تاریخ انتشار: ۱۴۰۴/۰۸/۱۸
کدام صنایع بیشترین انرژی را مصرف میکنند؟
بخش صنعتی در صدر فهرست بزرگترین مصرفکنندگان انرژی جهان قرار دارد و حدود ۵۴٪ از کل انرژی مصرفی دنیا را به خود اختصاص میدهد.تنها در ایالات متحده، فعالیتهای صنعتی در سال ۲۰۲۳ حدود ۳۱ کوادریلیون واحد حرارتی بریتانیا (BTU) انرژی مصرف کردهاند و انتظار میرود این مقدار تا سال ۲۰۵۰ بهسرعت افزایش یابد.
اما مشکل کجاست؟
تولید و مصرف انرژی بهطور مستقیم باعث مشکلات زیستمحیطی متعددی مانند آلودگی هوا، آب و حرارت، تغییرات اقلیمی، و دفع پسماند جامد میشود.در حالیکه انرژیهای تجدیدپذیر گزینهای پایدارتر به شمار میآیند، در حال حاضر تنها ۹٪ از کل مصرف انرژی ایالات متحده را تشکیل میدهند.در مقابل، ۸۲٪ از انرژی آمریکا از سوختهای فسیلی و ۹٪ از انرژی هستهای تأمین میشود.
پس پرسش این است:
کدام صنایع بیشترین انرژی را مصرف میکنند و چگونه میتوانند به روشهای پایدارتر و کمکربنتر روی آورند؟
صنایع با بیشترین مصرف انرژی
در ادامه شش صنعت از پرمصرفترین صنایع انرژیبر جهان معرفی میشوند.
🚗 صنعت خودروسازی (Automotive Manufacturing)
تولید خودرو شامل فرآیندهای متعددی است که همگی انرژیبر و پرهزینه هستند؛از ذوب و ریختهگری سنگآهن برای تولید فولاد گرفته تا فشاردهی، پرس و قالبگیری فولاد برای ساخت قطعات مختلف خودرو.علاوه بر فولاد، استخراج و فرآوری مواد دیگر مانند آلومینیوم و پلاستیک نیز نیازمند انرژی فراوان است.در خودروهای برقی نیز بخش قابلتوجهی از انرژی صرف استخراج، فرآوری و ساخت باتریها میشود.گرچه خودروهای برقی پس از تولید، بسیار کارآمدتر از خودروهای بنزینی هستند، اما فرآیند تولید آنها هنوز هم کربنبر و انرژیبر محسوب میشود.
برای کاهش ردپای کربنی در صنعت خودروسازی، میتوان از راهکارهای زیر استفاده کرد:
بهعنوان نمونه، شرکت ThyssenKrupp Automotive Technology متعهد شده است تا در سال ۲۰۲۴، ۱۰۰٪ برق مصرفی خود را از منابع تجدیدپذیر تأمین کند و از این طریق، ۹۰٪ از انتشار گازهای گلخانهای مستقیم و غیرمستقیم (Scope 1 و 2) خود را در سراسر جهان کاهش دهد.
صنعت شیمیایی (Chemical Industry)
صنعت شیمیایی، مواد خامی مانند نفت، گاز طبیعی، هوا، آب، فلزات و مواد معدنی را به محصولات صنعتی و مصرفی شیمیایی پایه تبدیل میکند.مهمترین محصولات این صنعت شامل داروها، آفتکشها، رنگها و پیگمنتها، گازهای صنعتی، و لوازم آرایشی هستند.اگرچه این صنعت در گذار جهانی به انرژیهای تجدیدپذیر نقشی حیاتی دارد و به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و توسعه فناوریهای سبز کمک میکند، اما فرآیندهای تولید آن بسیار انرژیبر هستند.
بهعنوان نمونه، عملیاتهایی مانند تقطیر و سنتز شیمیایی برای تولید پلاستیک، کود و پتروشیمیها به مقادیر عظیمی حرارت و برق نیاز دارند.حتی ناکارآمدیهای کوچک در عملکرد نیز، هنگام تولید در مقیاس بزرگ، میتواند منجر به اتلاف انرژی قابلتوجهی شود.صنعت شیمیایی ایالات متحده — که بزرگترین صنعت شیمیایی جهان است — حدود ۲۰٪ از کل مصرف انرژی صنعتی کشور را به خود اختصاص میدهد.
