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      • 発行日 2025年1月28日
      • 最終変更日 2025年1月28日
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    スマート製造と持続可能性

    再生可能エネルギー源の使用からエネルギー効率の改善まで、製造業は気候変動への危機に対応して、持続可能性を向上させるための取り組みを進めています。 詳細は、こちらの記事をお読みください。

    smart manufacturing for sustainable energy

    製造業は、気候変動の主な原因の一つである二酸化炭素排出の主要な発生源です。製造業はこれらの排出量の最大5分の1を占めています。そのため、この分野でのエネルギー消費削減への取り組みは、地球温暖化との戦いにおいて極めて重要です。

    持続可能な製造プロセスでは、再生可能エネルギーを利用し、エネルギー使用量の削減に努め、貴重な資源を最大限に活用し、廃棄物を削減し、広いコミュニティや地球全体に利益をもたらします。持続可能性と製造業の関係について、詳しく見ていきましょう。

    持続可能な製造業

    かつての産業革命が、今日の環境危機への道へとつながってきました。現在、我々は製造業がこの危機を克服する上で大きな役割を果たすことを期待しています。石油や天然ガスなどの化石燃料を無制限に燃やすことは、大量の二酸化炭素を排出し、気候変動の主要な原因となるため、もはや許容されません。

    そのため、製造業者は、持続可能なエネルギーを使用して産業プロセスを動力化することから、製造プロセスの効率化、エネルギーや天然資源の節約に至るまで、二酸化炭素排出を削減するための措置を講じています。また、製品のライフサイクル全体(最初のアイデアから廃棄まで)を見直し、エネルギーや材料を節約したり、資源を再利用・リサイクルを進めています。これらはすべて、製造業における持続可能性を向上させるための一部であり、今後数十年にわたって地球に利益をもたらすでしょう。

    製造業とエネルギー

    製造業は非常に多くのエネルギーを消費します。これには製造プロセスそのものに加え、オートメーションや機械を動かすための電力、広大な工場やオフィススペースを照明し暖房するためのエネルギーが含まれます。実際、製造業は鉱業や建設業といった他のエネルギー集約型産業よりも多くのエネルギーを消費しています。特にエネルギーを多く使用する分野としては、鉄鋼やアルミニウムの生産、化学製品、食品・飲料、パルプ・紙、セメント生産などが挙げられます。

    長年、石油や天然ガスの燃焼に依存してきた多くの製造業者は、エネルギー効率の高い技術や実践を導入したり、風力や太陽光発電、バイオガス、バイオマスや廃棄物由来のエネルギーなどの持続可能なエネルギー源への切り替えを進めることで、エネルギー消費を削減しようと取り組んでいます。

    さらに、製造業者は持続可能なエネルギー業界向けの技術を製造することで、エネルギー転換において重要な役割を果たしています。例えば、太陽光発電技術や、太陽光や風力などの断続的な発電を蓄えるためのバッテリーエネルギー貯蔵システムの生産を拡大しています。製造業は気候変動において「問題の一部」であるだけでなく、「解決策の大きな一部」でもあるのです。

    スマート製造

    スマート製造または「スマートファクトリー」は、第4次産業革命、あるいはインダストリー4.0の一部です。これらは、産業用インターネット(IIoT)、ビッグデータ、仮想現実(VR)と拡張現実(AR)、高度な自動化(コボットが代表例)、そして人工知能(AI)などの技術に依存しています。

    スマート製造は、長期的に見て製造業をより持続可能にするために、工業プロセスの情報を収集し、より効率的なエネルギー使用を実現します。メーカーのサプライチェーン全体でのデータ収集が強化されることで、ビジネスのカーボンフットプリントや排出量を削減できる手段を理解することがはるかに容易になります。また、AM(3Dプリント)などの他のインダストリー4.0技術も、エンジニアリング企業がゼロ廃棄物目標を目指す中で、生産における廃棄物の削減に役立っています。

    メーカーは、自社のすべての活動が環境に与える影響を理解し、特にエネルギーに関して、物事をより良く変える方法を模索しています。スマート製造は、第4次産業革命が進む中で、それを実現するためのツールの一部を提供しています。

    製造業における再生可能エネルギー

    再生可能エネルギーは、気候変動における重要な手段の一つです。例えば、日本では現在、発電の一部を再生可能エネルギーが占めており、国が2050年までのカーボンニュートラル(温室効果ガスの実質ゼロ排出)を目指す中で、この割合はさらに拡大していく見込みです。

    再生可能エネルギー源、それは、自然から得られる豊富でクリーンなエネルギーであり、持続的に利用可能なものです。日本の製造業者も、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを活用し、施設の電力を賄うために屋上に設置された太陽光パネルや、現場に設置された風力発電設備、あるいはバイオマスを利用した熱エネルギー生産を進めています。特に、工場の近くで再生可能エネルギーが調達可能であることは、新たな施設を建設する企業にとって重要な選択基準の一つとなっています。

    日本政府も再生可能エネルギーの普及を促進するため、固定価格買取制度(FIT)や補助金などの支援策を実施しており、企業や家庭での導入が進んでいます。これにより、持続可能な社会の実現に向けた取り組みがさらに加速することが期待されています。

