Zarządzanie zużyciem energii i wychwyt CO2 jako podstawa do zrównoważonego rozwoju czwartej rewolucji przemysłowej

Udostępnij:
Przemysł 4.0 kojarzy się z wręcz nieograniczonymi możliwościami, jednak tak dynamiczny rozwój i optymalizacja wielu jego obszarów, wiąże się także z potrzebami. Mowa tu przede wszystkim o rozwiązaniach ekologicznych, które pomogą znaleźć balans między postępem a jego wpływem na środowisko.

Ucieleśnieniem tego jest chociażby, ogłoszony niedawno ORLEN Inventor Tech Day. Celem akcji PKN Orlen jest pozyskanie innowacyjnych rozwiązań w obszarach bezpośrednio dotyczących działalności koncernu (m.in. technologii wychwytu CO2, biopaliw II generacji czy zielonej energii). Przedsięwzięcie jest kolejnym krokiem w procesie uzyskiwania neutralności emisyjnej przez PKN Orlen.

Czwarta rewolucja przemysłowa przyniosła ogromne zapotrzebowanie na szeroko pojętą moc obliczeniową. Wiąże się to bezpośrednio ze wzrostem zużycia energii elektrycznej. Analiza eksploatacji zasobów energetycznych i efektywne zarządzanie nimi to pierwszy krok do redukcji negatywnego wpływu na środowisko.

Dodając do tego rozwijającą się technologię wychwytu CO2, otrzymujemy podstawę wszelkich kolejnych działań każdego przedsiębiorstwa, które chce aktywnie uczestniczyć w ochronie środowiska.

Wzrastający popyt na ekologiczne rozwiązania dla współczesnego przemysłu, stworzył duże pole do popisu dla startupów. Na rynku regularnie pojawiają się innowacyjne technologie rozwiązujące problemy z zarządzaniem zużyciem energii i emisją CO2. Takie inicjatywy jak ORLEN Inventor Tech Day to nie tylko szansa dla startupów ale również dowód na to, że współpraca na linii koncern-startup może nieść korzyści dla obu stron.

Innowacyjne zarządzanie zużyciem energii

Podstawą do oszczędzania energii powinna być szczegółowa analiza poboru prądu danego przedsiębiorstwa. Wiele startupów obrało właśnie ten kierunek. Proponowane przez nie rozwiązania dają możliwość monitorowania zużycia energii już na poziomie poszczególnych urządzeń.

W tym obszarze możemy się pochwalić rodzimymi rozwiązaniami. Startup JiTiV, wspierany przez Samsung Inkubator, opracował platformę do zarządzania energią. Monitorowanie zużycia prądu każdego z urządzeń odbywa się przy pomocy dedykowanych czujników. Ponadto system umożliwia automatyzację pracy urządzeń elektrycznych.

Magazynowanie i analiza danych w chmurze, pozwala zredukować zużycie energii elektrycznej nawet o 40%. Jest to rozwiązanie, które znajduje zastosowanie zarówno w przemyśle ciężkim jak i branży usługowej.

Rozwiązanie JiTiV charakteryzuje się uniwersalnością. Doskonale sprawdzi się także w domu czy mieszkaniu. Indyjski startup URJA, skonkretyzował swoje cele i opracował analogiczne rozwiązanie dedykowane dla przemysłu.

Technologia zaproponowana przez URJA służy nie tylko do monitorowania zużycia energii. Jest to również narzędzie diagnostyczne, które kontroluje wydajność maszyny i wysyła powiadomienia o jej potencjalnych awariach.

Krok dalej poszedł kanadyjski startup Kontrol Energy. Oprogramowanie zaproponowane przez Kanadyjczyków wykorzystuje sztuczną inteligencję do monitorowania i optymalizacji zużycia energii oraz wody. System kontroluje zużycie energii na poziomie urządzenia i za pomocą uczenia maszynowego pozwala zredukować marnotrawstwo.

Oszczędzanie energii w newralgicznych punktach

Centra danych i serwerownie należą do najbardziej energochłonnych obszarów w przemyśle 4.0. Powyższe startupy, proponujące rozwiązania z zakresu monitorowania zużycia energii, to tylko pierwszy krok w kierunku zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstwa. Drugim jest ograniczenie poboru prądu.

