Jako dostawca robotów transportowych, który spędził lata projektując, testując i wdrażając roboty autonomiczne w środowiskach przemysłowych, rolniczych i miejskich, ciągle zadaje mi się to pytanie: „Jaki jest rzeczywisty wpływ robotów transportowych na środowisko?” Łatwo jest wyciągnąć pochopne wnioski – wiele osób zakłada, że te maszyny to albo zielona srebrna kula, albo ukryty węglowy potwór. Po pracy z flotami robotów, takimi jak nasz robot do inspekcji dróg, wózek do transportu materiałów budowlanych, przegubowy wózek kołowy, roboty do transportu rolniczego i robot śledzący w pomieszczeniach, zagłębiłem się w dane, śledziłem wyniki w terenie i rozmawiałem z klientami, od magazynów po pola uprawne, aby sformułować wyważoną, opartą na dowodach odpowiedź. Rozbijmy to.
Po pierwsze, ważne jest, aby roboty transportowe miały zastąpić istniejące metody transportu, a nie nowy dodatek do globalnej logistyki. W większości przypadków nie powodują dodatkowych podróży — przejmują zadania, które zostałyby wykonane przez pojazdy obsługiwane przez ludzi, wózki widłowe, a nawet pracę ręczną z wózkami. To kluczowe rozróżnienie, które zmienia wszystko. Weźmy na przykład naszego robota Indoor Follow, który został wdrożony w zeszłym roku w 12 największych magazynach e-commerce w kraju. Przed pojawieniem się robotów w magazynach tych 60% wewnętrznego przepływu towarów odbywało się za pomocą wózków widłowych. Wózki widłowe robią przerwy, wykonują błędne skręty i często przewożą więcej lub mniej ładunku niż optymalnie. Nasz robot Indoor Follow jest zaprogramowany tak, aby pokonywać najbardziej efektywną trasę, przenosić dokładnie przypisane palety i działać 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, bez przestojów. Badanie przeprowadzone w 2023 r. przez Warehousing Education and Research Council (WERC) wykazało, że magazyny korzystające z autonomicznych robotów transportowych zmniejszyły zużycie paliwa związanego z transportem wewnętrznym o 38% w pierwszym roku pełnego wdrożenia. To niemała liczba — te wózki widłowe spalają olej napędowy, emitują opary i wymagają regularnej konserwacji, co zwiększa ich ślad węglowy, podczas gdy nasze roboty działają na akumulatorach litowo-jonowych, które są znacznie bardziej wydajne w przeliczeniu na tonę przewożonego ładunku.
Ale tu jest haczyk: wpływ na środowisko nie polega tylko na operacyjnym zużyciu energii. Chodzi także o produkcję, koniec życia i pośrednie skutki integracji tych robotów z łańcuchami dostaw. Zacznijmy od użytkowania operacyjnego, bo tam dzieje się najwięcej oszczędności, ale nie jest to uniwersalne. Na przykład nasz przegubowy transporter kołowy, zaprojektowany z myślą o placach budowy, zastępuje małe pojazdy użytkowe napędzane gazem, których załogi używają do przenoszenia narzędzi i materiałów na placach budowy. Na typowym placu budowy wykorzystuje się 5–7 takich pojazdów zasilanych gazem, a każdy galon zużywa około 15 mil. Nasz przegubowy transporter kołowy ma zasięg 20 mil na jednym ładowaniu, może przewieźć do 500 funtów materiałów i nie emituje żadnych gazów z rury wydechowej. Na średniej wielkości placu budowy zmniejsza to zużycie paliwa w transporcie o 70% w porównaniu z pojazdami zasilanymi gazem, które zastępuje. Jest jednak jedno zastrzeżenie: roboty te oszczędzają energię tylko wtedy, gdy są używane konsekwentnie. Jeśli firma kupuje robota transportowego, ale korzysta z niego tylko w niepełnym wymiarze godzin, lub jeśli robot jest zbyt duży do tego zadania, przyrost wydajności szybko maleje. Widzieliśmy takie zjawisko w przypadku mniejszych firm, które zakupiły nasze roboty do transportu rolniczego dla małych gospodarstw — kupiły robota o dużej wytrzymałości przeznaczonego dla gospodarstw o powierzchni 100 akrów do pracy na obszarze 20 akrów, co prowadziło do niepotrzebnego zużycia energii. Dlatego współpracujemy z klientami, aby dopasować odpowiedniego robota do ich potrzeb, niezależnie od tego, czy jest to kompaktowy robot do śledzenia pomieszczeń do użytku w małym magazynie detalicznym, czy też wytrzymały przegubowy transporter kołowy do dużego placu budowy.