    廃棄物削減

    再生可能エネルギーを採用するだけでなく、製造業者は廃棄物削減を実現する方法も模索しています。これは、エネルギー浪費を減らすだけでなく、生産プロセスで使用される材料の無駄を削減することも意味します。廃棄物削減戦略には、生産プロセスの最適化や、リーン製造技術、その他の製造効率を向上させる方法論の採用が含まれます。例えば、「ジャストインタイム」方式では、在庫を最小限に抑え、必要な時に正確に部品を供給することで無駄を削減します。

    また、製造業者は新技術を導入することで生産効率を向上させ、廃棄物を削減することも可能です。例えば、新しいロボットシステムを導入することで、部品の手直し作業が減り、材料の使用量を削減できるかもしれません。廃棄物を削減することは、エネルギー使用量の削減にも効果をもたらします。例えば、現場で必要な原材料が少なくなれば、サプライチェーン全体でのエネルギー使用量が削減されます。

    日本では、特に資源が限られていることから、廃棄物削減とエネルギー効率の向上は重要な課題です。多くの企業が「もったいない」の精神を反映し、生産プロセス全体を見直すことで持続可能な製造を目指しています。政府も循環型社会の実現に向け、廃棄物削減やリサイクル促進のための政策を推進しており、企業の取り組みを後押ししています。

    batten light

    エネルギー効率

    廃棄物の削減と同様に、エネルギー効率の改善も環境に優しいだけでなく、製造業の経営にも良い影響を与えます。広大な工業スペースの照明、暖房、換気には多額の費用がかかることがあります。持続可能な製造の例として、エネルギー効率を向上させるための取り組みが挙げられます。たとえば、低エネルギーのLED電球を使用したり、HVACシステム(暖房、換気、空調)のメンテナンスやオーバーホールを行うことで、企業のカーボンフットプリントを削減し、大きなコスト削減につながります。また、一部の生産技術は、さらにエネルギー効率を高めることが可能です。たとえば、駆動装置やモーターを最新の省エネルギー設計に置き換えることで、電力消費を削減できます。老朽化した機械も、より少ないエネルギーでより大きな生産量を実現する現代的な機械に置き換えることが考えられます。

    排出量を理解する

    排出量の発生源を把握するには、事業単体だけでなく、その製品、使用方法、そしてそれらを生み出すために関わるサプライチェーン全体を考慮する必要があります。そのため、温室効果ガスの排出量削減を検討する際には、それぞれ 1、2、3と呼ばれる排出量の分類を考えることが重要です。

    • 排出量の範囲1 組織が直接管理している源からの排出量を指します。例えば、会社が所有する車両を運行する際に燃焼される燃料に伴う排出量がこれに該当します。
    • 排出量の範囲2 直接的な責任ではないものの、組織がエネルギーを使用することに起因する排出量を指します。例としては、使用する電力を発電する際に生じる排出量が挙げられます。
    • 排出量の範囲3 3はそれ以外のすべて、つまりサプライチェーン全体にわたる間接的な排出量を指します。これには、会社の製品が広い世界で使用される際に関連する排出量も含まれます。

    排出量の削減

    排出量削減を目指す企業は、まず1の排出量に焦点を当て、エネルギー効率の向上を検討すべきです。製造業者が直接的に責任を負う排出量は、抑制しやすい傾向にあります。その後、2に目を向け、電力購入契約やエネルギー供給源を見直すことで削減策を講じることができます。

    一方、3の排出量を削減するには、サプライチェーン全体にわたる排出量を詳細に把握する必要があり、これに取り組むことは非常に困難です。

    スマートな持続可能な工場

    製造業における持続可能性の向上には、企業全体のコミットメントと、事業運営のあらゆる側面を見直す行動が求められます。現在、スマート製造は持続可能性を向上させる重要な手段となっています。これは、プロセスの改善と効率化を可能にし、活動についてより深い分析を提供するためです。

    データを活用することで、エネルギー消費の削減といった持続可能な製造の目標を達成する助けとなります。また、スマート製造はこれまでにない方法で製造バリューチェーン全体から情報を収集し、企業がその活動の環境への影響を理解する手助けをします。

    インダストリー4.0における持続可能性

    第4次産業革命は、21世紀の製造業者が製品を生産する方法に影響を及ぼしている技術的変革です。インダストリー4.0の技術は、製造業者が今後の時代に繁栄するためだけでなく、エネルギー管理の改善、プロセスの効率化、サプライチェーンの理解、AIを活用して機械を効率的かつ経済的に運用するなど、緊急の環境課題に対応するためにも重要です。

    資源の制約が多く、エネルギーコストが高い状況下では、製造業の持続可能性を向上させることは、環境的な観点だけでなく、企業の収益性の観点からも理にかなっています。インダストリー4.0の適用は、本質的に物事の進め方を改善することを目的としており、それは長期的に環境面と経済面の両方で持続可能性を高めることにつながります。

    業界におけるエネルギー効率について、RSの記事をご覧ください。

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