من المتوقع أن يصل الإنفاق على البنية التحتية العالمية للطاقة المتجددة البحرية على مدى السنوات العشر المقبلة إلى أكثر من 16 مليار دولار أمريكي (11.3 مليار جنيه إسترليني). يتضمن ذلك إنشاء 2.5 مليون كيلومتر إضافية من الكابلات البحرية العالمية بحلول عام 2030.
إن وضع هذه الكابلات وتأمينها ضد التيارات البحرية يتطلب حرث قاع البحر وإلقاء الصخور و "الفرش" الخرسانية لتكون بمثابة قاعدة للكابلات - وهي إجراءات تؤدي إلى اضطراب كبير في النظام البيئي البحري الذي يدعو العديد من الكائنات إلى الوطن.
يتطلب إنشاء مزارع الرياح البحرية العديد من هذه الإجراءات عالية التأثير ، والتي غالبًا ما يتم اتخاذها مع القليل من الاعتبار لتأثيراتها على بيئة المحيطات المتوازنة بدقة - والتي يعتمد عليها أكثر من 3 مليارات شخص في غذائهم وسبل عيشهم.
أثرت الأنشطة البشرية ، بما في ذلك بناء البنية التحتية للطاقة المتجددة ، على أكثر من 40٪ من سطح المحيط ، وخلقت مناطق المحيطات الميتة الخالية من الأكسجين ، وتكاثر الطحالب التي تضر بالأنواع البحرية ، وخسارة مدمرة للتنوع البيولوجي.
إذا واصلنا السير في هذا المسار ، فإن ثورة التكنولوجيا الخضراء المتوقعة تخاطر بالتسبب في مستوى غير مسبوق من الضرر لمحيطات العالم. يجب على الجيل الجديد من منتجي الطاقة المتجددة تقييم تأثيرهم طويل المدى على بيئة المحيطات لتقييم مدى استدامة سلاسل التوريد والممارسات الخاصة بهم.
ومع بدء الأمم المتحدة عقدها الخاص بتعزيز قدرة المحيطات على الصمود هذا العام، فإن الدور الذي يمكن أن تلعبه التكنولوجيات المستقلة في دعم البيئة البحرية لا يزال يحظى بالاعتراف. لا يمكننا أن نتوقع تنفيذ مستدام التكنلوجيا دون غرس ممارسات واعية بيئيًا في قطاع الطاقة المتجددة نفسه. وهنا يأتي دور الروبوتات.
تكلفة الصيانة
يتم إنفاق حوالي 80 ٪ من تكلفة صيانة مزارع الرياح البحرية على إرسال الأشخاص لإجراء عمليات التفتيش والإصلاح عبر طائرات الهليكوبتر ، وصيانة مركبات الدعم ، مثل القوارب ، وبناء المنصات البحرية لإيواء عمال التوربينات. كل هذه العوامل تؤدي إلى زيادة انبعاثات الكربون. ليس ذلك فحسب ، بل يحتاج المفتشون في الخارج أيضًا إلى العمل على ارتفاعات محفوفة بالمخاطر وفي أماكن ضيقة ، وكلاهما خطير.
ومع ذلك ، يمكن لفريق موحد من البشر والروبوتات والذكاء الاصطناعي الذين يعملون معًا الحفاظ على هذه البنية التحتية مع تأثير أقل بشكل ملحوظ على البيئة وسلامة أفضل للبشر. قد تشمل هذه الفرق البشر الذين يعملون عن بعد مع فرق متعددة الروبوتات من المركبات الجوية وتحت الماء ذاتية القيادة ، وكذلك مع الروبوتات الزاحفة أو الأرضية.
المركبات ذاتية القيادة تحت الماء (AUVs) لها العديد من التطبيقات عندما يتعلق الأمر بصيانة وإصلاح التوربينات في البحر.
التكنولوجيا التحويلية
يمكن أن تساعد الروبوتات البشر على التفاعل مع البيئات المعقدة والضعيفة دون الإضرار بها. يمكن للروبوتات التي تستخدم طرق الاستشعار غير المتصلة ، مثل الرادار والسونار ، أن تتفاعل مع البنية التحتية للمحيطات والبيئة المحيطة بها دون التسبب في أي اضطراب أو ضرر.