Inny kluczowy wpływ na środowisko jest związany z infrastrukturą, szczególnie w przypadku robotów działających na drogach lub w przestrzeniach zewnętrznych. Nasz robot kontroli drogowej jest tego doskonałym przykładem. Przed pojawieniem się robotów inspektorzy drogowi używali pickupów do przejeżdżania każdej mili drogi, sprawdzając, czy nie ma dziur, pęknięć i zużycia. Pojedynczy inspektor może przejechać 1500 km tygodniowo, spalając 50 galonów benzyny i emitując ponad 500 funtów dwutlenku węgla. Nasz robot do kontroli drogowej, zamontowany na małym, lekkim wózku, który może być ciągnięty przez pickup lub działać samodzielnie, korzystając z własnego napędu, pokonuje tę samą trasę mniej więcej w tym samym czasie, zużywając zaledwie 10 galonów energii elektrycznej (z akumulatora lawety, jeśli jest holowana, lub z własnego małego akumulatora). Oznacza to zmniejszenie zużycia energii o 90% podczas wykonywania zadań związanych z inspekcją dróg. Ma to jednak także drugorzędne korzyści dla środowiska: częstsze i dokładniejsze kontrole drogowe oznaczają, że dziury i małe pęknięcia są łatane, zanim staną się większe, droższe i pochłaniają więcej emisji. Badanie przeprowadzone w 2022 r. przez Federal Highway Administration wykazało, że każdy dolar wydany na wczesną naprawę dróg pozwala zaoszczędzić 5 dolarów na głównej wymianie nawierzchni, która wymaga 3 razy większej produkcji asfaltu i 2 razy więcej energii. Robot inspekcji drogowej nie tylko zmniejsza emisję gazów cieplarnianych pochodzących z transportu, ale także zmniejsza ślad węglowy związany z utrzymaniem dróg jako całości.
Oczywiście roboty transportowe nie są doskonałe. Musimy stawić czoła poważnym wyzwaniom środowiskowym, szczególnie związanym z produkcją akumulatorów i utylizacją wycofanych z eksploatacji. Baterie litowo-jonowe, które zasilają prawie wszystkie nasze roboty, wymagają wydobycia litu, kobaltu i niklu, co wiąże się z własnymi kosztami środowiskowymi, w tym wylesianiem, zanieczyszczeniem wody i emisją dwutlenku węgla z działalności wydobywczej. Raport Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) z 2021 r. wykazał, że produkcja pojedynczego akumulatora litowo-jonowego do lekkiego pojazdu elektrycznego wiąże się z emisją około 15–20 ton dwutlenku węgla, włączając wydobycie, przetwarzanie i produkcję. Nasze roboty transportowe korzystają z mniejszych akumulatorów niż samochody elektryczne — nasz robot Indoor Follow ma akumulator o pojemności 2 kWh, a Tesla Model 3 ma akumulator o pojemności 50 kWh — zatem emisje produkcyjne są znacznie niższe, wynoszą około 0,6–0,8 tony węgla na akumulator. Mimo to jest to koszt, którego nie możemy zignorować, zwłaszcza w obliczu rosnącej liczby pracujących robotów. Dlatego nawiązaliśmy współpracę z firmą zajmującą się recyklingiem akumulatorów, aby opracować program odbioru naszych akumulatorów do robotów. Obecnie poddajemy recyklingowi 92% materiałów akumulatorowych pochodzących z jednostek wycofanych z eksploatacji, w tym litu, kobaltu i niklu, które można ponownie wykorzystać w nowych akumulatorach. Pracujemy także nad akumulatorami nowej generacji, w tym akumulatorami półprzewodnikowymi, w których wykorzystuje się mniej metali ziem rzadkich, aby jeszcze bardziej ograniczyć wpływ produkcji.
