Энергетическая отрасль полна проблем и возможностей для удовлетворения растущих потребностей в электроэнергии, оказывая при этом минимальное воздействие на окружающую среду. Растет потребность в устойчивом обслуживании для повышения эффективности, снижения затрат и минимизации воздействия на окружающую среду. Эти меры обеспечат долговечность инфраструктуры в тандеме с глобальным переходом к более экологичным и устойчивым энергетическим системам.
Такие проблемы, как истощение ресурсов, загрязнение и изменение климата, больше нельзя игнорировать, и устойчивые методы обслуживания будут играть важную роль в контроле этих проблем. Это достигается путем применения экологически чистых материалов, методов сокращения отходов и энергоэффективных операций. Из нескольких таких методов одним из самых мощных должно быть предиктивное обслуживание с использованием Интернета вещей и аналитики данных. Это может значительно снизить частоту отказов оборудования, а также увеличить срок службы жизненно важной инфраструктуры. Это не только поможет повысить эксплуатационную эффективность, но и внесет существенный вклад в экономию средств и защиту окружающей среды за счет сокращения частых замен и запросов на ремонт [1].
Абуэлануар, Б. и др. (2021) обнаружили, что эффективные методы технического обслуживания, такие как предиктивное обслуживание, могут значительно сократить выбросы углерода от объектов генерации энергии за счет обеспечения оптимальной производительности оборудования, что приводит к сокращению выбросов на 10–20 % за счет предотвращения неисправностей и оптимизации эффективности [2]. Кроме того, методы устойчивого технического обслуживания, которые используют экологически чистые материалы и инициативы по переработке, помогают минимизировать отходы и уменьшить воздействие на окружающую среду от мероприятий по техническому обслуживанию.
Цель этой статьи – изучить текущие тенденции и будущие направления в методах устойчивого технического обслуживания в энергетическом секторе. Она направлена на предоставление всестороннего обзора того, как развиваются эти методы, технологий, определяющих эти изменения, и ожидаемых разработок, которые будут определять будущее технического обслуживания в энергетической отрасли. Рассматривая эти аспекты, статья стремится подчеркнуть важность устойчивого технического обслуживания для повышения эффективности, снижения затрат и защиты окружающей среды.
Текущие тенденции и будущие направления в устойчивых методах обслуживания в энергетическом секторе
Одной из заметных тенденций в устойчивом обслуживании в энергетическом секторе является внедрение экологически чистых материалов. Это включает использование биоразлагаемых смазочных материалов и масел, которые снижают загрязнение окружающей среды, и замену опасных химических веществ экологически чистыми альтернативами, что минимизирует токсичные отходы. Кроме того, растет внедрение перерабатываемых и повторно используемых компонентов, что помогает сократить отходы и продвигать методы круговой экономики [2].
Будущие направления в этой области, вероятно, будут включать более тесную интеграцию этих методов, обусловленную достижениями в области зеленых технологий и более строгими экологическими нормами. Постоянное совершенствование и внедрение устойчивых материалов необходимы для достижения долгосрочных целей устойчивости в энергетическом секторе. Исследования показывают, что такие методы не только способствуют защите окружающей среды, но и повышают эксплуатационную эффективность и снижают затраты на обслуживание, тем самым обеспечивая как экологические, так и экономические выгоды.
Сокращение отходов является неотъемлемой частью устойчивых методов обслуживания в энергетическом секторе, включая стратегии по минимизации образования отходов, переработке и повторному использованию деталей и материалов. Эффективные стратегии включают внедрение графиков обслуживания, которые сокращают ненужные замены, и использование расширенной диагностики для предотвращения чрезмерного обслуживания. Переработка и повторное использование компонентов, таких как металлические детали и смазочные материалы, не только сокращают отходы, но и снижают эксплуатационные расходы. Например, обзор Негрете-Кардосо, М. и др. (2022 г.) подчеркивает важность стратегий круговой экономики в управлении отходами, подчеркивая преимущества повторного использования и переработки материалов с целью минимизации отходов и повышения устойчивости [3].
