Каменный газ, «зеленая» сталь и дроны на свалке
Какие технологии помогут справиться с климатическим кризисом
Считается, что зеленые технологии определят будущее планеты. Но они уже сегодня делают нашу жизнь удобнее и экологичнее. Представляем краткий обзор новинок из сферы GreenTech и раскрываем роль ИИ в ее дальнейшем развитии.
ESG-трансформация: что это такое и когда она началась
Толчком к развитию ESG-повестки стало заключение в 2015 году Парижского соглашения по климату. Подписавшие его государства договорились сократить выброс парниковых газов в атмосферу. Это должно удержать рост глобальной температуры в рамках 2ºC в XXI веке. К Парижскому соглашению присоединились 196 стран, в том числе Россия.
Если вопросы социальной ответственности и качество управления (буквы S и G в аббревиатуре ESG) серьезно зависят от политики компаний и менеджерских решений, то более экологичное производство сложно построить без специальных технологий. Такие технологии называются зелеными (GreenTech). Они уже играют важную роль в трансформации промышленности, энергетики, транспорта и сельского хозяйства по всему миру.
Новые зеленые технологии появляются буквально каждую неделю. Мы подобрали для вас самые заметные разработки за последнее время — какие-то только предстоит внедрить в производство, а какие-то уже стали его органической частью и меняют нашу жизнь к лучшему.
Greentech в промышленности
ИИ-алгоритмы для безопасности и энергоэффективности
Для повышения энергоэффективности производства и безопасности труда все чаще используют искусственный интеллект. Например, холдинг «Акрон», производящий минеральные удобрения, внедрил ИИ-алгоритм, который управляет электричеством на предприятии. 400 датчиков в реальном времени собирают и обрабатывают информацию о расходе электроэнергии. Раньше эту информацию получали с задержкой, что приводило к неэффективному расходованию ресурсов.
Компания «Уралхим» с помощью искусственного интеллекта управляет барабанами-грануляторами-сушилками на одном из своих заводов. Алгоритмы отслеживают температуру и давление воздуха в системе. Если что-то идет не так, оператор мгновенно узнает о проблеме. Такой подход помогает поддерживать стабильность системы, экономит энергию и повышает безопасность сотрудников на производстве.
Утилизация и переработка отходов
Отходы можно экологично уничтожать или перерабатывать и снова пускать в производство. Компания Recuper преобразует отходы в синтез-газ, которым потом отапливают здания. В пищевой промышленности активно используют ферментацию отходов. Так называется разложение органики, в котором участвуют биоорганизмы. Компания NovoNutrients ферментирует углекислый газ для производства муки. Стартап Zero Acre применяет ферментацию для производства растительного масла. Главную роль в процессе играют дрожжи и микроводоросли.
В России тренд на утилизацию и переработку отходов также популярен. Например, ему следует компания Veka Rus, которая производит пластиковые окна. Она повторно использует полимерные гранулы, которые изначально отнесли к производственному браку. Эти гранулы смешивают с новыми в пропорции, которая никак не влияет на цвет и качество пластикового окна. Очень популярна идея безотходного производства в металлургии — российские ученые активно трудятся над проектами в этой отрасли. Недавно в Южно-Уральском государственном университете разработали способ извлекать полезные компоненты из металлургических отходов и снова пускать их в производство.
«Зеленая» сталь
Одна из самых неэкологичных отраслей промышленности — производство стали. На него расходуется огромное количество угля. Озеленить процесс поможет переход на экологически чистый водород.
Немецкий концерн ThyssenKrupp Steel и шведский стартап H2 Green Steel строят новые заводы по производству «зеленого» водорода. С ними уже заключили контракты такие лидеры автоиндустрии, как Mercedes-Benz, BMW Group и Volvo. Экологичную сталь также планирует закупать IKEA.
Над запуском низкоуглеродного производства стали также работают в Индии и Китае. В России одним из лидеров в этой области планирует стать «Северсталь».
Цифровые двойники
Важной зеленой технологией для нефтегазовой сферы стали цифровые двойники. Так называют цифровые копии реальных объектов — например нефтедобывающих станций. Перед тем как внедрять новые производственные практики, их можно смоделировать на диджитал-копиях реального оборудования. Это предотвращает аварии и помогает не только сэкономить деньги компании, но и не допустить экологической катастрофы — например, разлива нефти в море. Цифровые двойники используют крупнейшие представители отрасли, такие как Shell, BP, «Газпромнефть», Eni и Equinor.
