Teollisuussektori on merkittävä taloudellisen toiminnan ja kehityksen ajuri, mutta samalla sen suuri resurssi- ja energiankulutus on keskeinen globaaleja päästöjä lisäävä tekijä. Teollisuudenalojen, kuten kemianteollisuuden, energiantuotannon ja raskaan konepajateollisuuden, siirtyminen kestävämpiin toimintamalleihin on välttämätöntä ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi, mukaan lukien Pariisin ilmastosopimuksessa asetetut tavoitteet. Tekoälystrategiat eivät ole ainoastaan keino lisätä tehokkuutta ja tuottavuutta, vaan myös tärkeä askel kohti kestävämpää teollista tulevaisuutta.
Teollisuuden resurssi- ja energiavaltaisuus näkyy erityisesti materiaalituotannossa. Esimerkiksi teräksen, sementin ja kemikaalien valmistus vaatii valtavia määriä energiaa – noin 2 300 Mtoe vuonna 2019, mikä vastaa suunnilleen koko Yhdysvaltojen energiankulutusta.
Seuraavassa esitellään käytännön keinoja, joiden avulla olemme nähneet alan johtavien asiantuntijoiden säästävän resursseja ja energiaa teollisissa ympäristöissä. Toteutuksen voi aloittaa pienimuotoisesti tai edetä laajamittaisiin ratkaisuihin – joko ottamalla käyttöön älykkäitä laitteita tai kehittämällä tuotantoympäristöistä älykkäitä rakennuksia.
Tee laitteista ja koneista älykkäitä hiilijalanjäljen pienentämiseksi
Yksinkertaisin tapa päivittää olemassa olevia laitteita ja koneita on lisätä niihin älykäs ohjauskerros. Näin yritys voi varmistaa, että laitteisto mukautuu joustavasti kulloisiinkin käyttö- ja tuotantotarpeisiin. Älykkäät koneet säätävät toimintaansa reaaliaikaisen datan perusteella, mikä mahdollistaa energian käytön optimoinnin.
Hyvä ja laajasti hyödynnetty esimerkki tästä ovat tekoälypohjaiset taajuusmuuttajat (VFD), joita käytetään muun muassa LVI-, pumppaus- ja kuljetinjärjestelmissä moottorien nopeuden säätämiseen kuormitustarpeen mukaan. Tämä johtaa merkittäviin energiansäästöihin. Esimerkiksi vedenpuhdistamo voi parantaa toimintatehokkuuttaan asentamalla tekoälyohjatut taajuusmuuttajat pumppuihinsa. Taajuusmuuttajat säätävät moottorien nopeutta dynaamisesti reaaliaikaisen vedenkulutuksen perusteella: alhaisen virtaustarpeen aikana moottorin nopeutta lasketaan ja energiankulutus vähenee, kun taas huipputilanteissa nopeutta nostetaan vaaditun virtaaman saavuttamiseksi.
Taajuusmuuttajien käyttöönotto voi vähentää energiankulutusta tapauskohtaisesti noin 5–20 %, mikä näkyy merkittävinä säästöinä sähkökustannuksissa.
Ennusta energiahävikki ja laiteviat – investoi älykkäisiin järjestelmiin
Syvemmälle energiatehokkuuden optimointiin päästään investoimalla tekoälyä hyödyntäviin energianhallintajärjestelmiin (Energy Management System, EMS). Näiden järjestelmien avulla teollisuusyritykset voivat seurata laitteiden suorituskykyä ja energiankulutusta sekä ennakoida mahdollisia vikatilanteita ennen niiden syntymistä. Ennakoiva toimintamalli mahdollistaa laitteiden tehokkaan huollon ja optimoinnin sekä vähentää viallisten laitteiden aiheuttamaa energiahävikkiä.
Älykkäät EMS-järjestelmät voivat esimerkiksi tunnistaa lämpötilapoikkeamia, jotka usein ennakoivat laitevikoja. Tällöin huoltotoimenpiteet voidaan aikatauluttaa ennakkoon, henkilöstöä voidaan hälyttää ajoissa ja yllättävät käyttökatkokset sekä niihin liittyvä energianhukkaa voidaan välttää.
Data-analytiikkaa, ennakoivaa kunnossapitoa ja reaaliaikaista seurantaa hyödyntävät tekoälypohjaiset energianhallintajärjestelmät pystyvät myös ennustamaan energiantarvetta esimerkiksi tuotantoaikataulujen ja sääolosuhteiden perusteella. Järjestelmät voivat säätää laitteiden toimintaa automaattisesti kulutuksen optimoimiseksi, siirtää kuormia edullisempiin ajankohtiin ja auttaa välttämään korkeita tehopiikkimaksuja.
Kestävyys lähtökohtana: älykkäät rakennukset parantavat energiatehokkuutta
Yhä useammat teollisuusyritykset investoivat kestävyyteen jo suunnitteluvaiheessa rakentamalla älykkäitä tuotantorakennuksia ja tehtaita. Nämä niin sanotut vihreät rakennukset hyödyntävät tekoälyä järjestelmiensä jatkuvaan ohjaukseen ja optimointiin. Vaikka kyseessä on usein merkittävä investointi, sen tuomat hyödyt ovat myös huomattavia.
Transforma Insightsin raportin mukaan rakennusten digitalisointi voisi vähentää kokonaisenergiankulutusta jopa 10 % vuosien 2017 ja 2040 välillä. Arvioiden mukaan tekoälyoptimoidut LVI-järjestelmät voivat säästää 20–25 % sähkönkulutuksesta, ja valaistuksen ohjausjärjestelmät jopa 35–40 %. Kun huomioidaan, että rakennukset vastaavat lähes kolmanneksesta maailman energiankulutuksesta ja 37 %:sta kasvihuonekaasupäästöjä, uusimpaan teknologiaan investoiminen on ilmaston näkökulmasta erityisen perusteltua.
Tekoäly voi parantaa myös rakennusten ja laitteiden eristystä tunnistamalla energiahävikkiä aiheuttavat kohdat. Se voi havaita ja paikantaa vuotoja paineilmajärjestelmissä sekä tehostaa hukkalämmön talteenottoa optimoimalla teollisissa prosesseissa syntyvän ylimääräisen lämmön keräämistä ja uudelleenkäyttöä. Lisäksi tekoäly ennustaa parhaat ajankohdat talteen otetun lämmön hyödyntämiselle, mikä parantaa kokonaisenergiatehokkuutta ja vähentää lisäenergian tarvetta.
Tekoälypohjaiset ratkaisut tarjoavat teollisuusyrityksille konkreettisia keinoja vähentää energiankulutusta ja hiilidioksidipäästöjä. Toteuttamalla tarvittavat muutokset ja investoimalla uusimpaan teknologiaan yritykset voivat samanaikaisesti saavuttaa ympäristötavoitteensa sekä ylläpitää – ja jopa parantaa – toimintansa vakautta ja tehokkuutta.
Lue lisää meidän tekoälyaratkaisuista
Voisimmeko auttaa teitä teollisuuden tekoälyratkaisuissa? Ota yhteyttä tai laita meille viestiä niin jatketaan keskustelua!
