28 نوامبر 2023 – توسط سابین لتز، Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit Helmholtz-Zentrum Potsdam
یکی از نتایج مطالعه RIFS این است که شعار غالباً فرض شده “افزایش بهره وری انرژی از طریق دیجیتالی کردن” عمدتاً برای اهداف پایداری و کربن زدایی صنعت بی اثر است. اعتبار: کاتلین فردریش
دیجیتالی شدن فرآیندهای صنعتی و تولیدی (Industry 4.0) تا چه اندازه باعث بهبود بهره وری انرژی و در نتیجه کاهش شدت انرژی می شود؟ تیمی از موسسه تحقیقاتی پایداری (RIFS) تحولات 10 بخش تولید صنعتی در چین را بین سال‌های 2006 تا 2019 تجزیه و تحلیل کردند. یافته‌های آنها نشان می‌دهد که برخلاف ادعای بسیاری از سیاست‌گذاران و انجمن‌های صنعتی، دیجیتالی‌سازی ممکن است به طور خودکار منجر به صرفه‌جویی انرژی پیش‌بینی‌شده در چین نشود.
چین 30 درصد از ارزش افزوده تولید جهانی و بیشترین سهم تولید جهانی و تولید صنعتی را به خود اختصاص داده است. انتظارات گسترده ای وجود دارد که Industry 4.0 – دیجیتالی کردن همه جانبه فرآیندهای تولید صنعتی – به طور همزمان باعث افزایش رشد اقتصادی و دستیابی به اهداف صرفه جویی در انرژی شود. با این حال، در جامعه علمی در مورد اینکه آیا Industry 4.0 واقعاً می تواند این دو هدف را تطبیق دهد یا خیر، اختلاف نظر وجود دارد.
مطالعه‌ای توسط موسسه تحقیقاتی پایداری (RIFS) که در بررسی‌های انرژی تجدیدپذیر و پایدار منتشر شده است، 10 بخش تولیدی چین را بین سال‌های 2006 تا 2019 با هدف شناسایی همبستگی‌های بین صنعت 4.0 و شاخص‌های انرژی مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است. اگرچه برخی از مطالعات قبلاً تأثیر فناوری های دیجیتال بر مصرف انرژی را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده اند، تعداد کمی بر زمینه چین تمرکز کرده اند.
استفانی کانکل، نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «علاوه بر این، مطالعات قبلی به درستی مفهوم صنعت 4.0 را مورد بررسی قرار نداده‌اند. به عنوان مثال، برخی از مطالعات Industry 4.0 در زمینه چینی مفهوم را بیش از حد ساده کرده و استفاده از ربات ها در تولید را با هوش مصنوعی برابر می دانند. در انجام این کار، این مطالعات ابعاد دانش و نوآوری Industry 4.0 را نادیده می گیرند.
علاوه بر این، تعداد کمی از مطالعات قبلی مصرف کل انرژی را بررسی کردند. در عوض، بیشتر آنها بر مصرف نسبی انرژی یا بهره وری انرژی متمرکز بودند. با این حال، دستاوردها در اینجا می تواند تمرکز را از هدف کاهش کل مصرف انرژی، که برای کربن زدایی بخش صنعتی حیاتی است، منحرف کند.
آیا ارتباط معناداری بین صنعت 4.0 و مصرف انرژی وجود دارد؟
هدف اصلی این مطالعه درک میزان تأثیر جذب و درجه فناوری‌های صنعت 4.0 بر مصرف کلی انرژی و شدت انرژی در بخش تولید چین است – و اینکه آیا این نظریه که صنعت 4.0 به کارایی و در نتیجه صرفه‌جویی انرژی کمک می‌کند یا خیر است. توسط یافته های آماری پشتیبانی می شود.
اصطلاح “شدت انرژی” انرژی مصرف شده در یک بخش معین را به ازای هر یورو خروجی اندازه گیری می کند Kunkel و همکارانش تجزیه و تحلیل داده های تابلویی را انجام دادند که شامل داده های ده بخش صنعتی در یک دوره 14 ساله (2006 تا 2019) بود. بخش‌های تولیدی تحت پوشش شامل صنایع نساجی، صنایع فلزی و صنایع غذایی و غیره بود.
بازگشت دیجیتال و رشد در مقابل اثرات کارایی
تا آنجا که به کل مصرف انرژی در بخش تولید در چین مربوط می شود، نتایج نشان می دهد که هیچ ارتباط معنی داری بین درجه صنعت 4.0 و مصرف انرژی وجود ندارد. کانکل می‌گوید: «رابطه مثبت است، اما معنادار نیست». به عنوان مثال، استفاده از روبات ها به جای کار دستی در تولید منسوجات، که در حال حاضر کمتر دیجیتالی شده است، ممکن است مصرف انرژی را در آن بخش افزایش دهد.
به اصطلاح “اثرات بازگشت دیجیتال” اغلب زمانی اتفاق می‌افتد که افزایش بهره‌وری از طریق دیجیتالی‌سازی منجر به صرفه‌جویی در هزینه شود. این پس‌اندازها را می‌توان به طور کامل یا جزئی مجدداً سرمایه‌گذاری کرد، در نتیجه برخی یا همه سودهای بهره‌وری و در نتیجه پس‌انداز منابع مورد انتظار را خنثی کرد. علاوه بر این، دیجیتالی شدن عموماً اثری بر رشد دارد که احتمالاً مصرف انرژی را نیز افزایش می‌دهد.
