今後10年間で、再生可能な洋上エネルギーインフラに世界全体で160億ドル超が投じられる見込みです。
これには、2030年までに世界の海底ケーブル250万キロメートルを新たに敷設することが含まれます。
これらのケーブルの敷設には、海底を掘削し、ケーブルの土台としてコンクリート製のマットレスを沈める作業が必要です。
この工程は海洋生態系に大きな混乱をもたらします。
ある専門家は、ロボットを活用して環境への影響を抑え、洋上再生可能エネルギーにおいて持続可能で循環型の経済を築く方法を検討しています。
今後10年間で、世界の洋上エネルギーインフラへの支出は160億米ドル（113億ポンド）を超える見込みです。これには、2030年までに世界の海底ケーブルを新たに 250万キロメートル 敷設することが含まれます。
これらのケーブルを敷設し、海流から守るためには、海底を掘削し、岩石やコンクリートを投下して 「マットレス」 を設置し、ケーブルの土台とする必要があります。こうした作業は、多くの生物が生息する海洋生態系に大きな混乱をもたらします。
洋上風力発電所の設置には、こうした影響の大きい作業が数多く必要ですが、繊細な均衡を保つ海洋環境への影響はほとんど考慮されないまま実施されることが多くあります。この海洋環境には、30億人以上の人々が食料と生計を依存しています。
再生可能な洋上エネルギーインフラの建設を含む人間の活動は、海洋表面の 40%以上 に影響を及ぼし、「死の海域」を生み出しています。酸素の欠如した海域、海洋生物に害を与える藻類の異常増殖、そして深刻な生物多様性の損失が生じています。
このまま進めば、グリーンテク革命 は、世界の海洋に前例のないレベルの損害を引き起こすリスクがあります。新世代の 再生可能エネルギー事業者 は、自社のサプライチェーンや事業慣行が実際にどれほど持続可能かを評価するため、海洋環境への長期的な影響を評価しなければなりません。
国連が今年、「海洋レジリエンス」の10年を開始するにあたり、海洋環境の保全に 海洋レジリエンス で果たす役割として、自律型技術 への注目が高まっています。しかし、再生可能エネルギー分野そのものに環境配慮の姿勢が根付いていなければ、持続可能な技術を導入することはできません。そこでロボティクスの出番となります。
洋上エネルギーの保守コスト
洋上風力発電所の保守費用の約80%は、点検や修理のためにヘリコプターで人員を派遣すること、ボートなどの支援車両を維持すること、そしてタービン作業員が滞在する洋上の再生可能エネルギー施設を建設することに費やされています。これらはいずれも、炭素排出を大きく増やします。さらに、洋上エネルギーの点検員は危険を伴う高所や閉所での作業も必要であり、いずれも危険な作業です。
しかし、人間、ロボット、AIが一体となったチームであれば、環境への影響を大幅に抑え、人員の安全性も高めながらこのインフラを維持できる可能性があります。こうしたチームには、自律型の空中・水中ビークルからなる複数のロボットチームを遠隔操作する人間や、クローラーや陸上型ロボットと連携する人間が含まれることもあります。
変革をもたらす洋上エネルギー技術
ロボティクスは、複雑で脆弱な環境を傷つけることなく、人間がそれらと関わることを可能にします。レーダーやソナーなどの非接触型センシング手法を用いるロボットは、レーダー や ソナー を用いて、海洋インフラやその周辺環境に、いかなる混乱や損傷も与えることなく関わることができます。
さらに高度なセンシング技術として、低周波ソナーがあります。これは、イルカが用いる信号にヒントを得た音響技術で、周辺環境を損なうことなく、海中の海底インフラや海底ケーブルなどの構造物を点検することを可能にします。
自律型水中ビークル（AUV）、つまり自ら航行するロボットに低周波ソナー技術を搭載することで、海中ケーブルなどの洋上エネルギー構造物が環境とどのように相互作用しているかをより的確に把握できます。また、ケーブル表面に微生物、植物、藻類、小動物が付着する「バイオファウリング」などの問題の回避にも役立ちます。付着物が増えたケーブルは重くなり、外側の保護層を歪ませ、耐用年数を縮める恐れがあります。AUVはこれらのケーブルを安全に監視し、清掃することができます。
水面より上では
ロボットは、水面より上の洋上エネルギーインフラに対しても支援を提供できます。風力タービンの翼は寿命を迎えると、焼却されるか埋め立て処分されることが多くあります。これは、廃棄物の発生抑制と素材の可能な限りの再利用を提唱する「循環型経済」の考え方に真っ向から反するものであり、技術的な持続可能性を実現する上で中核となる考え方です。代わりに、ロボットを用いて劣化した翼を修理、転用、またはリサイクルすれば、不要な廃棄物を減らすことができます。
高度なレーダーセンシング技術を搭載したドローンを使えば、タービンに欠陥が生じ始めた段階で、その欠陥を発見できるようになりました。タービン点検員を洋上に運ぶための現場支援船（1日あたり約25万ポンド）を使う代わりに、ロボットアシスタントでタービンの保守状況を継続的に把握すれば、時間、費用、リスクを削減できます。
タービン保守の財務面と炭素面のコストを削減するだけでなく、ロボットは、予測困難な環境で働く人間にとって本質的なリスクを最小限に抑えながら、環境とより共生的に作業することもできます。常駐型ロボットを配備して洋上の再生可能インフラを点検・保守すれば、エネルギー企業は当初、危険を伴う洋上業務に従事する人員を減らすことができるかもしれません。やがては、人間のオペレーターが陸上にとどまり、洋上のロボットシステムに遠隔接続して自律運用を行う段階に到達する可能性さえあります。
AIも、持続可能な洋上エネルギーシステムを構築する上で重要な要素です。例えば、人工知能プログラムは、洋上エネルギー企業がタービンを安全に分解し、陸上へ安全に輸送する計画を立てるのに役立ちます。陸揚げされたタービンは、「スマート」工場に運ばれ、ロボティクスとAIを組み合わせて再利用可能な部品を特定することができます。
こうしたチームで協働することで、洋上再生可能エネルギー分野における強固で持続可能な循環型経済を構築できます。
