Wykorzystanie zasad symbiozy przemysłowej dla bardziej zrównoważonej produkcji
Poprawa zrównoważoności współczesnych procesów przemysłowych wymaga nowego paradygmatu, dzięki któremu kluczowe zasoby, takie jak materiały, energia, odpady i produkty uboczne, mogą być skuteczniej koordynowane między jednostkami produkcyjnymi. Paradygmatem przyjętym we wspieranym przez UE projekcie SYMBIOPTIMA (Human-mimetic approach to the integrated monitoring, management and optimization of a symbiotic cluster of smart production units) była „symbioza wzorowana na organizmie ludzkim”. Podejście to oznacza zmianę sposobu myślenia o zasobach produkcyjnych i ponowne ich wykorzystanie w różnych gałęziach przemysłu, a nawet sektorach, w celu zwiększenia wydajności i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko. W projekcie SYMBIOPTIMA opracowano zintegrowany system zarządzania energią i zasobami (ERMS), który oferuje narzędzia do tworzenia harmonogramów produkcji i zarządzania reakcjami na zapotrzebowanie oraz do oceny zrównoważonego rozwoju cyklu życia (LCSA). Stworzono również sprzęt do modułowego monitorowania „plug and play” zakładów produkcyjnych, a także zintegrowany zestaw narzędzi dla wszystkich źródeł energii cieplnej, przepływów i punktów zapotrzebowania. Dodatkowo, aby zmaksymalizować ponowne wykorzystanie odpadów, opracowano unikalny proces depolimeryzacji tworzyw sztucznych (PET). Zamknięcie obiegu dzięki ekoinnowacji Nowoczesne zarządzanie przemysłowe wymaga monitorowania, mierzenia, rejestracji, analizy, kontroli i przekierowywania przepływu energii i materiałów w systemach w celu zapewnienia wydajności i zrównoważonego rozwoju. „Innowacyjność projektu SYMBIOPTIMA, inspirowana ludzkim organizmem, polegała na spojrzeniu na elementy klastra przemysłowego (takie jak przedsiębiorstwa) jako na funkcjonalnie niezależne, ale jednocześnie połączone z innymi elementami, w jednolity system”, mówi koordynator projektu Andrea Ballarino, dodając, że „każdy element dąży do osiągnięcia celów dla dobra całości”. Aby wdrożyć swoją koncepcję w życie, uczestnicy inicjatywy SYMBIOPTIMA opracowali system ERMS pełniący rolę punktu integracji wszystkich czynników środowiskowych, energetycznych i ekonomicznych każdej firmy, funkcjonującej jako jednostka produkcyjna, w klastrze. Dzięki zebraniu wszystkich danych platforma wykorzystuje narzędzia ewaluacyjne do wspomagania procesu podejmowania decyzji. Na przykład, oprogramowanie do reagowania na zapotrzebowanie może wykorzystywać wiedzę na temat planowania wykorzystania energii w klastrze, aby komunikować się z rynkiem energii i kupować energię wygodniej i po niższych kosztach zarówno dla poszczególnych firm, jak i dla całego klastra. W projekcie SYMBIOPTIMA dokonano ponownej oceny tego, co stanowi „odpady”, dzięki czemu przełomowe technologie mogą pozwolić znaleźć sposoby na wykorzystanie wcześniej wyrzucanych materiałów. Doskonałym przykładem jest opracowanie nowej technologii obróbki chemicznej do recyklingu i ponownego wykorzystania tworzyw PET, nazwanej Gr3n, która ostatnio zdobyła unijną nagrodę Radar Innowacji 2018. System jest modułowy, co ułatwia integrację i skalowalność, zarówno na poziomie sprzętu, jak i oprogramowania. Integracja na poziomie monitorowania procesu została opracowana w celu uzupełnienia, a nie zastąpienia istniejących systemów. Ponadto zastosowanie standardów i protokołów interoperacyjności, które mogą opierać się na istniejących systemach i funkcjach internetu, ułatwia modernizację istniejących systemów. Możliwości rozwoju Jak mówi Ballarino, według danych Eurostatu, przemysł chemiczny, cementowy, ceramiczny, stalowy, petrochemiczny, rud i minerałów, metali nieżelaznych oraz wodny to łącznie ponad 450 000 przedsiębiorstw, ponad 6,8 mln pracowników i ponad 1,6 mld EUR dochodów – co stanowi 20 % całej produkcji w Europie. Statystyki te podkreślają potencjalny wpływ tych sektorów przemysłu na ogólną stabilność europejskiej gospodarki. „Zrównoważonych procesów nie da się uzyskać poprzez konkurencję – lepszą metodą jest wspólne zarządzanie i integracja zasobów”, mówi Ballarino. „Zachęty w tym zakresie są różne – od konwencjonalnych przesłanek biznesowych, takich jak redukcja kosztów lub zwiększenie przychodów, po długoterminowe bezpieczeństwo zasobów czy nawet zgodność z przepisami. Musimy je wykorzystać”. Obecnie uczestnicy projektu SYMBIOPTIMA pilotują pełne rozwiązanie we współpracy z firmami z całej branży. Niektóre technologie są już gotowe do wprowadzenia na rynek: przykładem jest platforma ERMS, a także zintegrowany zestaw narzędzi do zarządzania źródłami energii cieplnej i przepływami – natomiast inne znajdą się na rynku już wkrótce.
Słowa kluczowe
SYMBIOPTIMA, inteligentna produkcja, zrównoważony rozwój, energia, odpady, recykling, zielona chemia, ponowne wykorzystanie, zarządzanie zasobami, przemysł, symbioza