با این حال، این صنعت در مسیر پایداری بیشتر گام برمیدارد؛ از جمله با:
صنعت آلومینیوم (Aluminum Industry)
آلومینیوم فلزی است سبک، بادوام و کاملاً قابل بازیافت که در حوزههای مختلفی مانند خودروسازی، ساختوساز، صنایع غذایی و نوشیدنی، الکترونیک مصرفی و تولید صنعتی کاربرد دارد.این فلز چندمنظوره، بهویژه بهعنوان مادهای کلیدی در فناوریهای سبز مانند خودروهای برقی سبکوزن و سامانههای انرژی خورشیدی، نقشی اساسی در آیندهای پایدار دارد.
اما افزایش تقاضا برای آلومینیوم باعث شده است که انتشار مستقیم گازهای گلخانهای در این بخش طی دهه گذشته بهطور مداوم افزایش یابد، زیرا فرآیندهای تولید آن بسیار پرمصرف هستند.
برای تولید هر تن آلومینیوم اولیه، حدود ۱۷٬۰۰۰ کیلوواتساعت برق مورد نیاز است.
فرآیند الکترولیز آلومینیوم (استخراج فلز از سنگ معدن) از پرمصرفترین مراحل تولید است و معمولاً به آندهای کربنی وابسته است که در هنگام واکنش، دیاکسید کربن آزاد میکنند.
راهحلهای اصلی کاهش انتشار در این صنعت شامل موارد زیر است:
صنعت خمیر و کاغذ (Pulp and Paper Industry)
صنعت خمیر و کاغذ یکی از پنج صنعت پرمصرف انرژی در جهان است و حدود ۶٪ از کل مصرف انرژی صنعتی جهان و ۲٪ از انتشار مستقیم کربن جهانی را به خود اختصاص میدهد.
این مصرف بالا عمدتاً بهدلیل فرآیند خشککردن خمیر و کاغذ است که حرارت بسیار زیادی میطلبد و حدود ۷۰٪ از انرژی کل این بخش را مصرف میکند.تولید جهانی کاغذ و مقوا بیش از ۴۰۰ میلیون تُن در سال است و چین و ایالات متحده بزرگترین تولیدکنندگان آن محسوب میشوند.
با توجه به رشد پیشبینیشده تقاضا برای کاغذ در سالهای آینده، کاهش انتشار در این بخش یک ضرورت حیاتی است.
خوشبختانه این صنعت در مسیر پایداری پیشرفتهایی داشته است، از جمله:
فناوری جدید پمپهای حرارتی با دمای بالا (High-Temperature Heat Pumps) نیز امیدبخش است؛ این پمپها حرارت نهفته ناشی از خشککردن کاغذ را بازیافت کرده و از آن برای تولید بخار جدید استفاده میکنند.
اتحادیه صنایع کاغذ اروپا (CEPI) و انجمن پمپ حرارتی اروپا (EHPA) نشان دادهاند که با ادغام این فناوری در کارخانههای کاغذ، میتوان تا ۵۰٪ از مصرف انرژی در فرآیند خشکسازی را کاهش داد.
صنعت فولاد (Steel Industry)
فولاد، فلزی است مقاوم، بادوام و ضدتغییر شکل که در صنایع گوناگون از جمله ساختمانسازی، حملونقل، تولیدات صنعتی، نظامی، الکترونیک و حتی ورزشی کاربرد دارد.
این فلز همچنین بیشترین نرخ بازیافت در جهان را دارد — بیش از ۶۰ میلیون تُن فولاد هر سال بازیافت میشود.
با این حال، در سال ۲۰۲۳، حدود ۲ میلیارد تُن فولاد خام در جهان تولید شد که حدود ۸٪ از کل انتشار گازهای گلخانهای جهان را به خود اختصاص داد.
فرآیند اولیه تبدیل سنگآهن به فولاد در کوره بلند (Blast Furnace)، بسیار انرژیبر است و دمایی بیش از ۳۰۰۰ درجه فارنهایت (≈۱۶۵۰°C) و واکنشهای شیمیایی متعدد نیاز دارد.
