Công nghệ AI giúp 'xanh hóa' các ngành công nghiệp 'nâu'

Sáng kiến ứng dụng AI lan tỏa trong các ngành công nghiệp "nâu" toàn cầu

Hơn một thế kỷ trước, các con tàu rời cảng Rotterdam là những chiếc đầu tiên được trang bị hệ thống điện tín không dây và tín hiệu dưới biển. Ngày nay, cảng biển nhộn nhịp nhất châu Âu này lại đi đầu trong việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (công nghệ AI), theo tờ The Economist.

Nền tảng PortXChange do chính cảng phát triển và hiện đã tách ra hoạt động độc lập – sử dụng AI để phân tích hàng chục yếu tố về lộ trình tàu, lượng phát thải và thời gian đến dự kiến.

Một trong những nguyên nhân gây lãng phí nhiên liệu lớn nhất là tình trạng “chạy vội rồi chờ đợi” do cảng tắc nghẽn. Công cụ này đã giúp Shell giảm 20% thời gian “nằm chờ” tàu tại các cảng, góp phần tối ưu hóa việc khởi hành của các chuyến hàng.

Không chỉ Hà Lan, nhiều doanh nghiệp trên khắp thế giới đang ứng dụng AI và học máy (ML) để cắt giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính (GHG).

Điều này đang diễn ra ngay cả trong những ngành công nghiệp nặng như thép, xây dựng và vận tải – vốn là các nguồn phát thải lớn nhất từ hoạt động của con người.

Công nghệ AI và bài toán “xanh hóa” ngành thép

Ngành sản xuất thép chiếm khoảng 10% lượng phát thải CO₂ toàn cầu. Việc phi carbon hóa ngành này là thách thức lớn, đặc biệt với công nghệ luyện thép truyền thống sử dụng than đá trong lò cao.

Một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn là sản xuất thép từ thép phế liệu trong lò hồ quang điện – sử dụng năng lượng sạch. Tuy nhiên, phế liệu có độ tinh khiết không đồng đều khiến quá trình vận hành lò trở nên phức tạp và tốn năng lượng hơn.

Tập đoàn Gerdau (Brazil) đang hợp tác với công ty phần mềm Fero Labs để khắc phục vấn đề này. Dựa trên dữ liệu sản xuất nhiều năm, hệ thống AI phân tích thành phần phế liệu và đề xuất tỷ lệ hợp kim tối ưu cần bổ sung, giúp tiết kiệm phụ gia và năng lượng. Nhờ ứng dụng này, năm 2024, lượng khí thải nhà kính trong quá trình sản xuất một loại thép phổ biến đã giảm 3,3% mà không cần thay đổi phần cứng.

Theo báo cáo ngày 10/4 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nếu được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, AI có thể tiết kiệm tới 8 exajoule (EJ) năng lượng vào năm 2035 – tương đương tổng mức tiêu thụ năng lượng của Mexico hiện nay.

Công nghệ AI trong khai khoáng, xây dựng và logistics

AI cũng đang giúp ngành khai khoáng – vốn “đen” nhất – trở nên xanh hơn. Tập đoàn Fortescue (Úc) sử dụng AI để thiết kế và vận hành các hệ thống khai thác nhằm loại bỏ nhiên liệu hóa thạch.

Phần mềm AI tự động tính toán mức tiêu thụ năng lượng, điều phối lộ trình của xe tự hành và điều chỉnh lịch làm việc dựa trên dự báo thời tiết. Nhờ đó, công suất hệ thống năng lượng mới của họ đã giảm 9%, tiết kiệm gần 500 triệu USD.

Trong lĩnh vực xây dựng – chiếm khoảng 20% lượng GHG toàn cầu – AI cũng chứng minh hiệu quả. Công ty BrainBox AI (Canada) đã triển khai hệ thống điều hòa thông minh cho hơn 600 cửa hàng của chuỗi bán lẻ Dollar Tree (Mỹ), giúp tiết kiệm gần 8GWh điện/năm và hơn 1 triệu USD.

Bảo trì dự đoán cũng đang trở nên phổ biến. Công ty năng lượng Ontario Power Generation (Canada) đã tiết kiệm 4 triệu USD trong hai năm nhờ phần mềm của AVEVA (Anh). Tại Đan Mạch, Sund & Baelt kết hợp AI của IBM với drone có gắn camera, giúp giảm chi phí bảo trì 2% mỗi năm và kéo dài tuổi thọ tài sản, tương đương tránh phát thải 750.000 tấn CO2.

AI và làn sóng đổi mới trong vận tải biển

UPS, hãng vận chuyển bưu kiện lớn của Mỹ, sử dụng AI để cập nhật tuyến đường giao hàng liên tục theo tình hình đơn hàng và giao thông, giúp tiết kiệm hàng trăm triệu USD nhiên liệu.

Cargill Ocean Transportation dùng AI của Amazon AWS để rút ngắn thời gian tàu neo đậu, tiết kiệm 2.800 giờ lao động và giảm phát thải đáng kể mỗi năm.

Tập đoàn Maersk (Đan Mạch) ứng dụng AI để theo dõi hiệu suất động cơ, dòng hải lưu và thời tiết, nhằm tránh vùng biển dữ và rút ngắn thời gian chờ. Nhờ đó, lượng tiêu thụ nhiên liệu toàn đội tàu giảm hơn 5%, tiết kiệm 250 triệu USD và giảm phát thải khoảng 1,5 triệu tấn CO2.

Trở lại với câu chuyện tại Rotterdam – nơi phát triển nền tảng Routescanner, giúp tối ưu tuyến đường vận chuyển theo thời gian thực, so sánh tác động môi trường giữa các phương thức vận chuyển. Đáng chú ý, nền tảng hiện được dùng rộng rãi từ Houston đến Singapore.

Từng bước một, công nghệ AI đang biến đổi nhiều ngành công nghiệp từ “nâu” sang “xanh” hơn.