Энергоэффективные операции по техническому обслуживанию имеют решающее значение для снижения потребления энергии и повышения устойчивости промышленных систем. Одной из ключевых стратегий является оптимизация графиков технического обслуживания, гарантирующая, что оборудование обслуживается только при необходимости, тем самым избегая затрат на энергию, связанных с чрезмерным обслуживанием или неожиданными сбоями. Прогностическое обслуживание, которое использует данные и аналитику для прогнозирования того, когда следует проводить мероприятия по техническому обслуживанию, продемонстрировало значительный потенциал в снижении потребления энергии в промышленных средах [4]. Этот подход оптимизирует графики технического обслуживания, тем самым повышая эксплуатационную эффективность и устойчивость таких систем, как насосные системы и тепловые электростанции.
Кроме того, интеграция систем управления энергопотреблением (integrating energy management systems (EMS)) в практику технического обслуживания позволяет осуществлять непрерывный мониторинг и оптимизацию использования энергии. EMS позволяет получать данные о потреблении энергии в режиме реального времени, что позволяет бригадам по техническому обслуживанию принимать обоснованные решения, повышающие энергоэффективность. Мишос, С. и др. (2023) обсуждают, как интеллектуальные системы управления энергопотреблением (intelligent energy management systems (IEMS)) повышают энергоэффективность и эксплуатационные процессы с помощью расширенной аналитики и мониторинга в режиме реального времени, что приводит к значительной экономии энергии в различных средах [5].
Прогностическое и профилактическое обслуживание играют важную роль в оптимизации производительности и долговечности оборудования. Внедрение прогностического обслуживания с использованием Интернета вещей (IoT) и аналитики данных позволяет в режиме реального времени отслеживать и прогнозировать отказы оборудования, что позволяет своевременно вмешиваться [4]. С другой стороны, профилактическое обслуживание включает в себя регулярные плановые задачи по обслуживанию, направленные на продление срока службы оборудования и сокращение непредвиденных поломок. Такой подход гарантирует эффективную работу машин и оборудования, сводя к минимуму вероятность внезапных отказов и дорогостоящего ремонта. Эффективные стратегии профилактического обслуживания играют важную роль в поддержании оптимальной производительности оборудования, поскольку позволяют анализировать неполадки до того, как они перерастут в серьезные.
Цифровая трансформация и интеллектуальные технологии революционизируют ландшафт обслуживания в энергетическом секторе. Одной из таких важных разработок являются цифровые близнецы, которые предназначены для копирования физических активов. Цифровые близнецы предлагают возможности мониторинга и моделирования в реальном времени. Возможности искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения улучшают прогнозируемое обслуживание, еще больше убеждают нас в будущем обслуживания в энергетическом секторе. Эти технологии повышают надежность активов и значительно сокращают расходы на обслуживание за счет использования огромных массивов данных для прогнозирования проблем до того, как они произойдут. Не говоря уже о влиянии автоматизации и робототехники, которые автоматизируют задачи обслуживания, повышают эксплуатационную эффективность и вносят дополнительный вклад в обеспечение устойчивости за счет минимизации человеческих ошибок и снижения воздействия на окружающую среду [6]. В совокупности эти интеллектуальные технологии устанавливают новые стандарты качества обслуживания в энергетическом секторе, обеспечивая как экономические, так и экологические преимущества.
Обучение обслуживающего персонала устойчивым методам повышает эффективность работы и минимизирует воздействие на окружающую среду. Программы зеленого обучения улучшают использование ресурсов, сокращают отходы и укрепляют устойчивое бизнес-преимущество компании. Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR) предлагают иммерсивное практическое обучение, улучшая сохранение навыков и сокращая затраты. Непрерывное образование и методы зеленого управления человеческими ресурсами (HRM) способствуют формированию культуры устойчивого развития, поощряя проактивную экологическую ответственность [7]. Эти стратегии жизненно важны для достижения целей устойчивого развития в энергетическом секторе, повышения эффективности и управления.
