物联网(IoT)在可持续发展领域的应用案例

IoT Sustainable Development

物联网(Internet of Things,简称 IoT)在过去几年得到了快速的发展,其发展速度快于大多数人几年前的预期。 IHS 估计 到 2025 年将有 754 亿台联网设备,远高于 2015 年的 154 亿台。除了智能家居和智慧办公场景,联网设备也在推动第四次工业革命(4IR),并从根本上改变组织实现可持续发展目标的方式。

日益增长的可持续需求

自文明诞生以来,人类就一直在发明新技术以克服困难和促进繁荣。不幸的是,让这个星球上的许多人过上奢侈生活的同样技术带来了如此严重的问题,解决这些问题的唯一方法是立即采取行动。

根据碳足迹网络公布的数据,2021年的地球超载日是7月29日,这意味着,按照目前的生活方式,我们需要1.7个地球才能养活所有人。

Earth Overshoot Day 2021

6月7日,美国斯克里普斯(Scripps)海洋研究所和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)宣布,大气中的二氧化碳浓度已经达到了63年前开始精确测量以来的最高水平。2021年的月平均二氧化碳浓度为 419 ppm,这个数字一直在上升,而且年复一年地在增加。

根据由 186 个缔约方签署的联合国气候变化框架公约中具有里程碑意义的《巴黎协定》,到 2030 年二氧化碳排放量需要下降 50%,到 2050 年左右达到净零排放,才能将全球变暖限制在 1.5 摄氏度。

世界经济论坛(WEF)曾在2018年发布了一份《物联网可持续发展指南》。该研究表明,有 84% 的物联网用例已解决或可能解决联合国的可持续发展目标。可见,物联网对可持续发展的影响相当重要。

可持续发展的目标不仅包括气候行动,还包括消除贫困和饥饿、良好的健康和医疗、优质教育、性别平等、清洁水和卫生、负担得起的清洁能源、体面的工作和经济增长、工业、创新和基础设施 、减少不平等、可持续的城市和社区、负责任的生产和消费、水下生物、陆地生物、和平与正义和强大的机构,以及可持续发展的全球伙伴关系。

尽管物联网没有直接与清洁技术(比如清洁能源、污染治理)相关联,但在推动改善组织在各种流程和发展中的可持续性方面,各种物联网解决方案为行业提供了巨大的可能性。为了更好地了解联网设备如何帮助创造一个更美好的世界,下面让我们一起看看一些具有前景的可持续发展物联网应用案例。

智慧农业

世界经济论坛将水资源短缺列为未来十年潜在影响最大的全球风险之一。今天,大约世界上 70% 的淡水 用于农业,是用于市政目的和工业的两倍。物联网设备可以帮助农民检测漏水情况,这将会避免大约 26% 的库存饮用水损失

物联网还可以帮助农民收集大量有用的信息,例如土壤质量、天气条件和设备效率。通过分析这些信息,可以实现更高的作物产量、更低的生产风险和更高的生产效率。例如 ArableSemios 等设备可以帮助世界各地的农民轻松地在任何地方实时访问田地里的数据。

Smart Agriculture Data

预期到2025年,智慧农业市场规模扩大三倍,达到 153 亿美元。这个数字清楚地表明,农民已经意识到,对他们的耕作方法进行技术驱动型的微创新将会产生巨大的连锁反应。联合国粮食及农业组织(FAO) 预计到 2050 年将有 90 亿人口生活在地球上,智慧农业正是人类所需要的。

固废管理

固体废弃物(垃圾)管理是可持续性的一个重要组成部分,而且有很多可以进行智能化改造的地方。今天的环卫清运工作浪费了大量时间,花费了大量燃料前往只有半满的垃圾桶,因为他们无法在到达垃圾收集点之前并不知道哪些垃圾桶需要清空。

Sensoneo 估计,智能化的垃圾收集可以减少近 30% 的收集成本,并通过减少可能多达 80% 的清运,从而减少高达 60% 的碳排放。网联化的垃圾桶还可以让消费者更容易找到最近的垃圾桶,甚至可以智能地识别可回收材料,帮助垃圾分类和回收。

Smart Waste Management

除了垃圾收集之外,物联网还有可能在减少食物浪费和防止食物召回方面发挥不可或缺的作用。根据联合国粮食及农业组织所有埋在垃圾填埋场的食物都是甲烷排放的主要来源。

通过部署智能温度监控和警报系统,可以避免食品在运输和储存过程中造成的大部分浪费。另外,食品生产商也能从监测数据中受益,例如,优化配送时间、避免不良天气的影响。

智能电网

根据 EnergySavvy 的说法,公共事业部门(如电力部门)通过软件化、自动化、智能化等方式可以改善客户的体验,与传统房屋相比,高效能房屋能节省 30% 的能源消耗。

但问题是,消费者通常不知道他们当前和平均的能源消耗是多少,这使他们很难在能源、水和天然气的消耗中做出明智的决定。智能电表是一种解决方案,因为它可以远程监控使用情况,并将收集到的数据直接实时提供给消费者。

