Kohti vihreää tulevaisuutta: Miten tekoäly voi säästää resursseja ja energiaa teollisuusympäristöissä

Teollisuussektori on merkittävä taloudellinen toiminta-alue ja kehityksen ajuri, mutta sen resurssi- ja energiankulutus vaikuttavat huomattavasti globaaleihin päästöihin. Esimerkiksi sellaisten materiaalien tuottaminen kuten teräs, sementti ja kemikaalit vaatii suuria määriä energiaa. Vuonna 2019 tämä tarkoitti noin 2 300 miljoonaa tonnia öljyekvivalenttia (Mtoe), mikä on suunnilleen yhtä paljon kuin Yhdysvaltojen kokonaisenergiankulutus.

Siirtyminen kestävämpiin käytäntöihin kemianteollisuudessa, energiantuotannossa ja raskaassa koneteollisuudessa, on ratkaisevan tärkeää, jos haluamme saavuttaa Pariisin sopimuksessa linjatut ilmastotavoitteet. Tekoälystrategiat eivät ole vain askel kohti suurempaa tehokkuutta ja tuottavuutta, vaan myös kohti kestävämpää teollista tulevaisuutta.

Tässä on joitakin käytännön keinoja, joilla johtavat teollisuuden asiantuntijat ovat säästäneet resursseja ja energiaa teollisuusympäristössä. Voit aloittaa pienestä tai toteuttaa laajamittaisia muutoksia – joko ottamalla käyttöön älykkäitä laitteita tai muuttamalla tilasi älyrakennuksiksi.

Tee laitteistasi ja koneistasi älykkäitä – vähennä hiilijalanjälkeä

Helpoin tapa päivittää työkalusi ja koneesi on lisäämällä niihin "älykkyyttä". Näin tekemällä varmistat, että työkalut ja laitteet pystyvät mukautumaan operatiivisiin vaatimuksiin – älykkäät koneet säätävät suorituskykyään reaaliaikaisen datan perusteella varmistaen optimaalisen energiankäytön.

Hyvä (ja laajalti käytetty) esimerkki tällaisesta teknologiasta on tekoälyohjattu taajuusmuuttaja, jota käytetään ilmastointi-, pumppaus- ja kuljetinjärjestelmissä säätämään moottorien nopeuksia kuormitusvaatimusten mukaan. Esimerkiksi vesilaitos voi parantaa toimintatehokkuuttaan asentamalla tekoälyohjatut taajuusmuuttajat pumpuihin. Taajuusmuuttajat säätävät moottorien nopeuksia dynaamisesti reaaliaikaisen veden tarpeen mukaan. Kun vedenvirtauksen tarve on alhainen, taajuusmuuttajat vähentävät moottorien nopeutta pienentäen energiankulutusta. Vastaavasti huippukulutuksen aikana taajuusmuuttajat nostavat moottorien nopeutta vaadittavan vedenvirtauksen takaamiseksi.

Taajuusmuuttajien asentaminen voi johtaa merkittäviin energiansäästöihin – tapauksesta riippuen energiankulutuksen väheneminen voi olla 5-20 prosentin luokkaa, mikä tuo huomattavia säästöjä yrityksen sähkölaskuun.

Älykkäät järjestelmät ennustavat energiahukkaa ja toimintahäiriöitä

Yksi tapa edetä syvemmälle optimoinnissa (ja energiansäästöissä) on investoida kokonaisvaltaisiin tekoälypohjaisiin energianhallintajärjestelmiin (EMS). Nämä järjestelmät voivat auttaa teollisuusyrityksiä valvomaan laitteistojen suorituskykyä ja energiankulutusta sekä ennustamaan mahdolliset toimintahäiriöt ennen niiden tapahtumista. Tämä ennakoiva lähestymistapa auttaa yrityksiä ylläpitämään ja optimoimaan laitteiston käyttöä tehokkaasti sekä vähentämään seisokeista johtuvaa energiahukkaa.

Älykkäät EMS-järjestelmät voivat esimerkiksi havaita lämpötilapoikkeamia, jotka tyypillisesti lisääntyvät, kun laite on vioittumaisillaan. Näin ollen käyttäjät voivat varata huollot etukäteen, ja henkilökunnan työaikaa voidaan varata tähän ennakoivasti, vähentäen odottamattomia tuotantokatkoksia.

Hyödyntämällä data-analytiikkaa, ennakoivaa kunnossapitoa ja reaaliaikaista seurantaa, tekoälypohjaiset EMS-järjestelmät voivat myös ennustaa energiankulutusta tuotantoaikataulujen ja sääolosuhteiden perusteella ja säätää laitteistoa automaattisesti kulutuksen optimoimiseksi. Yritykset voivat siirtää suurta energiankulutusta aiheuttavat työt ajankohtiin, jolloin energian hinta alhaisin. Lisäksi yritykset voivat välttää korkeita maksuja, joita energiayhtiöt perivät suuresta hetkellisestä huipputehon käytöstä.

Sijoita kestävään kehitykseen alusta alkaen: Älykkäät rakennukset varmistavat maksimaalisen energiatehokkuuden

Nykyaikaiset teollisuusyritykset investoivat kestävään kehitykseen alusta alkaen rakentamalla “älykkäitä” rakennuksia ja tehtaita. Nämä niin kutsutut “vihreät rakennukset” hyödyntävät tekoälyä järjestelmien ja työkalujen käytössä ja optimoinnissa. Ne edustavat merkittävää investointia, mutta niiden hyödyt ovat myös suurimmat pitkällä aikavälillä.

Transforma Insightsin julkaiseman raportin mukaan rakennusten digitalisointi voisi leikata kokonaisenergiankulutusta jopa 10 prosenttia vuosien 2017 ja 2040 välillä. Raportin mukaan tekoälyn optimoimat ilmastointi- ja lämmitysjärjestelmät voivat säästää 20-25 prosenttia käytetystä sähköstä ja valaistusohjausjärjestelmät jopa 35-40 prosenttia. Kun otetaan huomioon, että rakennukset kuluttavat lähes kolmanneksen globaalista energiankulutuksesta ja ovat vastuussa 33% kasvihuonekaasupäästöistä, investointi uusimpaan teknologiaan on ilmastonäkökulmasta järkevin ratkaisu.

Tekoäly voi myös parantaa rakennusten ja laitteiden eristystä tunnistamalla alueet, joista energiaa “vuotaa” ja paikata nämä vuodot paineilmajärjestelmässä. Lisäksi käyttämällä tekoälyä ylimääräinen lämpö voidaan ottaa talteen ja uudelleenkäyttää toisena aikana.

Tekoälypohjaiset ratkaisut mahdollistavat teollisuusyrityksille energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisen. Investoimalla uusimpaan teknologiaan yritykset voivat samanaikaisesti saavuttaa ympäristötavoitteensa ja tehostaa toimintaansa.