Wir denken oft, dass der technische Fortschritt negative Auswirkungen auf die nachhaltige Entwicklung hat. Seit der ersten industriellen Revolution Mitte des 18. Jahrhunderts haben technologische Innovationen es dem Menschen ermöglicht, einen größeren Einfluss auf die natürlichen Ressourcen auszuüben. In Verbindung mit der wachsenden Bevölkerung hat dies zu einem massiven Einsatz von Rohstoffen und einer erhöhten Produktion geführt, was wiederum zu einem erheblichen Ressourcenverbrauch und einem massiven Anstieg der Kohlendioxidemissionen geführt hat.
Mit der Weiterentwicklung der IoT-Sensorik und der drahtlosen Konnektivitätstechnologien verstärken sich jedoch die beiden Konzepte der digitalen Innovation und der nachhaltigen Entwicklung gegenseitig. Unternehmen müssen sich die digitale Transformation und ihre geschäftskritischen Erkenntnisse zu eigen machen, um zu energieeffizienteren Praktiken überzugehen, Ressourcen verantwortungsvoller zu nutzen und Prozesse so zu organisieren, dass Abfall vermieden wird.
Hier sind sieben Anwendungen, die das Internet der Dinge für die Nachhaltigkeit nutzen:
1. Überwachung der Luftverschmutzung
Ein Großteil der weltweiten Besorgnis über die Luftverschmutzung konzentriert sich auf die Auswirkungen von Ozon, Feinstaub und anderen Schadstoffen auf die menschliche Gesundheit. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass die Luftverschmutzung innerhalb und außerhalb von Wohnungen für etwa 7 Millionen vorzeitige Todesfälle weltweit verantwortlich ist. Die meisten dieser Todesfälle (4,2 Millionen) stehen im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung im Freien, die ein wichtiger Umweltrisikofaktor für die städtische und ländliche Bevölkerung weltweit ist.
Die Luftverschmutzung hat nicht nur verheerende Auswirkungen auf die Gesundheit, sondern auch auf Klima, Wasser, Wetter, erneuerbare Energien, Lebensmittel und Vegetation. Jüngste Innovationen bei kostengünstigen Verschmutzungssensoren haben eine neue Generation der Luftqualitätsüberwachung ermöglicht, die verwertbare hochauflösende Daten zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Überwachungssysteme liefert. Die Unternehmen haben jetzt eine Momentaufnahme in Echtzeit davon, woher die Luftverschmutzung kommt, wo sie sich ausbreitet und wer und was am meisten betroffen ist.
Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, ist beispielsweise ein starkes Treibhausgas, das 20% der weltweiten Emissionen ausmacht. Die größte Quelle industrieller Emissionen ist die Öl- und Gasindustrie, die jedes Jahr Methan im Wert von $30 Mrd. aus dem Betrieb ausstößt. In diesem Fall kann eine Luftqualitätsüberwachungslösung, die über ein Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN) betrieben wird, den Verwaltern in Echtzeit Einblicke in bisher unentdeckte Lecks in abgelegenen Gebieten geben und die Möglichkeit bieten, Ventile fernzusteuern, um weitere Methanlecks zu verhindern.
2. Intelligentes Energiemanagement
Kostensenkungen und die Verbesserung des Benutzerkomforts hatten bei der Planung von HLK- und Beleuchtungssystemen schon immer oberste Priorität, doch legen Kunden und Gemeinden zunehmend Wert auf nachhaltige Technologien. Da der Energieverbrauch mehr als 40% des Gesamtenergieverbrauchs in gewerblichen Gebäuden ausmacht, ist es kein Wunder, dass so viele Facility Manager nach Möglichkeiten suchen, die Effizienz dieses Systems zu optimieren.
Bis vor kurzem wurden HLK-Geräte oft auf eine einheitliche, vordefinierte Weise geregelt, was zu verschwenderischen Phänomenen wie Überhitzung oder Unterkühlung im gesamten Gebäude führte. In diesem Fall ermöglichen granulare IoT-Sensordaten in Echtzeit eine bedarfsgerechte, mikrozonale Gerätesteuerung, um eine höhere Energieeffizienz zu erreichen. Darüber hinaus kann die Nutzung von Belegungsdaten wichtige Trends im HLK- und Beleuchtungsbedarf aufzeigen, um die Geräteplanung zu optimieren.
