Výrobný priemysel sa historicky sústreďuje na hlavné výkonnostné ukazovatele, akými sú rýchlosť uvedenia na trh, výrobné a prevádzkové náklady, celková ziskovosť atď. Nadišiel čas, aby sa všetci vo výrobnom a inom procesnom priemysle zamerali nielen na produktivitu zdrojov, ale aj na udržateľnosť a uhlíkovú stopu, ktorú vytvárajú.
V minulosti týmto problémom venovali pozornosť iba niektoré spoločnosti, a to iba v obmedzenom rozsahu, aby dodržali určité predpisy, ktoré generovali len malé zlepšenia. V súčasnosti sú otázky ako produktivita, dekarbonizácia a energetická optimalizácia už na programe mnohých krajín, ktoré aplikujú rôzne opatrenia s cieľom zlepšiť životné prostredie.
Globálne sa ako spoločnosť nachádzame v bode zlomu, v ktorom musíme konať spoločne a v takom rozsahu a tempe, aké sme si nikdy nepredstavovali. Našou najvyššou prioritou by malo byť riešenie najpálčivejších problémov, v ktorých je náš globálny ekonomický systém silne spojený s problémami, akými sú znečistenie ovzdušia, nadmerná spotreba, odpad a pod. Existuje jasný vzťah medzi potrebou zabezpečiť, aby boli naše činnosti udržateľné, a nárastom klimatických katastrof spôsobených ľuďmi, zvýšenou teplotou, roztápaním ľadovcov, požiarmi, nedostatkom vody atď.
Dekarbonizácia je komplexný spoločenský problém, ktorý bude vyžadovať sociálnu a štrukturálnu transformáciu spojenú s technologickými inováciami. Opatrenia na dekarbonizáciu priemyslu povedú k nižším emisiám skleníkových plynov, menším stratám energií a zavedú používanie environmentálnych technológií do priemyselnej výroby. Hlavnou úlohou je integrovať rôzne zdroje údajov a znalostí a vzájomne ich prepojiť s cieľom porozumieť podmienkam priemyselnej dekarbonizácie.
Faktory vplývajúce na priemysel
Priemyselné odvetvia závisia počas životného cyklu produktov a služieb od fosílnych palív. Viac ako 80 % svetovej primárnej energie pochádza z fosílnych palív, ktoré obsahujú uhlík. Celosvetovo sa polovica emisií oxidu uhličitého vyskytuje vtedy, keď spracované fosílne palivá poskytujú užitočnú energiu ako nosiče energie s vysokým obsahom uhlíka v priemysle, doprave a budovách. Uhlík z rôznych fosílnych palív vstupuje do atmosféry, kde sa hromadí, a to pri premene primárnej energie na nosiče energie (spaľovanie uhlia na výrobu elektriny).
Dekarbonizácia vývojových a výrobných procesov, tovarov a služieb obvykle prináša vyššie náklady. Medzi kľúčové opatrenia na dosiahnutie dekarbonizácie patrí zlepšenie prevádzkovej účinnosti, optimalizácia energie alebo používanie obnoviteľných zdrojov energie, zmena surovín, zmena dopytu zvýšením opätovného použitia, repasovania alebo recyklácie, úprava výrobného postupu a zachytávanie a skladovanie alebo používanie uhlíka.
Ďalšie ovplyvňujúce faktory, ktoré sa často prehliadajú, sú náklady na predčasnú výmenu priemyselných zariadení a jedinečné požiadavky každého priemyselného zariadenia. Napríklad v ropných rafinériách si aj relatívne malé zmeny v čiastkových procesoch vyžadujú úpravu a prestavbu kompletnej oblasti výroby, pretože tieto procesy sú často úzko prepojené.
Digitálne dvojčatá prispievajú k cieľom Parížskej dohody
Jednou z potenciálne revolučných technológií, ktoré formujú budúcnosť výroby, je digitálne dvojča: skutočný, vyvíjajúci sa digitálny model fyzického majetku, procesu alebo systému. Používatelia technológie digitálneho dvojčaťa môžu modelovať rôzne scenáre strategického a operačného plánovania a keď sa digitálne dvojča spojí s údajmi v reálnom čase, budú mať reálny prehľad o tom, ako presne fungujú ich procesy a kam smerujú všetky ich aktíva.
V závislosti od podnikateľského prostredia možno tento typ platformy uviesť do prevádzky rôznymi spôsobmi. Jej implementácia pomôže priemyslu podniknúť významné kroky k zníženiu uhlíkovej stopy.
Niektoré z hlavných vylepšení dekarbonizácie pomocou digitálneho dvojčaťa sú: vylepšená celková účinnosť procesov, kontrola a zníženie spotreby energie procesov, predpovedanie zostávajúcej životnosti, diaľkové monitorovanie a diagnostika znižujúca výdavky na energiu.
Digitálne dvojčatá môžu pomôcť pri dekarbonizácii energetických systémov
Digitálne dvojčatá môžu výrazným spôsobom prispieť k zníženiu uvoľňovania skleníkových plynov do ovzdušia. Základnou myšlienkou je, že digitálne dvojčatá pomôžu s dekarbonizáciou energeticky náročných systémov mapovaním všetkých ich aspektov – od výroby elektrickej energie po distribúciu a lokalizovaný dopyt – v digitálnej oblasti. Ukázalo sa, že sú obzvlášť účinné v energetickom manažmente, ako aj pri diaľkovom vykurovaní, správe infraštruktúry verejnej hromadnej dopravy s elektrickým pohonom a prepojení rôznych oblastí v energetickom sektore
Priznajme si, svet potrebuje prekonať veľkú výzvu, pokiaľ ide o energetiku: spotreba energie v mestách a priemyselných odvetviach neustále rastie. Napriek tomu, že každý rok je k dispozícii viac a viac zdrojov zelenej energie, stále existuje množstvo oblastí, v ktorých by bolo potrebné znížiť hladinu oxidu uhličitého v atmosfére s cieľom splniť záväzky Parížskej dohody o zmene klímy.
Mnoho spoločností sa zaviazalo znížiť svoju uhlíkovú stopu, aby splnili predpisy a pokryli nové požiadavky zákazníkov. Avšak aj spotrebitelia si čoraz častejšie vyberajú, ktoré sa zameriavajú na trvalo udržateľnú výrobu a spotrebu energie, a uvedomujú si, že zisk možno tvoriť iba v trvalo udržateľnom svete. Už teraz vidíme svet, v ktorom je dekarbonizácia priemyslu považovaná za veľmi dôležitú z dlhodobého hľadiska.
Zdroje
[1] How Digital Twins Can Help In Saving The Environment. Robotic Simulation Services. [online]. Publikované 15. 8. 2021. Citované 21. 9. 2021.
[2] Doleski, O.: 6 Success Factors for Using Digital Twins to Decarbonize Energy Systems. Siemens Advanta. [online]. Publikované 18. 6. 2021. Citované 21. 9. 2021.
[3] The key to electricity sector 4.0: the digital twin. Nexus Integra. [online]. Citované 21. 9. 2021.
[4] Maresco, D.: Digital Twin Energy Management: Preparing for Greener Infrastructure. SpaceIQ. [online]. Citované 21. 9. 2021.
