Chi tiêu cho cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo ngoài khơi toàn cầu trong mười năm tới dự kiến sẽ đạt hơn 16 tỷ đô la Mỹ (11.3 tỷ bảng Anh). Điều này liên quan đến việc tạo ra thêm 2.5 triệu km cáp ngầm toàn cầu vào năm 2030.
Để đặt và cố định những sợi cáp này chống lại dòng chảy của đại dương bao gồm việc cày xới đáy biển và đổ đá và "nệm" bê tông để làm nền cho dây cáp - những quy trình gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái biển mà rất nhiều sinh vật gọi là nhà.
Việc lắp đặt các trang trại điện gió ngoài khơi đòi hỏi nhiều quy trình có tác động cao như vậy, thường được thực hiện mà ít cân nhắc về ảnh hưởng của chúng đối với môi trường đại dương vốn rất cân bằng — nơi mà hơn 3 tỷ người dựa vào để kiếm thức ăn và sinh kế.
Các hoạt động của con người, bao gồm xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo, đã ảnh hưởng đến hơn 40% bề mặt đại dương, tạo ra các vùng đại dương chết không có oxy, tảo nở hoa gây hại cho các loài sinh vật biển và làm mất đa dạng sinh học.
Nếu chúng ta tiếp tục đi theo con đường này, cuộc cách mạng công nghệ xanh được dự đoán có nguy cơ gây ra mức độ thiệt hại chưa từng có cho các đại dương trên thế giới. Các nhà sản xuất năng lượng tái tạo thế hệ mới phải đánh giá tác động lâu dài của họ đối với môi trường đại dương để đánh giá mức độ bền vững của chuỗi cung ứng và thực tiễn của họ.
Khi Liên Hợp Quốc bắt đầu thập kỷ Phục hồi Đại dương trong năm nay, vai trò của các công nghệ tự hành trong việc hỗ trợ môi trường biển tiếp tục được công nhận. Chúng ta không thể mong đợi thực hiện bền vững công nghệ mà không thấm nhuần các thực hành có ý thức về môi trường trong chính lĩnh vực năng lượng tái tạo. Đó là nơi robot xuất hiện.
Chi phí bảo trì
Khoảng 80% chi phí bảo dưỡng các vũ khí ngoài khơi được chi cho việc cử người đi kiểm tra và sửa chữa bằng máy bay trực thăng, duy trì các phương tiện hỗ trợ, chẳng hạn như thuyền và xây dựng các giàn khoan ngoài khơi để làm nơi ở cho các công nhân tuabin. Tất cả những thứ này đều làm tăng lượng khí thải carbon. Không chỉ vậy, các thanh tra viên ngoài khơi cũng cần phải làm việc ở độ cao rủi ro và trong không gian hạn chế, cả hai đều nguy hiểm.
Tuy nhiên, một nhóm thống nhất gồm con người, robot và AI cùng làm việc có thể duy trì cơ sở hạ tầng này với tác động ít hơn đáng kể đến môi trường và an toàn hơn cho con người. Các đội này có thể bao gồm con người làm việc từ xa với các đội nhiều robot gồm các phương tiện tự động trên không và dưới nước, cũng như với các robot trên cạn hoặc trên cạn.
Các phương tiện tự hành dưới nước (AUV) có nhiều ứng dụng khi bảo dưỡng và sửa chữa các tuabin trên biển.
Công nghệ biến đổi
Người máy có thể giúp con người tương tác với các môi trường phức tạp, dễ bị tổn thương mà không gây hại cho chúng. Robot sử dụng các phương pháp cảm biến không tiếp xúc, chẳng hạn như radar và sonar, có thể tương tác với cơ sở hạ tầng đại dương và môi trường xung quanh của nó mà không gây ra bất kỳ gián đoạn hoặc thiệt hại nào.
Thậm chí, công nghệ cảm biến tiên tiến hơn được gọi là sonar tần số thấp — công nghệ dựa trên âm thanh lấy cảm hứng từ các tín hiệu mà cá heo sử dụng để giao tiếp — giúp nó có thể kiểm tra các cấu trúc như cơ sở hạ tầng dưới biển và cáp ngầm trong đại dương mà không làm tổn hại đến môi trường xung quanh.
Bằng cách triển khai công nghệ sonar tần số thấp sử dụng các phương tiện tự lái dưới nước (AUV) - robot tự lái - chúng ta có thể hiểu rõ hơn cách các cấu trúc như cáp dưới nước tương tác với môi trường. Chúng tôi cũng có thể giúp tránh các vấn đề như lọc sinh học, nơi vi sinh vật, thực vật, tảo hoặc động vật nhỏ tích tụ trên bề mặt của cáp. Cáp bị nhiễm bẩn sinh học có thể trở nên nặng nề, có khả năng làm biến dạng các lớp bảo vệ bên ngoài và giảm tuổi thọ hữu ích của nó. AUV có thể giám sát và làm sạch các cáp này một cách an toàn.
Trên bề mặt
Robot cũng có thể trợ giúp trên mặt nước. Khi các cánh tuabin gió hết thời gian sử dụng, chúng thường bị đốt cháy hoặc ném vào bãi chôn lấp. Điều này trực tiếp chống lại cách tiếp cận “nền kinh tế vòng tròn” - ủng hộ việc ngăn ngừa chất thải và tái sử dụng càng nhiều vật liệu càng tốt - đó là trọng tâm để đạt được sự bền vững về công nghệ. Thay vào đó, chúng ta có thể sử dụng robot để sửa chữa, tái sử dụng hoặc tái chế các lưỡi dao đã xuống cấp, giảm thiểu chất thải không cần thiết.
Sử dụng máy bay không người lái được trang bị công nghệ cảm biến radar tiên tiến, giờ đây chúng ta có thể nhìn thấy các khiếm khuyết trong các tuabin khi chúng bắt đầu phát triển. Thay vì sử dụng các tàu hỗ trợ hiện trường để vận chuyển các thanh tra tuabin ra ngoài khơi — chi phí khoảng 250,000 bảng một ngày — sử dụng trợ lý robot để cập nhật thông tin về bảo trì tuabin giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc và rủi ro.
Ngoài việc cắt giảm chi phí tài chính và carbon cho việc bảo trì tuabin, robot có thể giảm thiểu những rủi ro vốn có đối với con người khi làm việc trong những môi trường không thể đoán trước này đồng thời làm việc đồng thời hơn với môi trường. Bằng cách triển khai các robot thường trú để kiểm tra và bảo trì cơ sở hạ tầng tái tạo ngoài khơi, các công ty năng lượng bước đầu có thể giảm số lượng người làm việc ở các vai trò nguy hiểm ngoài khơi. Theo thời gian, chúng tôi thậm chí có thể đạt đến một điểm hoạt động tự động - nơi mà con người vận hành vẫn ở trên bờ và kết nối từ xa với các hệ thống robot ngoài khơi.
AI là một thành phần quan trọng khác trong việc xây dựng các hệ thống năng lượng bền vững. Ví dụ, các chương trình thông minh nhân tạo có thể giúp các công ty năng lượng lập kế hoạch làm thế nào để tháo rời các tuabin một cách an toàn và đưa chúng trở lại bờ một cách an toàn. Sau khi vào bờ, tuabin có thể được đưa đến các nhà máy “thông minh” sử dụng kết hợp giữa robot và AI để xác định bộ phận nào của chúng có thể được tái sử dụng.
Làm việc trong các nhóm này, chúng tôi có thể phát triển một nền kinh tế vòng tròn bền vững và mạnh mẽ cho nước ngoài tái tạo ngành năng lượng