是中国和 图1 从智能工厂中节约CO的高级量化 脱碳驱动因素：数字化 数字投资是提升生产率和运营效率的战略计划的重要组成部分，进而减少能源消耗和排放。智能工厂是指机器人和机械装备了传感器，能够在边缘云上分析数据流，从而实现生产能力与设备维护的实时调整的制造环境。 2020年至2030年十年间智能制造业物联网连接的增长。这加权了像中国、美国、日本、德国和韩国这样的制造业国家。从长远来看，供应链的可见性和适应性、自动化程度的提高和弹性将推动制造商在高竞争性和不确定性环境中进行投资。 在边缘云上分析，实现实时" 随着工厂调整生产以匹配需求，云、物联网、分析以及人工智能等数字工具正被证明是不可或缺的。GSMA Intelligence 物联网的预测表明了这一趋势，几乎 20% 的平均年 一个智能工厂允许数据流进行调整产能和维护\ 脱碳驱动因素：非数字 工业过程，减少对钢铁、水泥和塑料的需求。重复利用的概念也适用于材料的生命周期处理。最后，与供应链合作伙伴协调生产过程和运输的努力也是降低排放的关键部分。 该领域的大部分减排将来自可持结名料、制冷剂的使用，以及零部件的回收或再利用来延长其使用寿命，而不是将其丢弃。例如，这可能涉及将聚合物用作基础建筑材料，这些材料可作为其他产品的天然副产品提取。 图2 2. 数字技术影响 工业数字化的前提是数据分析、云计算和5g连接自动追踪、监控和维护流程，以提高运营效率并降低相关能源成本。技术部署到碳减排的传导可以通过多种方式发生。表1提供了示例，例如优化照明系统并监控能源使用，以及使用基于ar的数字孪生远程作业并避免人工呼叫。自动化提高了效率和生产力，再加上使用可再生能源，减少了电力消耗和排放。 诺基亚奥卢工厂——用于制造移动基站和信号设备——表示，过去五年的产量翻了一番，每年能源消耗减少5-10%。博世报告称，在配备了智能技术的各个生产和装配站点，生产力提高了高达25%（详情见下文）。因此，其管理层认为，对于任何希望保持竞争力的制造公司来说，连接性至关重要。 表1 为了帮助传达实际效益，我们以下将以实际部署的案例，对部分干预措施进行了更详细的阐述。 私有蜂窝网络 • 实现大规模自动化工厂功能的能力已依赖于高级连接性和边缘计算能力。 物联网和传感器 • 这些被广泛地安装在车间内的机器和机器人上。传感器产生的数据流最终被传递到监控控制层（一个监控控制和数据采集——SCADA——系统，见图3），该系统能够实时处理和响应。 • 私有网络，通常基于LTE或5G，是故事中一个重要的新兴部分，因为它们提供有保证的服务质量（QoS）。极高的速度（超过1 Gbps）和超低延迟是移动机器人技术的关键支撑。 • 低延迟连接也对自主移动机器人（AMR）和智能自主车辆（IAV）的用途有益，它们作为流动控制中心，可以通过传输新的电子工作负载来调整工厂生产。AMR配备了3D相机，数据通过高速链路（包括专用网络）传输，并在云端进行分析，因此如果车辆遇到路径上的物体，它可以改变方向。 • 随后便完成了it层，可以进行工厂生产端到端的整体分析，从原材料到工厂大门的成品。这减少了设备维修的人工呼叫，并能够根据需要动态调整生产能力，提高生产力并降低能耗。 • 例如，福特在英国的一家工厂使用了传感器，结合网络切片技术，来监控并提前移除有缺陷的汽车电池，以防它们被安装到汽车中。 • 台湾的半导体制造商ASE与中华电信和高通合作，在毫米波频段上部署了5G私有网络。移动机器人能够对车间进行维护和故障维修，而任何人工工程支持则通过实际机器的AR渲染远程进行。 • 博世在英国和德国的工厂已使用连接到5G网络的传感器来管理机器人设备以及进行设备预维护，从而减少现场服务和相关的能源消耗。 • 类似地，大众汽车在德国沃尔夫斯堡的工厂建立了一个私有5G网络，用于监控车辆生产和预防性维护。 • Lacroix是一家向工厂运营商提供设备和分析的供应商，他已为制造设施设计了利用HVAC的集成能源管理系统1技术。制造车间和建筑的性能可以实时监控，从而相应地调整功率等级。 • 就像物联网传感器的高数据流所支持的自动化一样，这些部署的好处是减少了人工服务呼叫，并且能够动态调整生产能力——所有这些都随着时间的推移提高了生产力并降低了能耗。 图3 我们预测，到2030年，智能工厂将占 manufacturing 设施的约 5%（目前为 1%），这将导致至 2030 年的 10 年间 CO排放减少 1.4 亿吨，相当于总数的 16%。2 期间行业缩减。 3. 市场行销：机遇与挑战 制造集团通常会寻求工业级解决方案，并将简单性、安全性、可靠性和成本效益作为评估工业连接方案的关键采购标准。性能可以通过多种方式定义，其中传输速度、可靠性、冗余性、延迟、抖动和对常见工业协议的支持是关键性能指标（KPI）。OT和IT软件价值链的复杂性，以及连接层和云层，意味着大多数智能工厂的实施模型都是合作方法。 仍然物理连接，它计划随着流量增加，将更多的基础设施迁移到传输无线数据上，包括同时部署5G和Wi-Fi6。 数字化带来的宏观机遇及其使用案例，在于结构性重置工厂的运营和控制机制以提高生产力。结合材料再利用、智能设计、再利用以及可再生能源的使用（所有这些都推动新的商业模式），其整体效果是减少能源消耗和碳排放。这一基本原理是企业在数字化能力上的投资驱动力。我们预测智能工厂可以占制造业部门CO的16%2 未来十年到2030年的减排量，当然只是30年净零路线图中的第一个十年。我们预计随着时间的推移，随着更多工厂运营商设计智能设施，这一贡献将会增长。 有很多这样的实例。台湾的ASE试点项目就是其中之一。汉莎航空与诺基亚和沃达丰合作，在汉堡的一个飞机库中部署了一个5G专用网络。2，使得机身、发动机和零部件的安全检查可以通过AR远程进行。德国沃尔夫斯堡工厂的Volkswagen就是一个进一步的例子。最后，John Deere计划与众多合作伙伴合作，在美国的多个场所帮助实施私有5G网络（从非独立式开始），其中一些将运行在CBRS频谱上。 从竞争角度看，其影响是提供连接性、云计算和分析解决方案的公司将越来越多地以合作方式（而非直接竞争）来促进协同方法，使制造业走上实现净零排放的明确道路。 对数字投资的长期（10年以上）全面考虑，而非按工厂或每年划分，才能推动生产力的提升和脱碳进程。主要挑战在于，当投资回报时间线可长达5-10年时，对 legacy 设备进行改造或更换的成本和复杂性。 "数字化带来的宏观机遇是重新设计运营和控制机制以提高生产力\ 来自商业部署的证明点将有所帮助。拉克鲁瓦断言，虽然大部分设备是