2023-11-02 15:20 4037次阅读
为深入贯彻落实党中央、国务院关于“做好碳达峰、碳中和工作”的决策部署,经报国家碳达峰碳中和工作领导小组办公室有关领导同志后,中国工业经济联合会自2022年起,从遴选示范、调查研究和宣传培育三个维度开展中国工业碳达峰“领跑者”企业遴选和研究工作,找出并宣传推广企业优秀成果与案例,助力工业领域更好地开展碳达峰和高质量发展工作。
根据工作计划,中国工业经济联合会将在有关部委、部分地方政府和行业组织的支持下,持续做好中国工业碳达峰“领跑者”企业遴选和研究工作,在2022年已经发布的42家首届中国工业碳达峰“领跑者”企业基础上,到2025年累计找出300家(其中,2023年计划选出约60家),到2030年累计找出1000家中国工业碳达峰“领跑者”企业。
现将调研过程中了解到的一些优秀企业成果和案例进行系列报道,为各地方、行业、企业做好工业碳达峰工作,实现工业绿色低碳转型和工业高质量发展提供参考借鉴。
一、公司简介
1988年,中信集团投资设立中信戴卡股份有限公司(以下简称中信戴卡),作为中国大陆第一家铝车轮制造企业,致力于打造中国轮毂的民族品牌。经过30多年产业积淀,现已成为全球最大的车用高端铝制零部件供应商,年用铝量近100万吨;是首家进入Automotive News全球汽车零部件百强榜的中国企业,2022年名列第50位。中信戴卡在全球拥有29家主要制造基地,其中国内19家,海外10家,客户覆盖欧美和亚洲等全球各大汽车集团,致力于成为全球领先的具有核心技术和自主品牌的轻量化、系统化、智能化出行服务综合解决方案供应商。
图1:中信戴卡股份有限公司
二、绿色低碳管理建设
中信戴卡积极响应国家号召,不断探索绿色低碳发展新途径。目前已形成以机构和制度创新引领发展规划、以技术和工艺创新赋能发展源动力、以原料的侧向性选购和产品的轻量化生产调控并带动上下游产业一起走绿色低碳发展之路的可持续性降碳减排的创新发展新模式,此外,中信戴卡注重产业引导与国际布局,积极协调并带动上下游企业节能减碳,致力打造绿色低碳产业链,为国家节能减碳事业做出持续性贡献和示范引领作用。
近三年,中信戴卡实施技术升级和工艺优化等举措,充分发挥企业及产品的示范和杠杆作用,通过国内领先的余热回收利用技术,减少外购蒸汽,从而减少二氧化碳排放8.6万吨,绿色电解铝及再生铝应用3.4万吨,减少二氧化碳排放约43.4万吨,绿色电力交易与光伏发电量共计6065万千瓦时,减少二氧化碳排放约5.3万吨。
中信戴卡战略性关注“零碳、负碳”技术发展,例如,绿色制氢、二氧化碳捕捉等技术;掌握“碳交易”市场动向,成立碳资产管理小组,为碳履约做好准备。开发双碳管理平台,及时为整车企业及政府提供数据支撑;识别碳排放关键因素,制定降碳策略,确认“双碳”目标,助力企业绿色低碳发展;与国际碳排放接轨,为产品提供碳排放依据,突破贸易壁垒,带动行业上下游企业共同减排。
中信戴卡致力于将绿色低碳可持续发展打造为公司的未来核心竞争力之一,搭建低碳管理架构并落实相关职能部门。以绿色低碳发展中心来统筹供给侧、使用侧和排放侧管理。同时还协调推进全球生产基地的差异化管理,通过内外协同来构建产品碳足迹跟踪能力,并且在摸清“碳家底”的同时科学制定碳排目标和降碳战略。
三、技术成果
中信戴卡建有国家级企业技术中心,汽车零部件轻量化技术国家地方联合工程、省级轻合金铸锻工程技术创新中心。公司为强化研发能力建设,持续加强研发投入,近三年研发投入由6.21亿增加至10.71亿元,提高72%,得到地方政府、中信集团及客户的充分认可,先后获得河北省科技厅颁布的“河北省科技领军企业”“高端铝车轮铸旋复合成型短流程制造技术及其关键装备”“铝车轮产线智能制造技术创新及应用”,获得中信集团科学技术特等奖、沃尔沃颁布的“绿色能源可持续发展奖”等。