并且公共事业部门也能从中受益,因为他们不需要再派人上门抄表;同时消费者也能受益,因为他们可以获得改变习惯和减少碳足迹所需的信息。British Gas 在其中一份报告中估计,使用智能电表的住宅客户每年可节省近 42 美元的能源费用,这看起来不多,但如果你看看社区中成千上万的房屋和办公楼,就不会这么认为了。

British Gas

一个小小的智能电表就能够促进智能电网的发展,使电力部门毫不费力地整合可再生能源。正因如此,Environmental Defense Fund 的研究预测,智能电网可以将能源行业的空气污染减少多达 30%,并且每年防止约 34,000 人因空气污染死亡。

智能照明

罗马尼亚公司 Flashnet 计算出,公共财政预算的能源消费中有 40% 用于路灯。因此,该公司开发了一种智能路灯控制系统,旨在随时随地根据需要自动提供适量的光。该系统称为 inteliLIGHT,支持任何开放的通信协议,并且已被证明可以显着节省成本。

InteliLIGHT architecture

市场研究和咨询公司 Navigant Research 认为,自动适应自然条件的智能 LED 可以节省 10-20% 能耗。而智能照明公司 enModus 更为乐观:估计与传统白炽灯泡相比,智能 LED 最多可节省 99% 的能源成本。

消费者已经可以从范围广泛的智能照明产品中进行选择,这些产品与标准照明设备兼容,而且价格越来越实惠。除了自动适应自然条件外,智能照明产品还利用了运动探测器、光学摄像头、门磁传感器、微型雷达等组件。

智能水监测

以每分钟 60 滴的速度滴水的单个淋浴喷头或水龙头仅需要一天时间就浪费 21 升水。根据世界银行的数据,无收益水的全球总成本(由公用事业生产和损失的水)接近 140 亿美元。随着越来越多国家和地区变得工业化,这项数字预计未来将继续急剧增加。在美国,由于漏水或未计费使用,平均每个城市损失了其总供水量的 30% 左右,而印度德里等一些地方损失了 50% 以上,考虑到印度许多地方正在面临水资源紧缺的危机,这一点尤其令人担忧。

为减少漏水,华为开发了智能水监测解决方案,采用基于网格的水表系统,实时监控管网,快速定位管道故障,实现漏水分析。该解决方案首次部署在深圳,提高了深圳水务集团的管理水平,使用水和水流量分析变得更容易进行。

华为无线解决方案总裁邓泰华说:“此次深水集团、中国电信和华为联合开展的 NB-IoT 智慧水务商用发布将为全球物联网产业和智慧城市的发展起到标杆示范作用。我希望三方能够将合作成果规模复制,覆盖深圳、全国甚至海外。尤其是在云领域的合作,树立起一个云和物融合的标杆,为深圳成为新型智慧城市的发展贡献更大价值。”

Huawei Smart Water

智能空气质量追踪

尤其是在大城市,空气污染是一个严重的问题,对健康和气候均构成重大威胁。 使用物联网传感器,城市和私人组织可以收集大量信息来定位最大的污染源,并在污染超过允许水平时向居民发出警告。

为了更好地了解路边空气质量,同时作为智能伦敦计划的一部分,伦敦格林威治皇家自治市与 Global Systems 联手,移动通信协会(GSMA)在电动汽车上安装传感器并使用它们来监测空气质量,该计划的目标是将伦敦转变为世界上最智能的城市。

在韩国,该国最大的电话公司 KT Corporation 推出了一款名为 Air Map Korea 的空气质量监测应用程序。该应用程序从全国 1,500 个地点收集和分析空气质量数据,以帮助政府制定更好的政策来降低 PM2.5 等颗粒物浓度。

Air Map Korea

KT 平台业务规划办公室负责人 Kim Hyoung-wook 说:“基于物联网和大数据分析等创新技术,我们已经启动了 Air Map Korea 项目,以帮助政府解决颗粒物污染问题。KT 将积极与中央和地区政府以及研究中心合作,以降低颗粒物对公共卫生的风险。”

智能建筑

西门子水晶大楼 是如何结合各种物联网技术来满足具有挑战性的可持续发展目标的完美例子。由于其照明、空调、供暖等连接系统,与传统的办公楼相比,水晶大楼中的办公室产生的二氧化碳减少了约 70%,这就是该建筑成为第一个获得 LEED 和 BREEAM 认证的可持续建筑奖项的原因 。

Siemens Crystal building

根据美国能源信息署的数据,由于商业建筑占美国能源消耗的近 20% 和温室气体排放的 12%,因此更高效的建筑设计和技术对于尽量减少人类对环境的影响至关重要。

未来,智能建筑甚至可以成为全球生态系统的重要组成部分,过滤空气和水,生产清洁能源,不仅为人类,也为动植物提供庇护所。很难估计到达那里需要多长时间,但可以肯定的是,如果没有物联网,这将是不可能的。

结论

物联网可以通过多种方式帮助组织实现其可持续发展目标,本文只是描述了其中的几种。随着私营部门和公共部门对联网设备的需求不断增加,物联网设备供应商一定会想方设法使这些设备比现在更有用、更安全和更易于访问。毫无疑问,未来是充满希望的,很高兴看到像物联网这样的现代技术,被用来解决同样是技术发展带来的许多问题。

参考

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