Нормативные и нормативно-правовые аспекты имеют важное значение в практике технического обслуживания в энергетическом секторе. Правила устойчивого технического обслуживания, установленные национальными и международными органами, направлены на сокращение выбросов углерода и продвижение экологически чистых методов использования энергии [8]. Соблюдение этих стандартов требует внедрения экологически чистых методов и технологий, поддержки целей устойчивого развития и минимизации воздействия на окружающую среду. Передовые практики, такие как внедрение цифровых двойников и предиктивного обслуживания, иллюстрируют, как компании могут соблюдать правила, одновременно повышая производительность и устойчивость. Цифровые двойники, которые являются виртуальными копиями физических активов, обеспечивают мониторинг и моделирование в реальном времени, помогая компаниям прогнозировать и предотвращать отказы оборудования [9]. Эти структуры стимулируют как соблюдение законодательства, так и инновации, улучшая операционное совершенство в энергетическом секторе.
Внедрение устойчивых методов обслуживания в энергетическом секторе сопряжено с несколькими общими проблемами. К ним относятся технические барьеры, такие как сложность интеграции передовых технологий, таких как системы предиктивного обслуживания, и необходимость квалифицированного персонала для их эффективной эксплуатации [10]. Финансовые барьеры также создают значительные препятствия, поскольку первоначальные инвестиции, необходимые для устойчивых технологий и связанного с ними обучения, могут быть существенными. Кроме того, организационные барьеры, такие как сопротивление изменениям и необходимость эффективного межведомственного сотрудничества, еще больше усложняют принятие этих методов [11].
Стратегии преодоления этих проблем включают обеспечение адекватного финансирования и финансовых стимулов для поддержки первоначальных инвестиций в устойчивые технологии [10]. Предоставление программ постоянного обучения гарантирует, что обслуживающий персонал будет оснащен необходимыми навыками для управления и интерпретации сложных данных [12]. Кроме того, формирование культуры устойчивости в организациях посредством приверженности руководства и поощрения кросс-функционального сотрудничества может помочь смягчить сопротивление изменениям и обеспечить успешное внедрение устойчивых методов обслуживания. Использование поддерживающей государственной политики и нормативных актов также может создать благоприятную среду для принятия этих методов [13, 14].
Решая эти проблемы посредством стратегического планирования и использования имеющихся ресурсов, энергетический сектор может повысить свою устойчивость и эффективность работы, способствуя достижению более широких экологических и экономических целей.
Будущие направления и инновации в обслуживании энергетического сектора, как ожидается, будут в значительной степени зависеть от новых технологий, меняющейся политики и продолжающейся эволюции устойчивых практик. Ожидается, что передовые технологии, такие как ИИ, Интернет вещей и аналитика больших данных, произведут революцию в устойчивом обслуживании, обеспечив возможность предиктивного обслуживания, оптимизации энергопотребления и повышения общей эффективности энергетических систем [15]. Кроме того, новые материалы и интеллектуальные датчики, вероятно, будут играть решающую роль в продлении срока службы оборудования и сокращении времени простоя. Что касается политики, будущие тенденции указывают на более сильный акцент на нормативных рамках, которые поддерживают устойчивые инвестиции и внедрение зеленых технологий. Пакет устойчивого финансирования ЕС 2023 является примером того, как финансовые стимулы и поддерживающие правила могут стимулировать переход к более устойчивым энергетическим практикам [16]. По мере сближения этих технологий и политик ожидается, что эволюция устойчивых методов обслуживания будет сосредоточена на принципах круговой экономики, поощряя повторное использование, переработку и повторное использование материалов для минимизации отходов и воздействия на окружающую среду. Эти достижения в совокупности предполагают преобразующий сдвиг в сторону более устойчивых, эффективных и устойчивых стратегий обслуживания в энергетическом секторе.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что устойчивые методы обслуживания в энергетическом секторе имеют важное значение для решения двойной задачи удовлетворения растущего спроса на энергию и минимизации воздействия на окружающую среду. Текущие тенденции подчеркивают важность экологически чистых материалов, сокращения отходов и энергоэффективных операций, обусловленных достижениями в области предиктивного обслуживания и интеллектуальных технологий. Будущие направления, вероятно, будут сосредоточены на интеграции искусственного интеллекта (AI), Интернета вещей (IoT) и аналитики больших данных, поддерживаемых развивающимися нормативными базами и принципами круговой экономики. Приняв эти устойчивые методы, энергетический сектор может повысить эффективность, сократить расходы и внести значительный вклад в глобальные цели устойчивого развития. Продолжающееся развитие этих методов обещает более устойчивое и экологически чистое энергетическое будущее.
