AI voor duurzaamheid: duurzame oplossingen in de industrie

De integratie van data en Kunstmatige Intelligentie in industriële processen kan belangrijke hefbomen ontsluiten voor bedrijven die te maken hebben met energieproductie en -verbruik. Als we het over de energietransitie hebben, ligt de nadruk meestal op opwekking uit hernieuwbare bronnen - en terecht. Deze nadruk wordt versterkt door wereldwijde richtlijnen zoals de Sustainable Development Goals (SDG's) van de VN en de reports van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). SDG 7, bijvoorbeeld, benadrukt de noodzaak om de toegang tot schone en betaalbare energie uit te breiden, terwijl het IPCC wijst op de vervanging van fossiele brandstoffen als een van de meest effectieve manieren om klimaatverandering tegen te gaan.

Daarom is hernieuwbare opwekking het belangrijkste symbool van de energietransitie geworden. Om deze transformatie echt compleet te maken, is het echter essentieel om ook naar de andere “kant van de vergelijking” te kijken: consumptie. En precies op dit punt begint Kunstmatige Intelligentie een centrale rol te spelen, door het energieverbruik in gebouwen, fabrieken en data centra intelligenter te maken.1.

Met voorspellende algoritmen is het mogelijk om de verdeling van het energieverbruik van een gebouw te modelleren en te voorspellen, waarbij het gebruik van lokale hernieuwbare bronnen zoals zonnepanelen wordt gemaximaliseerd. Het is bijvoorbeeld mogelijk om elke 15 minuten te beslissen of er energie van het elektriciteitsnet wordt verbruikt, energie opgeslagen in batterijen wordt gebruikt of het overschot wordt verkocht, afhankelijk van de koolstofintensiteit van de energie van het elektriciteitsnet op dat moment. Deze aanpak vermindert niet alleen de uitstoot op grote schaal, maar levert ook financiële besparingen op, aangezien de momenten waarop de koolstofuitstoot het hoogst is, meestal samenvallen met de piektarieven. Dit zorgt ervoor dat bedrijven duurzamer zijn in hun verbruikspraktijken en verlaagt hun bedrijfskosten in productieprocessen.

Bedrijven proberen steeds meer veerkrachtige systemen te ontwikkelen die elektrificatie en het gebruik van alternatieve brandstoffen combineren. Ondanks het belang van elektriciteit zijn verschillende industrieën nog steeds structureel afhankelijk van fossiele brandstoffen. In deze context heeft AI een cruciale rol gespeeld bij het beheren van deze complexiteit.

Een praktisch voorbeeld is de toepassing van voorspellende onderhoudsalgoritmen in elektriciteitscentrales, waardoor storingen kunnen worden opgespoord voordat ze optreden. Dit vermindert niet alleen verspilling, maar verhoogt ook de operationele efficiëntie en de veiligheid van werknemers. Daarnaast worden algoritmische hulpmiddelen gebruikt om gebieden in kaart te brengen en de beste kansen te vinden voor het installeren van energie-infrastructuur, zoals batterijopslagsystemen of nieuwe hernieuwbare energiebronnen.

Door fysieke modellering te integreren met AI - een aanpak die bekend staat als “digitale tweeling” of hybride modellen - is het mogelijk om activiteiten sneller en nauwkeuriger te simuleren. Dit resulteert in aanzienlijke vooruitgang in het ontwerp en de productie van energiecentrales en bevordert een grotere efficiëntie en duurzaamheid, evenals lagere onderhoudskosten, minder afval en naleving van duurzame praktijken.

Mijnbouw wordt traditioneel gezien als een belangrijke energieverbruiker, maar speelt een steeds belangrijkere rol als strategische bondgenoot in de energietransitie. De zogenaamde kritieke metalen die door mijnbouwbedrijven worden geproduceerd, zoals nikkel, mangaan en lithium, zijn essentieel voor batterijen die elektrische voertuigen en systemen voor hernieuwbare energie aandrijven. Dit ontslaat de mijnbouw echter niet van zijn eigen uitdagingen op het gebied van emissies en energie-efficiëntie.