注重国内外合作交流,与国内外绝大多数品牌汽车生产厂商保持合作交流关系,在车轮移动系统设计、降噪车轮研发、车轮平衡主动控制工艺等方面与国内外多所院校进行了产学研合作。相关品牌铸旋铸造产品厚度已到达全球行业顶级水准,处于绝对领先地位。
(一)科研荣誉
中信戴卡近五年获得专利共计1076项,其中发明专利306项,实用新型770项。
在重大科研成果方面,2013年,获得科技厅牵头颁发乘用车铝合金车轮径向冲击试验设备的研制与应用科研成果证书。2019年,“大尺寸铝合金车轮成型关键技术及应用项目”获国家科学技术进步二等奖。2019年,荣获中国最佳工厂奖。2020年,凭借独特的人性化设计思路和出众的外观设计,斩获被誉为设计界“奥斯卡”的德国iF设计大奖。2020年荣获中国绿色铸造示范企业称号。荣登2022年《财富》最具影响力物联创新榜单。世界权威汽车媒体《美国汽车新闻》(Automotive News)发布的《2022年全球汽车零部件供应商百强榜》中信戴卡名列全球百强第50位。
主持和参与相关国际、国家、行业、团体等标准共计135项,其中主持乘用车车轮弯曲和径向疲劳性能要求及试验方法等技术标准共8项并发布。参与轮辋轮廓检测等相关行业标准127项并发布。
国际化的汽车底盘零部件试验中心,2008年获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)ISO/IEC 17025实验室认证,检测能力得到国内外汽车制造企业的广泛认可。
(二)关键技术创新
铝合金作为高耗能行业,铝合金零部件的碳排放强度即与上游电解铝行业息息相关,同时与零部件企业生产制造环节密不可分。铝合金零部件实现绿色低碳生产成为汽车行业减碳、降碳的关键环节。
中信戴卡综合考虑在碳达峰和碳中和的背景下的铝废料循环利用、低碳排放制造、能源清洁化及回收再利用对铝合金汽车零部件企业挑战和机遇,在行业的系统性变革的角度下规划项目技术思路以及问题解决方案,从而打破了铝零部件生产过程中高排放的怪圈,并探索出绿色低碳关键技术在铝合金零部件产业化应用路径,取得良好的经济效益和社会效益,引领行业绿色低碳发展趋势。
通过潜心研发,从汽车零部件全生命周期碳排放顶层设计,结合零部件全流程工艺,制定出系列绿色低碳策略。
1、原材料端的低碳应用
从原材料角度分析,减少原生铝锭的使用,扩大回收材料的应用是有效的解决方案,其组成不仅仅局限于工厂内部的回收铝,还要使用社会回收铝以及报废拆解铝,推广高比例再生铝的批量使用。
2、绿色能源及资源循环再利用
绿色能源是低碳排放制造的基础。通过提高生产过程中的绿色能源占比,降低制造过程的碳排放。然而要更进一步的降低碳排放,就必须实现资源的循环利用,实现覆盖低品位余热全方位的阶梯能量回收体系,实现低碳排放生产。
3、绿色低碳智造技术
通过材料和工艺协同创新,实现低碳排放铝合金的应用。高效保温铝液转运包的应用,通过应用ZrO2 耐火材料和创新结构的保温浇包,有效降低转运过程中熔体的温度损失,降低生产过程中的CO2排放。通过与熔体处理方法的紧密结合,在保证产品性能不下降的前提下,将固溶处理时间缩短降低工序碳排放。铸造效率方面开创性的提出铝车轮低压铸造二次加压工艺,保留铝合金液低压充型平稳和轮辋快速凝固的特点,利用分流锥和强制水冷冻结中心浇口铝合金,封闭型腔,借助中心挤压杆向下行进对铝车轮实施二次加压,提升了铝车轮铸件的材料力学性能和铸造工艺生产效率。
四、应用案例
中信戴卡创造了“国民共进”商业模式,以技术和管理为核心,采用“统一产品开发、统一品牌、统一技术质量、统一市场销售、统一生产计划”的集团联营管理方式,以技术+品牌来整合社会资源,建立产业平台,为集团企业赋能。同时依托现有全球供货体系,逐步实现“全球制造、全球营销、全球研发”,进一步融入全球汽车产业链,汇聚全球资源,提升全球配置力、影响力、竞争力,全面提升公司国际化能力,并得到了客户的广泛认可。全球化生产基地的布局已基本实现本地化供货,实现了产业链布局的“短流程”化,进一步降低了物流运输的二氧化碳排放,为全球碳减排作出企业贡献。
