Simulace jako klíčový nástroj pro udržitelnou budoucnost

Využití síly simulace pro pomoc naší planetě

Již 55 let se po celém světě slaví Den Země jako symbol jednoty pro udržitelnou budoucnost. Letos se k iniciativám připojuje miliarda lidí ve 192 zemích s cílem podpořit obnovitelné zdroje energie a ztrojnásobit globální výrobu čisté elektřiny do roku 2030. Téma Dne Země 2025 „Naše síla, naše planeta“ odráží schopnost lidstva změnit svět k lepšímu.

Ve Spojených státech pocházelo během prvních šesti měsíců roku 2023 již 25 % elektřiny z obnovitelných zdrojů. Některé studie předpovídají, že do deseti let by tyto zdroje mohly pokrýt až 90 % energetické spotřeby země. Kromě přechodu na obnovitelné zdroje firmy zároveň optimalizují energetickou účinnost, přechází na udržitelnější paliva, jako je vodík, a snižují celkovou spotřebu energie.

Technologie, která umožňuje pokrýt globální energetické potřeby čistou, dostupnou a udržitelnou energií, již existuje — a Ansys v tomto směru přispívá pomocí simulací. Tato zpráva ukazuje, že ačkoli simulace už nyní významně přispívají k udržitelnosti, jejich plný potenciál zůstává zatím nevyužit. (Ansys děkuje společnosti McKinsey & Co. za poskytnutí výzkumných podkladů pro tuto zprávu.)

Role simulací v oblasti udržitelné energie

Inženýrské simulace již desítky let mění průmysl, a to díky potřebě efektivnějších, přesnějších a cenově dostupnějších metod vývoje a optimalizace produktů i procesů. Simulace umožňuje firmám rychleji a levněji než při laboratorních testech posoudit proveditelnost a výkonnost technických konceptů v různých scénářích. Pomáhá identifikovat nejvhodnější technická řešení a detailně navrhovat optimální design z hlediska účinnosti, spolehlivosti, robustnosti i dopadu na životní prostředí. Díky tomu lze snížit emise uhlíku, spotřebu materiálu, energie a vody i množství odpadu.

Hodnocení ekologické stopy technologického řešení vyžaduje zohlednění dopadů napříč celým životním cyklem. Nejčastěji sledované environmentální ukazatele zahrnují:

• Spotřebu zdrojů
• Recyklaci a znovuvyužití materiálů
• Produkci odpadu
• Emise skleníkových plynů, znečištění ovzduší a hluku
• Shodu s ekologickými normami a udržitelné zadávání zakázek

Simulace hraje klíčovou roli v iniciativách udržitelnosti, které se snaží tyto ukazatele zlepšovat napříč celým životním cyklem – od návrhu produktu přes jeho vývoj, provoz až po jeho likvidaci. Kromě přímého zlepšování ekologické stopy přispívá simulace i ke zrychlení realizace těchto iniciativ, a tím k dřívějším dopadům.

Příklad přínosu inženýrských simulací k udržitelnosti

Organizace, které využívají sílu simulací pro udržitelnost, mohou postupovat podle metodiky, která má 4 základní kroky:

1. Stanovit klíčové ukazatele udržitelnosti a identifikovat iniciativy ke zlepšení včetně očekávaného přínosu oproti výchozímu stavu
2. Kvalitativně nebo kvantitativně posoudit, jak a kde simulace přispívají k udržitelnosti
3. Kvantifikovat konkrétní přínos simulací
4. Agregovat dopad simulace jednotlivých iniciativ na firemní udržitelnostní ukazatele

Reálný dopad simulací na udržitelnost

Danfoss Drives, globální lídr v oblasti energeticky úsporných řešení, se zavázal k podpoře udržitelnosti a snižování emisí CO₂ prostřednictvím inovací. Jejich řídicí platforma se využívá v širokém spektru průmyslových aplikací – od výroby po energetiku, včetně čerpadel a systémů HVAC.

Nová generace měničů iC7-Automation přináší ekologická zlepšení oproti předchozí generaci VLT® AutomationDrive. Pro vývoj této modulární platformy využil Danfoss Drives nástroj Ansys pro vícefyzikální simulaci a interaktivní modelování geometrie v jednom uživatelsky přívětivém rozhraní. Díky tomu získal důležité poznatky už v raných fázích návrhu, minimalizoval potřebu fyzického testování a prototypování, a ušetřil tak čas, energii i materiál.

Nová platforma iC7-Automation přináší během fáze používání snížení emisí až o 1 927 kg CO₂e na jednotku. Z toho simulace přispěla přibližně 50 %, což odpovídá zhruba 959 kg CO₂e na jednotku. Přechod na tuto platformu v plném rozsahu by mohl ušetřit miliony tun CO₂e, přičemž polovina by připadala právě na simulaci. To může představovat až 10–13 % z celkových emisí.

Využívání simulací zásadně promění přístup organizací k udržitelným iniciativám. Jakmile si více firem uvědomí roli simulace a zapracuje ji do svých procesů, očekává se nárůst jejího využívání. To nejen zlepší ekologické ukazatele, ale zároveň urychlí inovace – a to nejen uvnitř firem, ale i napříč průmyslovými odvětvími. Díky simulacím může být kolektivní dopad na globální cíle udržitelnosti zásadní.

Zdroj: https://www.ansys.com/blog/using-power-simulation-to-help-our-planet