Wenn es um die Überwachung des Verbrauchs geht, helfen drahtlose Unterzähler bei der Bereitstellung von Verbrauchsdaten über verstreute Gebäudebereiche oder sogar über einzelne Anlagen, insbesondere energieintensive Anlagen. Mit diesen Erkenntnissen können Gebäudemanager Engpässe schnell erkennen und lokalisieren, um Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
3. Intelligente Abfallwirtschaft
Mit dem Wachstum der Städte wächst auch die Menge des von uns erzeugten Abfalls. Bis 2050 werden 68% der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten leben, und die Weltbank schätzt, dass das Abfallaufkommen um 70% steigen wird. Unzulänglichkeiten und Ineffizienzen bei den bestehenden Mülltonnen und Deponien können zur Anhäufung und illegalen Ablagerung von Abfällen auf den Straßen der Städte führen, was schwerwiegende Folgen für die öffentliche Gesundheit hat. Gleichzeitig bedeutet eine häufigere Müllabfuhr mehr Luft- und Lärmbelästigung, mehr Verkehr und höhere öffentliche Kosten.
Intelligente Abfallbewirtschaftung wird oft im kommunalen Kontext diskutiert, aber ihre Vorteile und ihre Anwendbarkeit auf Unternehmen haben auch weitreichende Auswirkungen. Es hilft, das seit langem bestehende Problem der Abfuhrpläne zu lösen, die nicht mit dem tatsächlichen Bedarf übereinstimmen. Da sich das Abfallaufkommen in Industrie- und Gewerbebetrieben täglich ändert, kommen die Müllwagen oft nur mit halb gefüllten Tonnen an. Dies führt natürlich zu höheren Kosten und einer Verschwendung von Ressourcen, ganz zu schweigen von den Kohlendioxidemissionen, die durch zu viele Fahrten der Müllabfuhr verursacht werden. In anderen Fällen werden die Tonnen vor den Abfuhrterminen gefüllt, was zu einer unhygienischen Situation und möglicherweise zu weiteren schädlichen Emissionen führt.
Drahtlose IoT-Sensoren können diese Probleme lösen, indem sie verschiedene Echtzeitdaten aus den Behältern liefern. Da sie den aktuellen Füllstand jedes Behälters kennen, können sie besser vorhersagen, wann er geleert werden muss, und verstehen, wie viel und wie schnell jede Abfallart täglich und saisonal verarbeitet werden sollte. Am wichtigsten ist jedoch, dass die Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten nützliche Erkenntnisse über die mikrobielle Aktivität in den einzelnen Behältern liefern. Mit all diesen Informationen können Unternehmen ihre Recyclingprogramme für jede Abfallart optimieren, um die Effizienz zu steigern und die Transportkosten und den ökologischen Fußabdruck zu verringern. Gleichzeitig können sie fundierte Entscheidungen über die Kapazität und den Standort der Behälter treffen, um den tatsächlichen Bedarf zu decken und eine unnötige Überfüllung zu vermeiden.
4. Intelligente Bewirtschaftung der Wasserressourcen
Forschern des MIT zufolge werden bis 2050 mehr als 50% der Weltbevölkerung in wasserarmen Gebieten leben. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Einzelpersonen, Unternehmen und Kommunen Wege finden, die jährlich verschwendete Wassermenge zu reduzieren. Im Durchschnitt verschwenden 85% der Haushalte 35% ihres Wasserverbrauchs durch Leckagen. Auf kommunaler Ebene können undichte Leitungen 20-30% des gesamten Trinkwasserverbrauchs ausmachen.
Fortschritte bei IoT-Sensoren und drahtloser Konnektivität haben die Kosten für die Erfassung, Speicherung und Analyse von Daten bestimmter Geräte (wie Pumpen oder Ventile) oder ganzer Prozesse (wie Wasseraufbereitung oder Bewässerung) drastisch gesenkt. Sensoren können Wasserstände überwachen, die Wasserqualität kontrollieren und Lecks aufspüren. Durch die Installation von Sensoren zur Leckerkennung in einem ganzen Gebäude oder in Hochrisikobereichen einer Fabrik können Gebäudemanager bei den ersten Anzeichen eines Lecks alarmiert werden, so dass sie Abhilfemaßnahmen ergreifen können. Geht man noch einen Schritt weiter und verbindet diese Daten mit Gebäudemanagementsystemen, können automatische Reaktionen wie das Abschalten von Wasserventilen oder HLK-Anlagen erfolgen.
5. Intelligente Landwirtschaft
Angesichts gravierender Herausforderungen wie dem explosiven Wachstum der Weltbevölkerung, dem Rückgang der Anbauflächen und der natürlichen Ressourcen sowie der zunehmenden Schwere extremer Klimaereignisse steht der Agrarsektor unter übermäßigem Druck. Nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) muss die weltweite Nahrungsmittelproduktion bis 2050 um 50% steigen, um eine geschätzte Bevölkerung von fast 10 Milliarden Menschen zu ernähren.