یافته های Kunkel و همکاران. در تناقض با سایر مطالعات است که نشان می‌دهد استفاده از ربات‌ها و دیجیتالی‌سازی صنعتی، شدت انرژی صنعت و تولید را کاهش می‌دهد – به عبارت دیگر، افزایش بهره‌وری را به همراه دارد. از سوی دیگر، مطالعه RIFS تنها قادر به شناسایی یک همبستگی منفی بین صنعت 4.0 و شدت انرژی برای بخش‌هایی بود که در حال حاضر به شدت دیجیتالی شده‌اند. یک توضیح برای این می‌تواند این باشد که نوآوری‌های Industry 4.0 را می‌توان بهتر در بخش‌های به شدت دیجیتالی‌شده، مانند حمل‌ونقل ادغام کرد و امکان تحقق دستاوردهای بالقوه در کارایی را به میزان بیشتری فراهم کرد.
یک چالش برای تجزیه و تحلیل اثر صنعت 4.0 بر شاخص‌های انرژی این است که فرابورس مرتبط با دیجیتالی شدن و در نتیجه کاهش شدت انرژی ممکن است به رقم نسبت داده شود.
خود alization به منظور به دست آوردن جزئی چنین اثراتی، Kunkel و همکاران. شامل شاخص واردات CO2 به عنوان نماینده ای برای شدت انرژی کالاهای وارداتی است. ارتباط مثبت قابل توجهی بین واردات CO2 و گستره صنعت 4.0 وجود دارد که نشان می دهد افزایش درجه صنعت 4.0 با افزایش واردات CO2 مرتبط است. با این حال، تحقیقات بیشتری برای درک پویایی های اساسی مورد نیاز است.
نتیجه
مصرف انرژی در صنعت 37 درصد از مصرف انرژی جهانی در سال 2022 را به خود اختصاص داده است و چین بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است. بنابراین کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد زیست محیطی تولید صنعتی در چین برای تلاش برای کاهش تغییرات آب و هوا بسیار مهم است.
یکی از یافته‌های کلیدی این مطالعه RIFS این است که تمرکز منحصراً بر دستاوردهای بالقوه در بهره‌وری انرژی از طریق دیجیتالی‌سازی می‌تواند تلاش‌ها برای دستیابی به اهداف پایداری و کربن زدایی صنعت را تضعیف کند، زیرا رشد و پویایی خارج از کشور ناشی از دیجیتالی شدن ممکن است منجر به افزایش کلی مصرف انرژی شود. عوامل دیگری نیز باید در نظر گرفته شوند، مانند تأثیرات بر روی برون مرزی صنعتی، تأثیرات خاص بخش فناوری‌های دیجیتال مختلف، قابلیت‌های انسانی برای جذب نوآوری‌ها و بهره‌برداری از مزایای آنها برای پایداری، و همچنین ادغام همزمان انرژی‌های تجدیدپذیر در تولید صنعتی .
علاوه بر متغیرهای انرژی، کونکل و همکاران. همچنین پیشنهاد می کند که سایر شاخص های پایداری مانند مصرف منابع و زباله های الکترونیکی ناشی از فناوری های دیجیتال را در مطالعات آینده در مورد پایداری صنعت 4.0 گنجانده شود. چنین تحلیل هایی از رابطه بین انرژی و صنعت 4.0 برای نمایندگان صنعت و تصمیم گیرندگان سیاسی فراتر از چین ارتباط قابل توجهی دارد. اتحادیه اروپا و کشورهای سرتاسر جهان امیدوارند که دیجیتالی شدن را بتوان در تعقیب توسعه پایدارتر مهار کرد. این مطالعه نشان می دهد که دستیابی به این نتیجه امری مسلم نیست، اما مستلزم هدایت دقیق است.
خلاصه و توصیه ها
اول، تلاش‌هایی باید از طریق همکاری بین‌المللی و توافق‌های زنجیره تامین انجام شود تا اطمینان حاصل شود که پذیرش نوآوری‌های صنعت 4.0 در صنعت تولید، تقاضای انرژی و منابع را در کل زنجیره ارزش کاهش می‌دهد. این می تواند به جلوگیری از افزایش فرآیندهای تولید انرژی بر کشورهای با استانداردهای زیست محیطی پایین تر در زمینه صنعت 4.0 کمک کند.
دوم، تحقیقات بیشتری برای بهبود درک مکانیسم‌ها و اثراتی که از طریق آنها فناوری‌های خاص بر مصرف انرژی در صنعت و تولید تأثیر می‌گذارند، مورد نیاز است. این به شناسایی نوآوری‌ها در زمینه صنعت 4.0 با ظرفیت کاهش بار کلی محیط‌زیست صنعت و اینکه چگونه سیاست و صنعت می‌توانند از جذب آنها حمایت کنند، کمک می‌کند.
سوم، اثرات تسریع کننده رشد صنعت 40 باید به سمت دستیابی به اهداف پایداری مانند کربن زدایی و توسعه اقتصاد دایره ای هدایت شود.