Startup DDC Cabinet Technology opracował energooszczędne szafy serwerowe. Tradycyjne centra danych generują moc obliczeniową jednocześnie wytwarzając znaczną ilość ciepła. Efektem tego jest konieczność stosowania systemów wentylacji i klimatyzacji, które również są niezwykle energochłonne. Produkt DDC Cabinet Technology ma być rozwiązaniem tego problemu.

Szafy amerykańskiego startupu to modułowe rozwiązania z wodnym układem chłodzącym. Innowacyjne obudowy szaf redukują ilość ciepła (oraz hałasu) wydostającego się z urządzenia do otoczenia. Temperatura wody chłodzącej jest zmienna, dzięki czemu można utrzymywać wysoką efektywność energetyczną szafy w zmiennych warunkach.

Również w tym obszarze bardzo ciekawe rozwiązanie zaproponował szwajcarski startup Immersion4 Global. Technologia opiera się na zanurzaniu serwerów w dedykowanym płynie dielektrycznym, który pochłania rozproszone ciepło cyfrowe, a następnie przekształca je w źródło energii zasilające serwery.

Produkt Immersion4 Global pozwala na bezemisyjną eksploatację serwerowni oraz wyklucza możliwość przegrzania się urządzeń.

Rozważając wpływ centrów danych na środowisko warto podkreślić kluczową rolę inżynierów, a konkretniej ich pomysłowość i świadomość ekologiczną. Dobrym przykładem jest serwerownia Google znajdujące się w Belgii. Do jej chłodzenia wykorzystano klimat, w którym znajduje się kompleks. Proces chłodzenia opiera się jedynie na wentylatorach nawiewających powietrze z zewnątrz. W taki sposób znacznie ograniczono zużycie energii elektrycznej.

Redukcja emisji dwutlenku węgla

Cały świat walczy z emisją dwutlenku węgla do atmosfery, który stopniowo zabija naszą planetę. Temat ten nie omija również najbardziej innowacyjnych zakładów przemysłowych. W tym przypadku, emisja dwutlenku węgla wiąże się nie tylko ze zużyciem energii elektrycznej i cieplnej, ale również bezpośrednio z działalnością poszczególnych branż (np. metalurgia, przetwórstwo chemiczne).

Z pomocą przychodzą startupy zajmujące się wychwytywaniem CO2. Jest to obszar, który ciągle się rozwija i jest mniej popularny niż chociażby OZE, ale już w tej chwili może wymiernie wpłynąć na ilość dwutlenku węgla emitowaną do atmosfery.

Dobrym przykładem prężnego rozwoju jest amerykański startup o wymownej nazwie Global Thermostat. Proces technologiczny przechwytywania opiera się o działanie sorbentów o strukturze plastra miodu. Materiał ten działa jak gąbka skutecznie adsorbując CO2 bezpośrednio z atmosfery lub z kominów. Wychwycony CO2 jest następnie składowany przy użyciu pary o niskiej temperaturze (85-100°C), pozyskiwanej z ciepła resztkowego lub procesowego.

Startup Carbon Clean rozwija technologię wychwytywania CO2 w kierunku modularności. Gotowe jednostki modułowe, pozwalają na ograniczenie kosztów inwestycyjnych i skracają czas instalacji autorskiego systemu do przechwytywania dwutlenku węgla. Sprawność systemu zaprojektowanego przez Carbon Clean wynosi ponad 90%. Rozwiązanie to znalazło zastosowanie w branży metalurgicznej oraz energetycznej.

Modułowe rozwiązanie zaproponował również startup Climeworks. Urządzenia Climeworks do bezpośredniego wychwytywania CO2 są zasilane wyłącznie energią odnawialną lub pochodzącą z odpadów. Poszczególne moduły można łączyć, aby dostosować moc systemu do zapotrzebowania.

Nieograniczone możliwości

Powyższe rozwiązania pokazują jak szeroki zakres możliwości wsparcia środowiska mają przedsiębiorstwa przemysłowe. Od prostych rozwiązań dotyczących zarządzania zużyciem energii po zaawansowane technologie wychwytywania dwutlenku węgla. Warto podkreślić, że jest to zaledwie skrawek tego co proponują proekologiczne startupy.