Hoe de doelstellingen voor decarbonisatie halen met simulatie
Inhoudsopgave
Wat is decarbonisatie?
Decarbonisatie is het proces van het verlagen van kooldioxide-emissies door het gebruik van koolstofarme energiebronnen en het uitstoten van minder broeikasgassen in het milieu. Dit proces is gericht op het bereiken van een koolstofvrije wereldeconomie door het verminderen van emissies in waardeketens op een geplande en technologisch mogelijk gemaakte manier. Alternatieve brandstoffen, elektrificatie, hernieuwbare energie, koolstofcompensatie-initiatieven, LCA-methoden (levenscyclusanalyse) en duurzame werkpraktijken zijn allemaal voorbeelden van decarbonisatie benaderingen.
Welke invloed heeft decarbonisatie op uw bedrijf?
Consumenten en regelgevende organisaties eisen van productie dat ze volgens een veeleisend tijdschema aan de duurzaamheidsdoelstellingen voldoen. Dit moet echter worden gezien als een kans en niet als een kostenpost. Door de koolstofuitstoot in de hele keten te verminderen, kan uw bedrijf op verschillende manieren een positief verschil maken, van het versnellen van de ontwikkeling van nieuwe bedrijfsmodellen tot het maken van duurzamere producten.
De uitdagingen van decarbonisatie
Het koolstofarm maken van je bedrijf kan niet in één klap worden opgelost. Het is een brede, veelzijdige uitdaging waarbij meerdere processen moeten worden veranderd en waarbij moet worden samengewerkt met een groot aantal stakeholders. Daarom zijn er oplossingen nodig die een holistisch en realistisch beeld geven van de bedrijfsactiviteiten, zodat bedrijven de aard van de uitdagingen kunnen begrijpen en effectieve reacties kunnen coördineren, testen en implementeren.
Vijf manieren waarop simulatie-gedreven ontwerp helpt om duurzame producten te maken
Simulatiegestuurd ontwerpen is een gegevensgestuurde, collaboratieve en gelijktijdige benadering van productontwikkeling. Met deze aanpak kunnen organisaties de duurzaamheid van hun producten gedurende de hele levenscyclus verbeteren. Dit zijn onze top vijf mogelijkheden om koolstofemissies te verminderen met behulp van simulatietools:
- Materiaalontwikkeling
- Afval verminderen
- Duurzaamheid verhogen
- Efficiënt energiegebruik
- Ontwerpoptimalisatie
Materiaalontwikkeling
Materiaalontwikkeling richt zich op het creëren van nieuwe materialen met mogelijk unieke fysieke eigenschappen om een spectrum aan ontwerpproblemen op te lossen, bestaande materialen te vervangen om de impact op het milieu te verminderen en materialen lichter te maken om een voorspelde belasting te weerstaan. Biomaterialen zijn een veelbelovend gebied voor duurzaamheidsinspanningen met als doel de milieu-impact van een product te verminderen.
Niet-lineaire FEA (finite element analysis) kan gebruikt worden om engineers te helpen de beste materiaaleigenschappen en toepassingskeuzes te maken. Niet-lineaire FEA systemen, zoals Abaqus, hebben een voorsprong in deze industrie omdat ze nauwkeurig zware gebruiksomstandigheden zoals hoge hitte en stress kunnen simuleren.
Afval verminderen
De meeste bedrijven realiseren zich nu de financiële voordelen van het minimaliseren van afval in hun productieproces en het ontwikkelen van efficiëntere ontwerpen. De simulatie van slanke productieprocessen kan opties onthullen voor hergebruik van materialen, optimalisatie van de productiviteit, ergonomie van het werk en vermindering van transportwegen.
Simulatie kan ook de productie-efficiëntie verbeteren door processen te herhalen om het aantal mislukkingen te verminderen en het opbrengstpercentage te verhogen. Een soortgelijke methode kan ook gebruikt worden om verspilling door mislukte prototypes te verminderen door meer ontwerpiteraties te maken in een virtuele omgeving.
Duurzaamheid verhogen
FEA is typisch een analytische benadering van het oplossen van een systeem van partiële differentiaalvergelijkingen die mechanische spanning en structurele analyse mogelijk maakt. Door structurele analyse vroeg in de ontwerpfase van productontwikkeling toe te passen, kunnen engineers optimaliseren voor duurzaamheid, waardoor producten met een langere levenscyclus ontstaan en de kosten voor prototypes worden verlaagd.
Efficiënt energiegebruik
CFD (computational fluid dynamics) wordt gebruikt voor het simuleren van vloeistofstromingen. De beweging van vloeistoffen (bijvoorbeeld lucht en water) is in veel systemen een belangrijke bron van energieverlies door luchtweerstand. Simulatie helpt deze verliezen te verminderen, waardoor er minder energie nodig is om het systeem aan te drijven en er minder uitstoot is bij de energieproductie. Systeemsimulaties kunnen ook worden gebruikt om het energieverbruik te optimaliseren. Zo kunnen koolstofintensieve energiebronnen tijdens piekbelastingen worden geminimaliseerd door analyse van simulaties van warmtedistributiesystemen.
Ontwerp en procesoptimalisatie
In bepaalde situaties, zoals de elektrificatie van vliegtuigen, zijn commerciële ontwerpen nog niet levensvatbaar. In deze gebieden kan de CO2-uitstoot tijdens productie en gebruik worden verminderd door ontwerp- en procesoptimalisatie. CFD- en FEA-analyses kunnen engineers helpen om de aerodynamica te optimaliseren en mogelijkheden voor lichtgewicht te identificeren, waardoor uiteindelijk de duurzaamheid van producten tijdens gebruik wordt verbeterd.
Hoe kan TECHNIA helpen?
Nu bedrijven ernaar streven om hun doelstellingen op het gebied van decarbonisatie te halen, kan de integratie van geavanceerde simulatie in vroege ontwerpfasen de duurzaamheid van producten aanzienlijk verbeteren, de inkomsten verhogen en een efficiënter gebruik van hulpbronnen mogelijk maken. Deze overgang brengt echter verschillende uitdagingen met zich mee.
Onze simulatie- en engineeringdiensten kunnen u helpen deze hindernissen te overwinnen door middel van conceptuele verkenning, verfijning van gedetailleerde ontwerpen, materiaalexpertise of engineeringvalidatie, of door het voorspellen en analyseren van productontwerpen onder verschillende belastingen en dynamische effecten.
