Katsaus digitalisaatioon: teknologiaa hiilidioksidin talteenottoon, tehokasta laivojen ylläpitoa IoT-ratkaisuilla

Globaali IT-palveluyhtiö Tata Consultancy Services (TCS) tarkastelee tuoreessa katsauksessaan, kuinka hiilidioksidin talteenoton kaltaiset modernit teknologiat auttavat saavuttamaan globaalit päästövähennystavoitteet. Lisäksi esitellään alankomaisen laivanrakennusyhtiö Damenin IoT-järjestelmää, joka tehosti esimerkiksi alusten polttoaineenkäyttöä 12 prosentilla.

Hiilidioksidin talteenotto auttaa saavuttamaan nettonollatavoitteet – myös mikrobeja ja leviä saatetaan hyödyntää tulevaisuudessa

Suomi pyrkii hiilineutraaliksi vuonna 2035 ja Eurooppa maailman ensimmäiseksi ilmastoneutraaliksi maanosaksi vuoteen 2050 mennessä. Tarvitsemme edelleen fossiilisia polttoaineita käyttäviä toimialoja, kuten lämmön, teräksen ja sementin tuotanto, vaikka ne tuottavatkin merkittävästi hiilidioksidipäästöjä. Yksi ratkaisuista on hiilidioksidin talteenotto, jota mahdollistavaa teknologiaa rakennetaan parhaillaan esimerkiksi suomalaisen Fortumin lämpölaitoksella Oslossa.

Useat maailman suuret taloudet ovat riippuvaisia fossiilisilla polttoaineilla tuotettavasta energiasta vielä vähintään vuoteen 2040 saakka, vaikka uusia päästöttömiä tapoja tuottaa energiaa kehitetään jatkuvasti. Tämä tausta huomioiden hiilidioksidin talteenotto, käyttö ja varastointi (CCUS) on välttämätöntä, jotta tavoite maapallon lämpötilan nousun rajoittamisesta 1,5 asteeseen voidaan saavuttaa.

Hiilidioksidin pistemäinen talteenotto (point carbon capture) on yksi monista puhtaan energiamurroksen vaihtoehdoista. Se viittaa hiilen talteenottoon suoraan päästölähteessä, kuten raskaan teollisuuden tehtaassa. Päästökaasut päätyvät suljettuun ympäristöön, jossa hiilidioksidipitoisuus on suhteellisen korkea (10–30 tilavuusprosenttia). Tämän vuoksi talteenottolaitokset kannattaa rakentaa päästölähteen viereen, mikä kuitenkin kasvattaa tehtaan toimintakustannuksia.

Hiilidioksidin talteenotto ilmakehästä, eli suora talteenotto ilmasta, on haastavampaa kuin talteenotto päästölähteellä. Ilmakehässä on paljon ilmaa, ja sen hiilidioksidipitoisuus on matala. Suoran talteenoton suurin etu on kuitenkin se, että laitoksia voidaan perustaa minne tahansa ympäri maailmaa – vaikkapa hylätylle kaivosalueelle.

Ennen hiilidioksidin talteenottotekniikan valintaa on huomioitava useita tekijöitä, kuten käsiteltävän kaasun määrä, hiilidioksidipitoisuus, kaasussa olevat epäpuhtaudet, vaadittava energia, jätevedet, jätteet sekä kustannukset. Käytettäväksi suositellaan yleisesti vakiintuneita kaasuerottelun ja teollisuuden puhdistamisen tekniikoita, kuten absorptio, adsorptio, kalvotekniikka ja kryogeeninen tislaus. Uusia tapoja hiilidioksidin talteenottoon, kuten kemikaalikiertoa sekä mikrobi- ja leväpohjaisia järjestelmiä, tutkitaan ja testataan myös jatkuvasti.

Tekoäly sekä eri teknologiat, kuten prosessinmallinnus ja simulaatiot, voivat parantaa talteenoton tehokkuutta. Sopivien materiaalien etsimisessä ja valinnassa voidaan soveltaa esimerkiksi koneoppimisen algoritmeja. Pilottivaiheen testausvaiheessa ja scale up -vaiheessa kehitetyt digitaaliset kaksoset auttavat ennakoimaan mahdollisia haasteita reaaliaikaista dataa käytettäessä.

Lue aiheesta lisää TCS:n blogista.

Näin laivanrakennusyhtiö Damen tehostaa liiketoimintaansa IoT:n avulla

Damen on alankomainen laivanrakennusyhtiö, jolla on 35 telakkaa ja 12 000 työntekijää ympäri maailmaa. Joka hetki yli 15 000 sensoria kerää dataa Damenin aluksista kaikkialla maailmassa. Ne tarjoavat alusten henkilökunnalle kriittistä ja reaaliaikaista tietoa esimerkiksi polttoaineen ja puhtaan veden tilanteesta sekä energiankäytöstä. Damenin Triton-järjestelmän ansiosta tämä data on nyt myös yhdistetty laajempaan ekosysteemiin, joka tarjoaa tietoa hyödynnettäväksi koko laivaverkostossa.

TCS:n ja Damenin välinen yhteistyö sai syyskuussa 2021 IDC Future of Digital Innovation Award -palkinnon Performance as a Service -kategoriassa. Palkinto on tunnustus Tritonin innovatiivisille ominaisuuksille, joilla alusten käyttöikää on saatu pidennettyä. Vaikka järjestelmä on tuonut jo merkittäviä parannuksia Damenille, sitä kehitetään jatkuvasti eteenpäin, jotta se palvelee myös Damenin tulevia tarpeita. Tällä hetkellä TCS:n tiimi tutkii digitaalisten kaksosten teknologian mahdollisuuksia tuottaa lisähyötyjä ulkoisille kumppaneille.

Tähän mennessä Damen Triton -järjestelmä on tuottanut muun muassa seuraavia hyötyjä:

• 12 prosenttia tehokkaampi polttoaineenkäyttö moottorin suorituskyvyn seurannan ansiosta
• Pienemmät laivojen korjauskustannukset ja pitempi merelläoloaika, sillä datankeruu mahdollistaa ennakoivat ylläpitotoimet
• Sensoridata tehostaa ja vakauttaa merituulivoimaloita huoltavien laivojen työtä.

Voit lukea TCS:n blogista lisää Damenin ja TCS:n yhteistyöstä modernin laivanrakennuksen ja ylläpidon kehittämisessä.

Kuvituskuva: veeterzy, Unsplash.