(一)灯塔工厂
2021年9月27日,世界经济论坛公布的灯塔工厂名单中,中信戴卡铝车轮六号工厂在全球上千家候选工厂中脱颖而出成功入选,成为河北省首家、中信集团首家、也是全球铝车轮行业首家“灯塔工厂”,填补了该行业“灯塔工厂”的空白。
中信戴卡铝车轮六号工厂是中信戴卡集团打造的高自动化、高智能化、高数字化、高柔性化的“未来工厂”,年产轮毂300万只,80%以上为高端产品。工厂依托30年的制造技术经验,着力发展智能制造,引领轮毂制造技术再升级。
图2:柔性化生产
生产汽车轮毂的个性化要求差异明显,工艺复杂,环节多样,部分核心环节的制造依赖生产工作人员的主观判断和人工经验。中信戴卡秦皇岛工厂聚焦行业痛点,运用AI、5G、大数据等技术,打造数字化精益管理平台,让生产线进行实时、精确地检测和自学习,无需人员参与,并持续优化知识图谱,沉淀制造工艺,减少对人工经验的过度依赖。
图3:生产管理系统
借助数字化赋能的柔性制造系统实现敏捷制造,将最小生产批量从300件降到1件,使“一件订单”的柔性定制化生产成为可能,更好地应用到“千车千样”的车轮毂场景中。通过应用AI视觉检测和智能调机闭环,以及X光无损探伤人工智能识别系统对轮毂进行“检测—生产”调节,实现了检测作业人员减少50%,检测效率提升40%,成为数字化质量管理进行大规模工业化应用的“首创性案例”。中信戴卡“灯塔工厂”实现了生产成本降低33%,设备综合效率提升21.4%,产品不良率下降20.9%,交付时间缩短37.9%,能源使用效率提升39%。
中信戴卡秦皇岛工厂经验不止于内部赋能,目前,其“灯塔工厂”的经验已在其全球多个工厂推广复制,推动生产、管理、研发转型升级,实现高端化、智能化和绿色低碳发展。
(二)摩洛哥工厂
中信戴卡北非工厂位于摩洛哥,是中摩两国建立战略伙伴关系以来最大的投资,总占地面积380亩,目前建成了2个铝车轮工厂和1个铸件工厂。作为深入贯彻实施“一带一路”倡议和摩洛哥“工业加速计划”的重要投资项目,其布局设计、建筑方案、核心装备、制造工艺和管理模式均有中信戴卡整体输出,成功将先进的铝合金车轮制造技术移植到摩洛哥。工厂的自动化率、智能化程度全球领先。未来该工厂还会不断迭代升级,进一步助力提升摩洛哥工业水平,筑建中非合作的坚实桥梁。
(三)轻量化铝车轮绿色设计平台建设
《轻量化铝车轮绿色设计平台建设项目》采用新型SLT(Short process Light weight Low cost Technology)旋压工艺,实现短流程、高品质、轻量化的铸旋产品制造技术,简化原有旋压工艺流程,节能高效,工业技术达到国内领先水平。于2018年成功获评工信部绿色制造系统集成项目,实现了铝车轮轻量化绿色设计与制造一体化
关键工艺技术应用。
利用工艺仿真技术,研发出铝车轮低压铸造高效风冷模具,结合现场工艺保障,使热工生产效率和金属利用率有了很大的提高,保证现场平稳运行。
基于工艺仿真分析手段,开发ADC普通产品水冷技术。将产品带入高端汽车市场,该类技术的研发应用对于汽车行业大规模发展及轻量化要求具有重要的现实意义。目前,该技术基本涵盖公司内所有的量产产品,产品性能提升40%,生产效率提升45%。
通过改善毛坯端面变化,实现每个车轮毛坯减重100-240g,材料利用率提升近2%。
热处理工序采用独创2+1热处理炉组布局,同产能较传统“1+1”模式,可节省一组时效炉,整体节省占地面积约20%,整体可节省能耗约10%。热处理炉组达到节能高效的目标同时满足智能监控生产要求。其工艺参数生产实时传输至DMS 3.0系统,可实现智能监控,提升管控效率。优化热处理炉组助燃风管路结构,利用固溶炉预热对助燃风进行预热,降低能耗约3%-5%。
