Zo draagt digitalisering bij aan duurzame en betaalbare energie

Om een duurzamere toekomst op te bouwen, zijn overheden, industrieën en bedrijven over de hele wereld op zoek naar nieuwe schone energie bronnen. Welke technologieën kunnen hier een grote rol in vervullen?

Meer dan 70% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen is afkomstig van de energieproductie voor het opwekken van elektriciteit, transport en verwarming. Ongeveer 10% van deze emissies zijn alleen al afkomstig van vluchtige organische stoffen. Met klimaatverandering in ogenschouw genomen, is business as usual dus geen optie. Het inzetten van nieuwe technologieën is voor bedrijven dan ook een cruciale noodzaak en kans om hun bedrijfsvoering dusdanig te wijzigen, dat zij duurzamer, veiliger en efficiënter kunnen opereren.

Het belang van de mijnbouw

Bij elke duurzame transitie is het van belang om goed te kijken naar de mijnbouwsector. Deze markt is namelijk wereldwijd goed voor 45% van alle economische activiteiten. Dit percentage neemt alleen maar toe, omdat de vraag naar schone energie  blijft stijgen. Daarnaast zijn mineralen kritische componenten voor batterijen, turbines, motoren van elektrische voertuigen en elektriciteitsnetten. Volgens de Wereldbank neemt de vraag naar deze grondstoffen tot 2050 zelfs toe met ongeveer 500%.

De mijnbouwindustrie weet dat de wereld meekijkt. De 26e klimaatconferentie van de Verenigde Naties (COP26) heeft duidelijk gemaakt dat de sector een spilfunctie vervult om klimaatverandering actief tegen te gaan. Om deze reden hebben grote mijnbouwbedrijven toegezegd om tegen 2050 net zero te zijn als het gaat om:

• Directe CO2-uitstoot, veroorzaakt door eigen bronnen binnen de organisatie (scope 1).
• Indirecte CO2-uitstoot als gevolg van het opwekken van gekochte en verbruikte elektriciteit of warmte (scope 2).

Sommige richten zich overigens ook op de indirecte CO2-uitstoot die is veroorzaakt door bedrijfsactiviteiten van andere organisaties (scope 3).

Meer doen met minder energie

De grote vraag is dus: hoe kunnen we op een duurzame manier voldoen aan de stijgende vraag naar meer energie en grondstoffen en tegelijkertijd de toekomst veiligstellen van de wereld waarin we leven? Het korte antwoord hierop is: we moeten meer doen met minder.

We bevinden ons nu in een lineaire economie. Ofwel, het produceren van goederen en het gebruik ervan vindt plaats volgens een lineair patroon. We delven grondstoffen, produceren, consumeren en creëren hiermee afval. Dat betekent dat we steeds schaarser wordende materialen weggooien. In deze economie zijn we ook nog eens afhankelijk van inefficiënte, goedkope bulkwinning en -transport via wereldwijde supplychains.

Transitie naar circulaire economie

We moeten veranderen in een circulaire economie die minder koolstof, minder afval, minder water, minder schade en meer transparantie vereist. Deloitte schat in dat we het komende decennium enkele bijzonder opwindende jaren gaan meemaken met grote transformaties in de mijnbouw. Sommige daarvan zijn het gevolg van de aanhoudende impact van de COVID-19-pandemie en de groeiende noodzaak om de aspecten milieu, maatschappij en governance (SEG) te verankeren in de bedrijfsstrategie en -activiteiten. Echter, de manier waarop bedrijven hun faciliteiten ontwerpen en exploiteren en omgaan met hun ecosystemen, verandert ook.

Virtual twins en 3D-ervaringen

Wat hierbij de nieuwe norm wordt? Bedrijven gaan die veranderingen niet meteen in de praktijk doorvoeren, maar juist eerst toepassen en testen in virtuele werelden. Dankzij het gebruik van virtual twins worden virtuele kopieën gemaakt van objecten, processen en zelfs complete fabrieken. Deze zijn zowel gedetailleerd als volledig. In combinatie met 3D-ervaringen kunnen bedrijven hier betrouwbare modelleringen en simulaties mee maken, unieke samenwerkingen tot stand brengen en intelligente data-analyses maken.

