MỸ – Phần lớn nhu cầu về năng lượng trên thế giới thuộc về các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành sản xuất chế tạo, nơi máy móc vận hành liên tục và các quy trình phụ thuộc vào nguồn cung cấp điện ổn định. Tuy nhiên, một lượng lớn năng lượng trong số đó lại không đóng góp vào sản lượng thực tế. Thay vào đó, nó bị lãng phí do hiệu suất kém, làm gia tăng chi phí vận hành theo thời gian.

Đối với các doanh nghiệp sản xuất, việc cắt giảm lãng phí năng lượng không chỉ là mục tiêu dài hạn. Ngày nay, đó là một bước đi thiết thực để bảo vệ biên lợi nhuận và nâng cao độ tin cậy cho toàn bộ nhà máy. Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) giúp các doanh nghiệp giải quyết vấn đề này bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng ngay tại cấp độ vận hành.

Hậu quả ngày càng tăng của vấn đề lãng phí năng lượng
Phần năng lượng bị lãng phí ngày càng tỷ lệ thuận với sự phát triển của các hoạt động công nghiệp. Khối công nghiệp sử dụng gần 40% lượng tiêu thụ năng lượng toàn cầu. Kể từ năm 2019, ngành này chịu trách nhiệm cho 2/3 mức tăng nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới. Khi sản lượng tăng lên để đáp ứng nhu cầu thị trường, những điểm bất hợp lý vốn được xem là nhỏ nhặt trước đây có thể nhanh chóng biến thành những vấn đề vận hành tốn kém.

Phần lớn sự lãng phí này xảy ra ở những vị trí rất khó giám sát liên tục nếu thiếu các công nghệ hiển thị tiên tiến. Các thiết bị cũ thường tiêu thụ nhiều điện năng hơn mức cần thiết để duy trì tiến độ sản xuất, trong khi các hệ thống phụ trợ của nhà máy vẫn tiếp tục tiêu thụ nhiều điện ngay cả khi tải lượng sản xuất thay đổi. Các thiết bị tiện ích (utilities) cũng có thể hoạt động kém hiệu quả trong một thời gian dài trước khi ban quản lý phát hiện, đặc biệt trong các môi trường phức tạp nơi nhu cầu năng lượng thay đổi liên tục giữa các dây chuyền sản xuất.

Khi sản lượng tăng lên, vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng. Ví dụ, ngành sản xuất của Mỹ đã tăng trưởng với tốc độ nhanh vào năm 2021, dẫn đến tổng lượng năng lượng công nghiệp sử dụng tăng cao và sản lượng tăng trưởng mạnh. Hệ quả là chi phí do vận hành kém hiệu quả cũng tăng theo. Việc gia tăng công suất mà không có giải pháp giám sát rõ ràng đối với hiệu suất năng lượng sẽ chỉ làm trầm trọng thêm các tổn thất.

Khi những tổn thất này kéo dài, hệ lụy của chúng không dừng lại ở những hóa đơn tiền điện tăng vọt. Việc sử dụng quá tải năng lượng có thể khiến thiết bị hao mòn nhanh hơn. Theo thời gian, tình trạng lãng phí năng lượng không được kiểm soát sẽ trở thành một trở ngại lớn cho các hoạt động chiến lược.

Cách thức công nghệ AI vận hành trong quản lý lãng phí năng lượng
Công nghệ AI giúp các đội ngũ kỹ thuật chuyển từ thế bị động sang chủ động trong việc quản lý lãng phí năng lượng bằng cách chuyển đổi dữ liệu vận hành thành các thông tin chuyên sâu (insights), từ đó giúp đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác hơn. Thay vì thực hiện các đợt kiểm toán định kỳ, các nền tảng tích hợp AI sẽ liên tục giám sát mức tiêu thụ năng lượng trên toàn bộ thiết bị và hệ thống của nhà máy. Khả năng này giúp các kỹ sư vận hành dễ dàng nhận thấy những điểm kém hiệu quả đang phát sinh ở đâu và mức độ sử dụng biến động như thế nào giữa các ca làm việc.