Het gebruik van modellen voor machinaal leren heeft het mogelijk gemaakt om de impact op het milieu te verminderen, vooral in fabrieken die grote hoeveelheden elektriciteit verbruiken. Een voorbeeld van deze toepassing is het gebruik van intelligente hybride beheersystemen, die het gebruik van water in mineraalverwerking optimaliseren en tegelijkertijd de energie-efficiëntie verbeteren. Deze systemen maken de intelligente keuze van energiebronnen in realtime mogelijk, waarbij prioriteit wordt gegeven aan het gebruik van hernieuwbare bronnen (waterkracht en zonne-energie) terwijl de meest koolstofintensieve bronnen worden vermeden.

AI is ook gebruikt om het verbruik van fossiele brandstoffen in zwaar materieel, zoals off-road vrachtwagens en locomotieven, te verminderen door routes en bedrijfsmodi te optimaliseren. In de metallurgie verfijnen geavanceerde algoritmen de “recepten” van industriële ovens, waardoor er tijdens het hele productieproces minder koolstof nodig is.

Hoewel de vooruitgang en de vele gebruikssituaties veelbelovend zijn, zijn er nog steeds uitdagingen voor de wijdverspreide toepassing van AI-oplossingen. Een van de belangrijkste obstakels is de efficiënte en betaalbare schaalbaarheid van deze technologieën bij verschillende activiteiten en eenheden. Het industrialiseren van de implementatie van deze technologieën vereist meer dan technologische innovaties: het is noodzakelijk om personeel op te leiden en de gecreëerde oplossingen in productieprocessen te adopteren. Het echte doel is om van AI gewoon een gereedschap in de gereedschapskist van ingenieurs, geologen en operators te maken.

Een ander kritisch aspect is het energieverbruik in verband met het gebruik van AI. Schattingen geven aan dat data centra goed zijn voor ongeveer 2% van het wereldwijde elektriciteitsverbruik, waarvan slechts een fractie gerelateerd is aan AI.1. Om deze uitdaging aan te gaan, is de ideale aanpak het strategische en geoptimaliseerde gebruik van technologie, waarbij efficiënte en specifieke oplossingen de voorkeur krijgen boven modellen die veel middelen vereisen als er geen duidelijke behoefte is.

De weg naar decarbonisatie en het verminderen van de impact op het milieu in de industriële sector is verre van eenvoudig. Toch bieden AI-gebaseerde oplossingen een ongekende kans om de milieu-impact van industriële activiteiten aanzienlijk te verminderen. In een scenario van toenemende regelgevende en maatschappelijke druk voor duurzame praktijken, hebben bedrijven die deze initiatieven leiden steeds meer een groot concurrentievoordeel.

De schaalbaarheid van oplossingen, investeringen in bedrijfsopleidingen en het gebruik van efficiënte en verantwoorde technologieën zullen doorslaggevend zijn voor het succes van deze reis. Bestaande vorderingen weerspiegelen de stelregel dat duurzaamheid en efficiëntie elkaar niet uitsluiten, maar elkaar juist aanvullen.

Bij Artefact geloven we dat er 3 belangrijke succesfactoren zijn voor het efficiënt uitvoeren van een data duurzaamheids- en AI-project.

• Meting: Krijg een volledig en betrouwbaar beeld van uw huidige impact, door middel van audits, geautomatiseerde reports en governanceprocessen om realistische scenario's en trajecten op te stellen.
• Actie: Neem data-driven-beslissingen en implementeer AI-gebruiksgevallen die een tastbare reductie-impact hebben in uw hele waardeketen.
• Acculturatie: De transformatie versnellen door de hele organisatie te mobiliseren om innovatieve data-driven oplossingen voor milieuproblemen te vinden.

Op dit beslissende moment is AI niet alleen een krachtig hulpmiddel - het is een katalysator voor een duurzame toekomst. Nu meer dan ooit moet het aannemen van slimme en duurzame praktijken een wereldwijde prioriteit zijn.

REFERENTIES

1 IEA - Internationaal Energieagentschap, “Sumário executivo - Wereldvooruitzichten voor energie 2024 - Analyse - IEA”

² Artefact, “AI voor de industrie”