Зеленые технологии: экология и транспорт
Песчаная батарея для полярной ночи
В Финляндии спроектировали и установили резервуар для хранения энергии — песчаную батарею Polar Night Energy. Избыточная энергия, которую вырабатывают солнечные панели и ветряные мельницы, поступает в хранилище. Там с ее помощью нагревают тонны строительного песка до 500ºC. Песок поддерживает эту температуру месяцами. Резервуар подключен к сети централизованного теплоснабжения города Канкаанпяа. В нужный момент горячий воздух из песчаного хранилища выпускают для обогрева домов и коммерческих зданий. Это экологичное и дешевое в эксплуатации решение помогает людям согреться в холодные и длинные финские зимы.
Превращение углекислого газа в камень
Лучший выбор для экологичного производства — снизить выбросы парниковых газов. Но что делать, если избавиться от карбонового следа не получается? Один из вариантов — вылавливать углекислый газ из воздуха.
Швейцарская компания Climeworks пилотирует проект по очистке воздуха от CO2. Недавно компания открыла в Исландии крупнейший завод по сбору и утилизации углекислого газа. Вентиляторы комплекса всасывают воздух, выделяют из него CO2 и собирают его в специальные коллекторы. После этого углекислый газ через минерализацию превращают в горную породу.
Пока что исландский завод перерабатывает 4 тыс. т CO2 в год. Примерно столько же углекислого газа выбрасывают за этот период 790 автомобилей.
Удаленный мониторинг мусорных полигонов
Российский экологический оператор разработал и протестировал новый способ контроля состояния мусорных полигонов. Теперь их будут облетать беспилотники, чтобы сканировать территорию лазером. Все данные в реальном времени должны автоматически поступать в аналитический центр. На их основе с помощью нейросетей создадут 3D-модели, которые помогут найти нарушения в хранении мусора и оценить, сколько свободного места осталось на полигоне.
Изначально облетать хранилища отходов планировали на вертолетах. Но это было бы слишком дорого. Новое решение оказалось дешевле и экологичнее. В будущем дроны оснастят тепловизорами и газоанализаторами, чтобы отслеживать возгорания, выделение загрязняющих веществ и парниковых газов.
Водоробусы и искусственный интеллект для железных дорог
Один из экотрендов в транспорте — внедрение водородной энергии. В России над этим уже работает КАМАЗ. Компания планирует к 2025 году запустить автобусы на водороде в Набережных Челнах и Казани.
Водоробусы, как и электробусы, не загрязняют атмосферу карбоновыми выбросами. Разница между ними в том, что автобус с водородным баллоном дольше обходится без дозаправки. Поэтому электротранспорт в основном подходит для города, а водоробусы смогут ездить и на более дальние расстояния. Главное — подготовить необходимое количество заправочных станций. Над этим в КАМАЗе также работают.
В железнодорожном транспорте активно используют искусственный интеллект. РЖД с помощью ИИ-алгоритмов планирует график движения поездов и определяет, сколько энергии они расходуют. Если расход превышает план, то это быстро становится известно диспетчерам, и проблему устраняют. Таким образом, внедрение ИИ помогает компании бережнее расходовать электричество.
Искусственный интеллект и экология: оборотная сторона
Сегодня большинство зеленых технологий разрабатывают с использованием искусственного интеллекта. В будущем этот тренд только усилится. Но ИИ может не только приносить пользу, но и вредить экологии.
По последним оценкам экспертов, развитие искусственного интеллекта усугубляет климатический кризис. Для работы новейших нейросетей необходимы огромные вычислительные мощности, на поддержание которых уходит много ресурсов. Корпорации — лидеры в области ИИ стали тратить на 30– 40% больше воды и электричества, чем они тратили лишь пару лет назад. Это не только вредит экологии, но и выглядит как социальная привилегия, ведь жителям беднейших стран не хватает питьевой воды.
Согласно официальным климатическим отчетам корпораций, Google использовал 3,7 млрд галлонов воды (14 млрд литров) в 2020 году, а в 2022-м — уже 5,6 млрд. У Microsoft похожая ситуация: в 2020 году компания использовала 1,1 млрд галлонов воды, а в 2022-м — 1,7 млрд.
В будущем эта проблема будет только обостряться. Например, сейчас корпорации активно работают над внедрением ИИ в поисковые системы. По предварительной оценке экспертов, которые приводит издание Insider, для этого компаниям придется увеличить свои вычислительные мощности в пять раз.
В ближайшие годы экспертам придется серьезно думать над вопросом, как развивать ИИ и не вредить при этом окружающей среде. Искусственный интеллект способен создать новые технологии для декарбонизации планеты — осталось решить вопрос с декарбонизацией самого искусственного интеллекта.