Quy trình bắt đầu từ các cảm biến được kết nối với các tài sản sản xuất và hạ tầng phụ trợ để thu thập dữ liệu theo thời gian thực. Các hệ thống này sẽ giám sát lượng năng lượng mà máy móc tiêu thụ khi vận hành bình thường, cũng như hiệu suất của chúng thay đổi ra sao theo thời gian. Sau đó, các mô hình học máy (machine learning) sẽ phân tích dữ liệu này để nhận diện các xu hướng bất thường cảnh báo sự lãng phí, ví dụ một thiết bị tiện ích đột ngột tiêu thụ nhiều điện hơn bình thường trong cùng một điều kiện vận hành.

Công nghệ phân tích dự đoán (predictive analytics) sẽ củng cố thêm cho phương pháp này bằng cách giúp nhà máy phát hiện sự cố trước khi chúng làm ảnh hưởng đến hiệu suất. Công nghệ AI có khả năng dự báo các thời điểm nhu cầu năng lượng tăng vọt và tìm ra những dấu hiệu sớm của các thiết bị lỗi đang tiêu thụ điện quá mức. Với mức độ thấu hiểu sâu sắc này, đội ngũ bảo trì và vận hành có thể can thiệp sớm hơn, giảm lãng phí năng lượng và giúp quy trình sản xuất diễn ra ổn định hơn.

Những tác động rõ rệt của công nghệ AI đối với hiệu quả năng lượng
Các giải pháp quản lý năng lượng ứng dụng AI hiện đang tạo ra những thay đổi mang tính định lượng trong môi trường công nghiệp. Bằng cách chuyển đổi dữ liệu sử dụng thành các thông tin có giá trị thực tiễn, các hệ thống này giúp nhà máy giảm thiểu các hao phí không đáng có, nâng cao độ tin cậy và đạt được các mục tiêu phát triển bền vững.

Thay vì xem hiệu quả năng lượng là một dự án ngắn hạn diễn ra một lần, các doanh nghiệp giờ đây có thể tích hợp nó như một phần trong hoạt động đánh giá hiệu suất vận hành liên tục. Những lợi ích chính của việc áp dụng tối ưu hóa năng lượng có hỗ trợ của công nghệ AI bao gồm:

Giảm thiểu chi phí
Công nghệ AI giúp các tổ chức xác định chính xác các tác nhân làm gia tăng nhu cầu điện năng và phát sinh chi phí vận hành không cần thiết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc hiểu rõ hơn về hoạt động tiêu thụ năng lượng có thể nhanh chóng bảo vệ biên lợi nhuận bằng cách tiết kiệm gần 17% chi phí vận hành trong môi trường công nghiệp.

Tối ưu hóa vận hành
Hệ thống giám sát theo thời gian thực giúp các kỹ sư vận hành dễ dàng tìm ra các vấn đề về sử dụng năng lượng trước khi chúng làm suy giảm năng suất. Hệ thống quản lý năng lượng do công nghệ AI thúc đẩy có thể nhận diện xu hướng, các điểm nghẽn và các yếu tố khác để hỗ trợ doanh nghiệp cải tiến quy trình làm việc.

Thúc đẩy tiến trình phát triển bền vững
Kiểm soát tốt hơn việc sử dụng năng lượng đồng nghĩa với việc giảm chất thải gây ô nhiễm. Trong một số ứng dụng, hệ thống tự động hóa tích hợp công nghệ AI đã chứng minh khả năng giảm lượng khí thải carbon dioxide (CO2) đến 40%. Điều này cho thấy việc tối ưu hóa năng lượng vừa mang lại lợi ích vận hành, vừa mang lại giá trị to lớn cho môi trường.

Biến dữ liệu năng lượng thành lợi thế vận hành
Khi nhu cầu năng lượng tại các nhà máy tiếp tục tăng cao, việc giảm thiểu lãng phí đang trở thành yếu tố quan trọng giúp duy trì hoạt động sản xuất ổn định và tin cậy. Công nghệ AI giúp các doanh nghiệp phát hiện những điểm kém hiệu quả và hành động sớm hơn, cho phép họ đạt được cả mục tiêu quản lý chi phí lẫn phát triển bền vững. Những nhà máy ứng dụng các công cụ này vào công việc hàng ngày đang dần nhạy bén hơn trong việc quản lý năng lượng như một nguồn lực chiến lược.

Để xem các tin bài khác về “Quản lý năng lượng”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Industrial Technology