Kolejnym wyzwaniem jest pośrednie użytkowanie gruntów i odpady powstałe w wyniku wdrażania robotów, szczególnie na obszarach miejskich. Ponieważ coraz więcej magazynów i placów budowy korzysta z robotów transportowych, panuje przekonanie, że roboty te pozwolą stworzyć bardziej kompaktowe i wydajne przestrzenie, ale nie zawsze tak jest. Na przykład niektóre firmy zajmujące się handlem elektronicznym budują ogromne zautomatyzowane magazyny z dala od ośrodków miejskich, korzystając z setek robotów typu Indoor Follow do przemieszczania towarów. Chociaż magazyny te są bardziej wydajne niż tradycyjne, wymagają więcej terenu, a wysyłane przez nie towary muszą pokonywać większe odległości, aby dotrzeć do konsumentów, co prowadzi do wyższych emisji gazów cieplarnianych. Czekaj, to krytyczny punkt, który prawie przeoczyłem: roboty transportowe świetnie nadają się do przemieszczania się wewnątrz pomieszczeń, ale nie rozwiązują problemu „ostatniej mili”. Badanie przeprowadzone w 2023 r. na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley wykazało, że firmy korzystające z robotów transportowych w dużych magazynach często zwiększały odległość, jaką towary przemieszczają się z magazynu do konsumenta o 15%, ponieważ lokują magazyny w tańszych, bardziej odległych obszarach. To kompromis: emisje z transportu wewnętrznego spadają, ale emisje na ostatnim kilometrze rosną. Aby więc roboty transportowe były naprawdę korzystne dla środowiska, muszą stanowić część szerszej strategii mającej na celu zmniejszenie ogólnych odległości logistycznych, na przykład lokalizowanie magazynów bliżej ośrodków miejskich lub wykorzystywanie elektrycznych samochodów dostawczych do transportu ostatniej mili.
Zaobserwowaliśmy także nieoczekiwany wpływ operacji robotów na środowisko, taki jak zanieczyszczenie hałasem i zakłócenia w lokalnych ekosystemach w obszarach rolniczych. Nasze roboty do transportu rolniczego, które przemieszczają plony i zapasy między polami, są cichsze niż ciągniki napędzane gazem, co dobrze zmniejsza hałas, ale mogą również zakłócać spokój dzikiej przyrody, szczególnie w mniejszych gospodarstwach, gdzie pola znajdują się blisko naturalnych siedlisk. Dostosowaliśmy oprogramowanie naszego robota tak, aby działał z mniejszą prędkością wczesnym rankiem i późnym wieczorem, kiedy ptaki i małe ssaki są najbardziej aktywne, a także dodaliśmy czujniki wykrywające pobliską dziką przyrodę, aby tymczasowo wstrzymać pracę. Jest to rodzaj zmiany adaptacyjnej niezbędnej, aby roboty transportowe współpracowały z lokalnymi ekosystemami, a nie przeciwko nim.
Porozmawiajmy także o przeniesieniu miejsca pracy, ponieważ to także ma wpływ na środowisko. Jeśli roboty transportowe zastąpią ludzi, pracownicy ci mogą nie mieć dostępu do ekologicznych miejsc pracy w innych sektorach, co doprowadzi do większego ubóstwa i bardziej nieformalnych metod transportu, takich jak nieuregulowane samochody dostawcze lub praca fizyczna przy użyciu narzędzi nienadających się do recyklingu, co będzie miało większy wpływ na środowisko. Na przykład w krajach, w których wdrażane są nasze roboty, odkryliśmy, że w magazynach korzystających z robotów transportowych płace są wyższe pracownikom, którzy szkolą i konserwują roboty, ale liczba niskopłatnych stanowisk pracy przy wózkach widłowych spadła o około 20%. Aby temu zaradzić, współpracujemy ze społecznościami lokalnymi, aby zapewnić bezpłatne programy szkoleniowe dla techników robotów, aby wysiedleni pracownicy mogli znaleźć wykwalifikowane, ekologiczne stanowiska. Współpracowaliśmy również z klientami, aby zapewnić, że roboty transportowe będą wykorzystywane do wzmacniania, a nie zastępowania pracowników ludzkich – na przykład nasz robot Indoor Follow przejmuje powtarzalne zadania związane z podnoszeniem ciężkich przedmiotów, podczas gdy pracownicy wykonują bardziej złożone zadania, takie jak kontrola zapasów i przetwarzanie zamówień klientów. Równowaga ta zmniejsza szkody dla środowiska, utrzymując pracowników na stanowiskach pracy wspierających zrównoważoną działalność, zamiast zmuszać ich do nieformalnej, wysokoemisyjnej pracy.