(四)汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术与应用
汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术,以解决汽车轮毂生产线的节能降耗难题、掌握生产线余热回收利用核心技术为目标,开发出轮毂生产线余热的阶梯及循环回收利用技术。首创汽车轮毂全生产周期高、中、低温余热能源的阶梯回收利用技术,并提出了生产线余热能源的循环回收利用方法;研发了轮毂生产线低品位余热提取及冷热双供技术。开发了可提取低品位工业余热(最低至20℃)并同时输出需热工艺热源和需冷工艺冷源的冷热双供技术,实现了低品位余热的高效回收利用;研发了轮毂全生产周期余热能源智能化管理控制系统。基于多模态传感器网络,集成于工业云平台进行智能化控制,实现了轮毂生产线余热回收利用的信息化和智能化。实现汽车轮毂生产线余热的高效回收利用,以单条轮毂生产线计算,高温烟气余热、中温热处理余热、低温循环水余热的回收利用率均达到70%以上,年均减少碳排放912吨/年,极大程度实现节能降本,为我国工业节能降耗及绿色发展做出了卓越贡献。
图4:余热回收利用技术原理示意
基于汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术,中信戴卡被国家工信部授予“国家绿色制造示范企业(绿色工厂)”,被中国铸造协会授予“中国绿色铸造示范企业”。同时该技术获得2020年度河北省科技进步三等奖,并于2021年入选“国家工业节能技术推荐目录”。通过了河北省科技厅认可的“科学技术成果评价”,评价委员会认为:“本技术采用的研究方法科学合理,工艺技术路线可行,其整体技术达到国内领先水平,具有广阔的推广应用前景。”
该技术在轮毂制造行业进行推广应用,已建设完成二十余个轮毂生产线余热回收利用项目,获得广泛好评,并已经向钢铁、化工、煤炭等行业逐步进行推广,为国家双碳战略及绿色制造提供了强有力的技术支撑。
(五)电力交易
作为冀北地区第一批参与绿色电力交易的电力直接交易用户,参与国家能源局组织的京津唐电网绿色电力交易,在国网华北分部启动的绿电合作意向协议举行签订仪式,这标志着中信戴卡京津唐电网绿电交易工作开启了崭新篇章。参与绿色电力交易,实现中信戴卡六号生产线,暨全球铝车轮行业唯一的“灯塔工厂”100%绿色电力使用,年度减排5.3万吨。开发优质绿色电力资源,获得国家承认绿色电力证书,保证绿电交易可追溯性。
图5:绿色电力消费凭证及证书
(六)屋顶光伏发电项目
为助力“双碳”目标实现,满足市场客户要求,中信戴卡产业园区、宁波戴卡有限公司屋顶以“自发自用”模式建设分布式屋顶光伏电站,总装机容量5.05MW,于2022年已完成并网发电,年度发电量600万千瓦时。实现新能源项目轻资产运营,在能源领域践行“轻资产”的发展模式。
图6:屋顶光伏实景
“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。”这是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大决策部署,为推进碳达峰碳中和工作提供了根本遵循,对于全面建设社会主义现代化国家、促进中华民族永续发展和构建人类命运共同体都具有重要意义。中信戴卡坚决贯彻党中央决策部署,以“双碳”工作为总牵引,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,充分发挥示范引领作用,勇于挑起时代的重任,努力争做实现“双碳”目标的排头兵,为节约能源资源、保护生态环境和应对气候变化作出积极贡献,在全面建设社会主义现代化国家新征程中展现新作为。
联系人:中国工业碳达峰项目组
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