GreenBox aims to digitalize the green factory of the future, providing the basis for upgrades and new establishments in the process industry. The goal of the process industry is to reduce CO2 emissions by 35% by 2030 and to zero by 2050. At the same time, value creation must be increased to ensure future profitable jobs. Digitalization and new technology are prerequisites for achieving these goals.
The main goal of the project is to develop digital tools that can enable rapid scaling of zero-emission processes from the lab to industrialisation. Due to very high temperatures, much of the existing measurement technology cannot be used in the process industry. Therefore, there are limited opportunities to obtain an insight into the inner life of the process; a prerequisite for using advanced process control.
Greenbox is the name of our vision for better insight and optimal control of the process. The project will systematically work to:
* Develop new instruments for real-time measurements in the process.
* Utilize data in advanced control tools, with a combination of physics-based models and historical and real-time data from the process.
* Use advanced control tools in daily operations with automated, self-learning, and user-friendly systems.
* Document improvements through real-time mass and energy balance models linked to monitoring of emissions, product quality, and traceability.
About halfway through the project, we have already achieved many important milestones.
A digital twin of Vianode’s graphitization furnace has been developed, providing much better control of the process, and is already actively used by operators and engineers. Furthermore, Elkem has developed several models for its new emission-free silicon process, which offer significant benefits for scaling up and further development. Several new types of sensors for temperature and exhaust gases have also been tested, showing very promising results for improved process control.
Cody is close to completing a prototype for automatic sample preparation for powder measurement. Once implemented, this will yield major benefits in terms of shorter time between sampling and results, and reduced variation in sample outcomes. This type of sample preparation has not previously been automated, and Cody is now developing a platform that can also be adapted to other powder sample preparation methods, which could provide substantial long-term gains.
A considerable amount of time in the project has also been spent on breaking down barriers to data sharing and processing. Recently, an open workshop was held for the process industry on the “digital cookbook,” which aims to share lessons learned from GreenBox and other previous collaborative projects in process industry digitalization. The goal is to help future projects avoid the biggest pitfalls and barriers that can hinder a digital transformation of the process industry.
I overgangen til fornybar energi øker behovet for kritiske råmaterialer, og produksjonen av disse må mangedobles i de kommende tiårene, som for eksempel grafitt til batterier, silisium til solceller og aluminium til lettmetaller. Imidlertid er dagens produksjonsprosesser energikrevende og kan ha store utslipp. GreenBox-prosjektet tar sikte på å utvikle teknologier for datafangst og avansert prosesskontroll for å muliggjøre mer effektive og klimavennlige produksjonsmetoder. Målet er demonstrere teknologien i Vianode sin første storskala grafittproduksjonsfabrikk i 2027 og videre skalere dette til produksjon av silisium (Elkem) og aluminium (Hydro) med nullutslipp fram mot 2040-2050. Sentrale innovasjoner inkluderer bruk av digitale tvillinger og utvikling av nye instrumenter og sensorer for å muliggjøre bedre prosesskontroll og optimisering. Målet er å oppnå høy oppetid, utbytte og sikkerhet fra dag én ved bruk av ny prosessteknologi. Lærdommen og teknologien som utvikles i GreenBox, vil også bli overført til resten av den norske prosessindustrien for å bidra til det grønne skiftet i hele sektoren gjennom bruk av katapultsenteret Future Materials og Eyde klyngen.
En viktig del av GreenBox er å videreutvikle en norsk leverandørverdikjede innen digitalisering av prosessindustrien, både når det gjelder utvikling av spesialtilpasset instrumentering innen temperatur, vision og gassanalyse (Tratec Norcon, Tunable), automasjon av prøvetaking (Cody) og avanserte styring (Cybernetica). Dette vil være av sentral betydning for å utvikle en konkurransedyktig norsk industri inn i det grønne skiftet, og kunne eksportere grønn, digital teknologi for prosessindustri andre steder i verden. Sentrale faggrupper fra SINTEF og NORCE deltar som forskningspartnere i prosjektet. Prosjektet har som ambisjon å bli en spydspiss for fremtidens grønne og digitale fabrikker i prosessindustrien og legge grunnlaget for oppgraderinger og nyetableringer av nullutslippsindustri i Norge.
