De uitgaven aan wereldwijde infrastructuur voor hernieuwbare energie op zee zullen de komende tien jaar naar verwachting meer dan 16 miljard dollar (11.3 miljard pond) bedragen. Dit houdt in dat er tegen 2.5 wereldwijd 2030 miljoen kilometer extra onderzeese kabels moeten worden aangelegd.
Het leggen en beveiligen van deze kabels tegen zeestromingen omvat het ploegen van de zeebodem en het storten van rotsen en betonnen "matrassen" om als basis voor de kabels te dienen - procedures die zeer verstorend zijn voor het mariene ecosysteem dat zo veel wezens hun thuis noemen.
Het offshore installeren van windmolenparken vereist veel van dergelijke ingrijpende procedures, die vaak worden uitgevoerd zonder rekening te houden met hun effecten op het delicaat uitgebalanceerde oceaanmilieu - waar meer dan 3 miljard mensen van afhankelijk zijn voor hun voedsel en levensonderhoud.
Menselijke activiteiten, waaronder het bouwen van infrastructuur voor hernieuwbare energie, hebben meer dan 40% van het oceaanoppervlak aangetast, waardoor dode oceaanzones zijn ontstaan zonder zuurstof, algenbloei die mariene soorten schade toebrengt, en een verwoestend verlies aan biodiversiteit.
Als we op deze weg doorgaan, dreigt de voorspelde groene-techrevolutie een ongekend niveau van schade aan de oceanen van de wereld te veroorzaken. De nieuwe generatie producenten van hernieuwbare energie moet hun langetermijnimpact op het oceaanmilieu beoordelen om te beoordelen hoe duurzaam hun toeleveringsketens en praktijken werkelijk zijn.
Nu de VN dit jaar haar decennium van Ocean Resilience begint, wordt de rol die autonome technologieën kunnen spelen bij het ondersteunen van het mariene milieu steeds meer erkend. We kunnen niet verwachten dat we duurzaam zullen implementeren technologie zonder eerst milieubewuste praktijken binnen de duurzame energiesector zelf in te voeren. Dat is waar robotica in beeld komt.
De kosten van onderhoud
Ongeveer 80% van de kosten van het onderhoud van offshore windparken wordt besteed aan het sturen van mensen om inspecties en reparaties uit te voeren via helikopters, het onderhouden van ondersteunende voertuigen, zoals boten, en het bouwen van offshore platforms om turbinearbeiders te huisvesten. Al deze zorgen voor koolstofemissies. Niet alleen dat, maar offshore-inspecteurs moeten ook werken op risicovolle hoogten en in besloten ruimtes, die beide gevaarlijk zijn.
Een verenigd team van mensen, robots en AI die samenwerken, zou deze infrastructuur echter kunnen onderhouden met aanzienlijk minder impact op het milieu en meer veiligheid voor mensen. Deze teams kunnen bestaan uit mensen die op afstand werken met multi-robotteams van autonome lucht- en onderwatervoertuigen, maar ook met kruipende of op het land gebaseerde robots.
Autonome onderwatervoertuigen (AUV's) hebben tal van toepassingen als het gaat om het onderhoud en de reparatie van turbines op zee.
Transformatieve technologie
Robotica kan mensen helpen omgaan met complexe, kwetsbare omgevingen zonder hen te schaden. Robots die contactloze detectiemethoden gebruiken, zoals radar en sonar, kunnen communiceren met de oceaaninfrastructuur en de omliggende omgeving zonder enige verstoring of schade te veroorzaken.
Nog geavanceerdere detectietechnologie, bekend als laagfrequente sonar - op geluid gebaseerde technologie geïnspireerd door de signalen die dolfijnen gebruiken om te communiceren - maakt het mogelijk om structuren zoals onderzeese infrastructuur en onderzeese kabels in de oceaan te inspecteren zonder de omgeving te beschadigen.
Door gebruik te maken van laagfrequente sonartechnologie met behulp van autonome onderwatervoertuigen (AUV's) - robots die zichzelf besturen - kunnen we beter begrijpen hoe structuren zoals onderwaterkabels omgaan met de omgeving. We kunnen ook helpen bij het voorkomen van problemen zoals biofouling, waarbij micro-organismen, planten, algen of kleine dieren zich ophopen op het oppervlak van kabels. Een biologisch vervuilde kabel kan zwaar worden, waardoor de buitenste beschermende lagen mogelijk worden vervormd en de bruikbare levensduur wordt verkort. AUV's kunnen deze kabels veilig bewaken en reinigen.
Boven het oppervlak
Ook boven water kunnen robots helpen. Wanneer windturbinebladen het einde van hun levensduur bereiken, worden ze vaak verbrand of op stortplaatsen gegooid. Dit gaat rechtstreeks in tegen de 'circulaire economie'-benadering - pleiten voor afvalpreventie en hergebruik van zoveel mogelijk materialen - die centraal staat bij het bereiken van technologische duurzaamheid. In plaats daarvan kunnen we robots gebruiken om verslechterende messen te repareren, opnieuw te gebruiken of te recyclen, waardoor onnodig afval wordt verminderd.
Met behulp van drones die zijn uitgerust met geavanceerde radardetectietechnologie, kunnen we nu defecten in de turbines zien wanneer ze zich beginnen te ontwikkelen. In plaats van veldondersteuningsvaartuigen te gebruiken om turbine-inspecteurs offshore te vervoeren - wat ongeveer £ 250,000 per dag kost - bespaart het gebruik van robotassistenten om op de hoogte te blijven van het turbine-onderhoud tijd, geld en risico's.
Naast het verlagen van de financiële en koolstofkosten van turbineonderhoud, kunnen robots de inherente risico's voor mensen die in deze onvoorspelbare omgevingen werken minimaliseren, terwijl ze ook meer symbiotisch met de omgeving werken. Door ingezeten robots in te zetten om offshore hernieuwbare infrastructuur te inspecteren en te onderhouden, zouden energiebedrijven in eerste instantie het aantal mensen dat in gevaarlijke offshore-functies werkt, kunnen verminderen. Na verloop van tijd zouden we zelfs een punt van autonome werking kunnen bereiken, waarbij menselijke operators aan land blijven en op afstand verbinding maken met offshore robotsystemen.
AI is een ander belangrijk onderdeel bij het bouwen van duurzame energiesystemen. Kunstmatig intelligente programma's kunnen bijvoorbeeld energiebedrijven helpen bij het plannen hoe ze turbines veilig kunnen demonteren en veilig terug naar de kust kunnen brengen. Nadat ze aan land zijn aangekomen, kunnen turbines naar 'slimme' fabrieken worden gebracht die een combinatie van robotica en AI gebruiken om te bepalen welke van hun onderdelen kunnen worden hergebruikt.
In deze teams kunnen we een robuuste, duurzame circulaire economie voor de offshore ontwikkelen hernieuwbare energiesector