تتيح تقنية الاستشعار الأكثر تقدمًا والمعروفة باسم السونار منخفض التردد - وهي تقنية قائمة على الصوت مستوحاة من الإشارات التي تستخدمها الدلافين للتواصل - فحص الهياكل مثل البنية التحتية تحت سطح البحر والكابلات البحرية في المحيط دون الإضرار بالبيئة المحيطة.
من خلال نشر تقنية السونار منخفضة التردد باستخدام المركبات ذاتية القيادة تحت الماء (AUVs) - الروبوتات التي تقود نفسها - يمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيفية تفاعل الهياكل مثل الكابلات تحت الماء مع البيئة. يمكننا أيضًا المساعدة في تجنب مشكلات مثل الحشف الحيوي ، حيث تتراكم الكائنات الحية الدقيقة أو النباتات أو الطحالب أو الحيوانات الصغيرة على أسطح الكابلات. يمكن أن ينمو الكبل ذو التلوث الحيوي ثقيلًا ، مما قد يؤدي إلى تشويه طبقات الحماية الخارجية وتقليل العمر الافتراضي لها. يمكن لـ AUVs مراقبة هذه الكابلات وتنظيفها بأمان.
فوق السطح
يمكن أن توفر الروبوتات المساعدة فوق الماء أيضًا. عندما تصل ريش توربينات الرياح إلى نهاية عمرها الإنتاجي ، غالبًا ما يتم حرقها أو رميها في مكبات النفايات. هذا يتعارض بشكل مباشر مع نهج "الاقتصاد الدائري" - الدعوة إلى منع النفايات وإعادة استخدام أكبر عدد ممكن من المواد - وهو أمر أساسي لتحقيق الاستدامة التكنولوجية. بدلاً من ذلك ، يمكننا استخدام الروبوتات لإصلاح الشفرات المتدهورة أو إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها ، مما يقلل من النفايات غير الضرورية.
باستخدام طائرات بدون طيار مزودة بتقنية استشعار الرادار المتقدمة ، يمكننا الآن رؤية العيوب في التوربينات عندما تبدأ في التطور. بدلاً من استخدام سفن الدعم الميداني لنقل مفتشي التوربينات إلى الخارج - بتكلفة حوالي 250,000 ألف جنيه إسترليني في اليوم - فإن استخدام الروبوتات المساعدة للحفاظ على تحديث صيانة التوربينات يوفر الوقت والمال والمخاطر.
بالإضافة إلى خفض التكلفة المالية والكربون لصيانة التوربينات ، يمكن للروبوتات تقليل المخاطر الكامنة على البشر الذين يعملون في هذه البيئات التي لا يمكن التنبؤ بها بينما تعمل أيضًا بشكل أكثر تكافلاً مع البيئة. من خلال نشر الروبوتات المقيمة لفحص وصيانة البنية التحتية المتجددة البحرية ، يمكن لشركات الطاقة في البداية تقليل عدد الأشخاص الذين يعملون في أدوار خطيرة في الخارج. بمرور الوقت ، يمكننا حتى الوصول إلى نقطة التشغيل المستقل - حيث يظل المشغلون البشريون على الشاطئ ويتصلون عن بعد بأنظمة الروبوتات البحرية.
الذكاء الاصطناعي هو عنصر أساسي آخر في بناء أنظمة الطاقة المستدامة. على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد برامج الذكاء الاصطناعي شركات الطاقة في التخطيط لكيفية تفكيك التوربينات بأمان وإعادتها بأمان إلى الشاطئ. بعد وصول التوربينات إلى اليابسة ، يمكن نقلها إلى المصانع "الذكية" التي تستخدم مزيجًا من الروبوتات والذكاء الاصطناعي لتحديد أجزائها التي يمكن إعادة استخدامها.
بالعمل في هذه الفرق ، يمكننا تطوير اقتصاد دائري قوي ومستدام للخارج المتجددة قطاع الطاقة