پس از تولید فولاد خام، عملیاتهای دیگری مانند شکلدهی، ماشینکاری، جوشکاری، پوششدهی، و عملیات حرارتی و سطحی نیز انجام میشوند که همگی مصرف انرژی بالایی دارند.
برای کاهش مصرف انرژی، صنعت فولاد از راهکارهای زیر بهره میبرد:
صنعت فرآوری مواد غذایی (Food Processing Industry)
صنعت فرآوری مواد غذایی یکی از بزرگترین مصرفکنندگان انرژی در جهان است.
این انرژی — که عمدتاً از سوختهای فسیلی تأمین میشود — برای تفکیک، شستوشو، پخت، سردسازی و بستهبندی مواد غذایی در طول زنجیره تأمین مورد استفاده قرار میگیرد.
در حال حاضر، این صنعت حدود ۳۰٪ از کل انرژی در دسترس جهان را مصرف میکند، که بیش از ۷۰٪ از این میزان مربوط به مراحل پس از برداشت محصول از مزرعه (beyond the farm gate) است.
برای کاهش مصرف انرژی، صنعت فرآوری مواد غذایی در حال اجرای راهبردهای متنوعی است، از جمله:
یکی دیگر از حوزههای کلیدی، نوآوری در بستهبندی پایدار است. استفاده از مواد بستهبندی سبک، قابل بازیافت و تجزیهپذیر زیستی تأثیر چشمگیری در کاهش انرژی دارد.
بهطور میانگین، بستهبندی مواد غذایی حدود ۵٪ از کل انرژی مصرفشده در چرخه عمر یک محصول غذایی را شامل میشود و نزدیک به ۳٪ از کل انرژی اولیه جهانی را مصرف میکند.
آینده مصرف انرژی (The Future of Energy Usage)
اما آیا تلاشها برای پایداری و رشد انرژیهای تجدیدپذیر میتواند با افزایش تقاضای جهانی انرژی همگام شود؟
با توجه به پیشبینیها که نشان میدهند تا پایان این دهه، انرژیهای تجدیدپذیر نیمی از تقاضای جهانی برق را تأمین خواهند کرد، این موضوع دور از دسترس نیست.
بر اساس گزارش اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA)، مصرف کل انرژی در آمریکا بین سالهای ۲۰۲۲ تا ۲۰۵۰ تا ۱۵٪ افزایش خواهد یافت، در حالی که در همین بازه، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر تقریباً دو برابر میشود.
پیشرفت در حوزه انرژیهای پاک، زمانی بیشترین تأثیر را خواهد داشت که با سیاستهای حمایتی دولتها، شرایط اقتصادی مساعد، و تعهد جدی صنایع بزرگ و پرمصرف همراه شود.
تنها در این صورت است که جهان میتواند به سمت آیندهای پایدارتر و کمکربنتر در مصرف انرژی حرکت کند.
راهکارهای نوآورانه :
سامانههای ذخیرهساز انرژی نقش مهمی در کاهش هزینهها و افزایش بهرهوری انرژی صنایع دارند. این سامانهها با ذخیره برق یا گرمای مازاد در زمان کممصرف و استفاده از آن در ساعات اوج مصرف، به صنایع کمک میکنند تا هزینه انرژی خود را مدیریت کرده و از نوسانات قیمتی شبکه برق در امان بمانند. علاوه بر این، ذخیرهسازی انرژی موجب پایداری بیشتر فرآیندهای تولیدی میشود؛ بهویژه در صنایعی مانند فولاد، آلومینیوم، شیمیایی و خودروسازی که حتی وقفههای کوتاه در تأمین برق میتواند خسارات سنگینی ایجاد کند.
از سوی دیگر، این سامانهها مسیر گذار صنایع به سمت تولید سبز و پایدار را هموار میکنند. با اتصال ذخیرهسازها به منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، انرژی تولیدشده در زمانهای غیرقابل پیشبینی ذخیره و در زمان نیاز مصرف میشود؛ در نتیجه، وابستگی به سوختهای فسیلی کاهش یافته و انتشار گازهای گلخانهای کم میشود. به این ترتیب، صنایع میتوانند علاوه بر صرفهجویی در مصرف انرژی، پایداری زیستمحیطی و رقابتپذیری اقتصادی خود را نیز ارتقا دهند.
https://www.thomasnet.com/insights/industry-highest-energy-use/