Door deze virtuele twin gebaseerde simulaties aan te bieden via een geïntegreerd technologieplatform, kunnen organisaties hun bedrijfsprocessen en -mogelijkheden met goed vertrouwen uitvoeren. Het is een kwestie van “ervoor zorgen dat iemand ergens op een bepaald moment iets doet”. Het is dezelfde visie die AI, automatisering en autonome mijnbouw meer mainstream zal maken.

Voordelen

Dit soort digitalisering helpt bij het realiseren van duurzaamheid op het gebied van productiesystemen, alsmede de processen, leveringen, governance, reparaties en andere domeinen. De typische voordelen hiervan zijn onder meer de potentie dat:

• De waarde van geologische activa met 10% toeneemt.
• De ontwerptijd daalt met 50%.
• Het laat opsporen van fouten met 60% afneemt.
• De verspilling van middelen vermindert met circa 35%.
• De kwaliteit en leveringszekerheid verbetert.

Financieel aantrekkelijk

Uit de voordelen blijkt wel dat digitalisering leidt tot veel duurzamere activiteiten, die waarschijnlijk ook nog eens winstgevender zijn. Daarnaast blijkt uit de meeste analyses dat oplossingen waarmee de meerderheid van de emissies koolstofarm wordt gemaakt binnen 10 jaar economisch aantrekkelijk worden. Tegelijkertijd worden hiermee zowel scope 1- als scope 2-emissies aangepakt. Met het inzetten van oplossingen zoals Virtual 3DEXPERIENCE Twins van Dassault Systèmes weten bedrijven hoe ze beter kunnen investeren in hun ontwikkelprojecten en -activiteiten. De potentiële risico’s zijn immers al overwonnen voordat ze in de praktijk kunnen ontstaan.

Meer lokale productie en levering

De manier waarop energie wordt opgewekt en de mineralen worden gewonnen die daarvoor nodig zijn, ondergaat pas een enorme verschuiving door weg te gaan van grootschalige gecentraliseerde opwekkings- en winningsfaciliteiten. Juist een meer lokale productie en modulaire leveringen zijn nodig om tot duurzaamheid te komen.

Dezelfde 3DEXPERIENCE-technologieën die voor de mijnbouw worden bepleit, worden al in andere sectoren gebruikt. Bijvoorbeeld bij het ontwerpen en het exploiteren van de volgende generatie nauwkeurig te besturen nucleaire industrie. Nieuwe, kleine modulaire reactoren bleken de voorkeur te hebben vanwege hun relatief snelle en minder risicovolle constructie ten opzichte van de huidige mega-elektriciteitscentrales.

In de mijnbouw ontstaan op deze manier een groeiend aantal kleinere ondernemingen die zijn gericht op precisie-extractie. Zij hebben aanzienlijk minder infrastructuur, energie en andere hulpbronnen nodig dan de grootschalige mijnbouwactiviteiten uit het verleden. Deze laatstgenoemde categorie produceert doorgaans drie keer meer afval.

De opwekking van energie vindt steeds vaker plaats dichtbij de gebruiker hiervan. Dit patroon zien we ook terug bij de levering van grondstoffen en het produceren van aanverwante producten. Geopolitieke conflicten en de pandemie bleken de wake-up call te zijn die industriële productiebedrijven nodig hadden. Het is logisch dat sommige mijnbouwbedrijven kijken naar de ontwikkeling van gelokaliseerde energieopwekking en in sommige gevallen ook de productie van energie voor consumenten bij de bron, in plaats van te vertrouwen op externe netten en uitgebreide toeleveringsketens.

De wens om op een duurzamere manier te werken, wordt op meerdere fronten gestimuleerd. De doelstellingen voor duurzame ontwikkeling van de Verenigde Naties (SDG), het Climate-Smart Mining-initiatief van de Wereldbank en de principes van de International Council on Mining and Metals hebben allemaal de lat gelegd waar de mijnbouwsector naartoe wil. Die ambitie gaat veel verder dan het aanpakken van klimaatverandering en raakt elk aspect van een duurzame planeet. Dat is precies wat Dassault Systèmes mogelijk wil maken. Het gaat echt om het op elkaar afstemmen van product, natuur en leven en dat vereist een speciale aanpak.

Meer informatie over Dassault Systèmes

Lees ook:

• 70% technische organisaties vinden dat er te weinig vrouwen in techniek werken
• Supply chain optimaliseren met een virtual twin
• Hägglunds Fusion – nieuwe definitie compacte kracht in één pakket