環境治理中的數字孿生實踐
2022年,阿根廷的門多薩決定使用城市級的數字孿生來繪制綠色基礎設施及樹木地圖,提高城市空氣質量和氣候適應能力。GenMap快速識別了100萬棵樹,創建了門多薩綠色基礎設施的數字孿生。他們使用Bentley Systems的移動掃描技術對每棵樹及其周圍道路和人行道進行數字化、建立地理參考資料并獲得每一棵樹木的尺寸。
Bentley Systems可持續發展推進總監Rodrigo Fernandes表示,這可以對每棵樹的健康狀況進行有效管理。
Fernandes在一份電子郵件聲明中表示:“建筑環境和自然環境相互聯系。”“現代基礎設施系統高度相互依存,它們處在一個共同的環境之中。”
Fernandes表示:“有效應對一些最重要的可持續性和彈性挑戰,例如脫碳、氣候風險、能源轉型以及土地和水資源,需要高保真的基礎設施數字孿生,其中包括建筑資產及其與自然環境和生態系統的物理和地理相互依存關系。”
“數字孿生解決方案對周圍的環境和生態系統(包括野生動物)產生了積極的影響,或者至少減少了影響。”“它們可以加速應用循環原則(通過設計減少水、廢棄物和材料消耗)并提供更好的工具來提高氣候彈性和適應性。”
微軟英國首席可持續發展官Musidora Jorgensen表示,“數字孿生可用來創建自然環境的虛擬副本,以了解風電場等特定項目和工程對當地生態系統的影響。”
Jorgensen在一封郵件中指出:“這些模型在周圍使用各種傳感器和攝像頭,有時候會同時在海面以上和海面以下部署這些設備。”“然后可以研究由此產生的數字模型,幫助簡化其現實生活中的物理對應物,同時提高我們對生態、環境和基礎設施世界如何相互作用的理解。”
2023年1月,微軟同SSE Renewables和Avanade合作,為蘇格蘭沿海水域及其當地環境中的海上風電場創建了一個概念驗證 Azure 數字孿生。
Jorgensen稱,他希望這能鼓勵該行業開發對生態系統產生積極影響的可再生能源解決方案。
“目前,能源公司依靠手動方式收集關于風電場如何影響當地環境的數據。”“利用技術將這個過程自動化,讓我們可以了解新的風力發電機建造之前、期間和之后的全面影響,從檢測水生生物到珊瑚礁的變化以及氣流和鳥類的生活。”
Azure物聯網技術使環保主義者和研究人員更容易收集實時數據并監控當地野生生物——從跟蹤植被模式的變化到動物種群。
“除了監測之外,這種技術還可以用來構建預測模型,模擬新開發對環境的潛在影響。”“這些模擬對環保主義者至關重要,可以幫助他們在這些項目實際建設開始之前預測環境變化對野生生物種群和生態系統的影響。”
Jorgensen認為:“隨著世界邁向更可持續的未來,組織和企業理解并衡量其環境舉措對當地生態系統的影響至關重要。”“數據孿生與物聯網技術相結合,可以幫助捕捉大量數據,這些數據可以幫助引導項目在施工開始之前就擁抱可持續性。”
數字孿生對生態系統的影響
海上風電場項目詳細介紹了數字孿生能夠如何改變我們研究和理解的方式,更好地理解開發對當地生態系統的影響。
Jorgensen稱:“該項目將使用雷達、激光雷達、運動傳感器、衛星和無人機等設備來構建風電場區域準確的實時視圖。”“由此產生的模型將用于研究其對野生生物整個生命周期的影響,確保可持續性成為任何行動的核心。”
通過部署數字孿生模型,SSE Renewables可以獲得準確的預測數據,以便在實施之前評估其戰略。例如,他們可以在虛擬模型中在海底建造人工礁石,嘗試預測其影響。
“如果魚類在這些礁石上定居,他們就可以在現實世界中執行這個策略。”“這最終將有助于SSE Renewables實時了解一個開發項目會如何影響一個地區,并在風電場的整個生命周期內監控生態系統,以最大限度地減少施工前、施工期間和施工后的任何潛在負面影響。”
Jacobson補充道,“在另一種情況下,只要風電場開始投入運行,就會采用傳感器影響風電場的工作方式,如果傳感器識別出一群鳥朝著其中一臺風力發電機飛去,就可以停止該發電機運轉直到鳥類通過,以此保護鳥類的遷徙路徑。”
“最終,我們設想這些模型將有助于改善和簡化風電場等項目的審批流程,有助于我們在保護自然環境的同時進一步向綠色能源過渡。”