Die Optimierung der landwirtschaftlichen Effizienz öffnet die Tür zu einem nachhaltigen Lebensmittelproduktionssystem, das die weltweite Nachfrage decken und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch und den ökologischen Fußabdruck reduzieren kann. Intelligente Landwirtschaftssysteme werden durch drahtlose Sensoren betrieben, die Echtzeitdaten über die Bodenbedingungen und verschiedene externe Faktoren liefern, die das Pflanzenwachstum beeinflussen. Eine Analyseplattform verarbeitet diese Daten dann, um verschiedene landwirtschaftliche Verfahren wie Aussaat, Bewässerung und Düngung gezielt und bedarfsgerecht durchzuführen. Mit genügend zuverlässigen Daten können sogar Prognosemodelle entwickelt werden, die helfen, Bedingungen zu erkennen und zu verhindern, die der Gesundheit der Pflanzen schaden. Mit der IoT-Technologie können Landwirte auch den Gesundheitszustand ihres Viehbestands von überall aus überwachen und bei ersten Anzeichen von Krankheiten sofortige Warnungen erhalten.
Die intelligente Landwirtschaft reduziert nicht nur ineffiziente und fehleranfällige menschliche Eingriffe, sondern kann auch die Erträge steigern und gleichzeitig den Einsatz von Chemikalien, Wasser und anderen Ressourcen minimieren. Dies wiederum führt zu höherer Produktivität bei geringerem ökologischen Fußabdruck.
6. Fuhrparkmanagement
Die Besorgnis über die Umweltauswirkungen der verschiedenen Kraftstoffarten wächst, insbesondere über die Auswirkungen von Dieselmotoren auf die Luftqualität. In Verbindung mit den laufenden Bemühungen zur Verringerung der CO2-Emissionen stehen Flottenbetreiber mehr denn je unter dem Druck, bei ihren flottenbezogenen Entscheidungen Umweltaspekte zu berücksichtigen.
Standort, Kraftstoffverbrauch, Leerlaufzeit, Fahrerverhalten und Fahrzeugzustand spielen alle eine Rolle bei den Gesamtemissionen einer Flotte. IoT-Sensoren, die durch LPWAN betrieben werden, können wichtige Einblicke in diese Metriken liefern, um Routen zu optimieren, das Fahrverhalten zu verbessern und eine rechtzeitige Fahrzeugwartung sicherzustellen.
Standortdaten in Echtzeit ermöglichen beispielsweise eine präzisere und reaktionsschnellere Routenplanung, wodurch die Zeit, die Fahrzeuge im Leerlauf im Verkehr verbringen, reduziert wird. Ebenso können IoT-Sensoren so konfiguriert werden, dass sie plötzliches Beschleunigen oder Bremsen, zu schnelles Fahren, zu schnelles Abbiegen, häufiges Anhalten und zu langsames Fahren erkennen und verfolgen - allesamt Faktoren, die zu Kraftstoffverschwendung führen.
7. Überwachung der Kühlkette
Etwa ein Drittel der weltweit produzierten Lebensmittel wird verschwendet, wobei ein Großteil dieser Verluste in den globalen Lieferketten entsteht. Insgesamt handelt es sich um 1,6 Milliarden Tonnen Lebensmittel im Wert von etwa $1,2 Billionen.
Die Temperatur gilt als der wichtigste Faktor, der die Lebensmittelqualität beeinflusst. Eine unsachgemäße Temperaturkontrolle und -einstellung in der Kühlkette von Lebensmitteln beschleunigt die Verschlechterung der Lebensmittelqualität und erhöht damit Lebensmittelverluste und -verschwendung.
In der Vergangenheit haben die Mitarbeiter in der Lieferkette die Temperatur von Waren manuell abgelesen und aufgezeichnet, um optimale Bedingungen zu gewährleisten. Diese mit Bleistift geschriebene Methode ist sehr fehleranfällig, und der Prozess kann das Risiko von Produktschäden erheblich erhöhen, wenn die Aufzeichnung nicht korrekt oder nicht rechtzeitig erfolgt oder überhaupt nicht überprüft wird.
Eine intelligente Kühlkette bietet eine durchgängige Sichtbarkeit der Lieferkette von der Produktion und den Paletten bis hin zu den Waren und dem Einzelhandel. Drahtlose IoT-Sensoren können Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität, Lichtintensität und andere Umweltfaktoren von jedem Ort aus rund um die Uhr überwachen. Bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwerts werden in Echtzeit Warnungen ausgelöst, um sofortige Abhilfe zu schaffen und Schäden an der Produktintegrität zu vermeiden.
Während die Technologie in der Vergangenheit die Bemühungen um ökologische Nachhaltigkeit erschwert hat, ist sie jetzt zu einem Verbündeten beim Aufbau eines grüneren Planeten geworden. Fortschritte bei IoT-Sensoren und drahtloser Konnektivität ermöglichen es Einzelpersonen, Unternehmen und Regierungen, energiesparende Praktiken anzuwenden, Ressourcen verantwortungsvoll zu nutzen und Prozesse so zu organisieren, dass Abfälle reduziert oder wiederverwendet werden.