Teraz umieśćmy to wszystko w kontekście. Wpływ robotów transportowych na środowisko nie jest pojedynczą liczbą – zależy od tego, jak są one projektowane, wdrażane i używane. Prawidłowo wykonane mogą być potężnym narzędziem zmniejszania emisji gazów cieplarnianych w transporcie: zastępowania pojazdów napędzanych gazem robotami zasilanymi akumulatorami, optymalizacji tras w celu ograniczenia niepotrzebnych podróży oraz zmniejszania śladu węglowego związanego z konserwacją i logistyką. Źle wykonane mogą prowadzić do ukrytych kosztów: wyższych emisji podczas produkcji akumulatorów, dłuższego transportu na ostatniej mili i zakłóceń w lokalnych ekosystemach.
Na przykład w średniej wielkości magazynie, w którym 5 wózków widłowych napędzanych gazem zastąpiono 10 robotami typu Indoor Follow, odnotowano 45% redukcję emisji w transporcie wewnętrznym, ponieważ roboty wykorzystywały pełną wydajność, a magazyn znajdował się blisko obsługiwanego obszaru miejskiego. Małe gospodarstwo, które kupiło ponadgabarytowego robota do transportu rolniczego i korzystało z niego tylko w niepełnym wymiarze godzin, odnotowało 10% wzrost ogólnych emisji pochodzących z transportu, ponieważ emisje powstające podczas produkcji baterii robota zrównoważyły niewielkie oszczędności wynikające z wymiany kilku wózków użytkowych napędzanych gazem. Dlatego tak ważne jest, aby dostawcy robotów transportowych ściśle współpracowali z klientami, aby dopasować odpowiedniego robota do ich potrzeb, edukować ich w zakresie najlepszych praktyk operacyjnych oraz inwestować w zrównoważoną produkcję i programy wycofania z eksploatacji.
Jako dostawca stale dostosowujemy nasze podejście, aby minimalizować szkody dla środowiska. W przypadku każdego projektowanego przez nas robota w jak największym stopniu wykorzystujemy materiały nadające się do recyklingu — na przykład nasz wózek do transportu materiałów budowlanych jest wykonany w 75% z aluminium pochodzącego z recyklingu, które ma znacznie niższy ślad węglowy niż pierwotne aluminium. Przeprowadzamy również oceny cyklu życia każdego modelu, śledząc emisje od wydobycia, przez produkcję, po eksploatację i recykling, aby zidentyfikować obszary, w których możemy ulepszyć. Na przykład w 2022 r. przeprojektowano naszego robota do kontroli dróg, tak aby korzystał z mniejszego akumulatora, co pozwoliło zmniejszyć emisję gazów produkcyjnych o 25%, a także dodaliśmy opcję ładowarki słonecznej do użytku na obszarach wiejskich, dzięki czemu robot może działać na energii odnawialnej zamiast z sieci.
Patrząc w przyszłość, wpływ robotów transportowych na środowisko będzie zależał od dwóch kluczowych czynników: wzrostu wykorzystania energii odnawialnej do ich zasilania oraz rozwoju bardziej zrównoważonej produkcji i recyklingu akumulatorów. MAE przewiduje, że do 2030 r. 60% światowej energii elektrycznej będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych, co sprawi, że zasilane akumulatorowo roboty transportowe będą jeszcze bardziej wydajne. Jeśli uda nam się skalować recykling akumulatorów tak, aby do 2030 r. obejmował 95% materiałów, zmniejszy to emisje produkcyjne o kolejne 30–40%. Inwestujemy w jedno i drugie: nasz zespół badawczo-rozwojowy testuje obecnie nową konstrukcję baterii, w której wykorzystuje się o 50% mniej metali ziem rzadkich, a także rozszerzamy nasz program odbioru, aby objąć klientów w Ameryce Północnej i Europie.
Ostatecznie roboty transportowe nie są lekarstwem na zmianę klimatu, ale stanowią cenną część rozwiązania. Nie zastąpią wszystkich pojazdów napędzanych gazem, nie wyeliminują całej emisji logistycznej, ale mogą zmniejszyć ślad węglowy transportu wewnętrznego w magazynach, na placach budowy, w gospodarstwach rolnych i utrzymaniu dróg, jeśli mądrze z nich skorzystamy. Oznacza to wybór odpowiedniego robota do danego zadania, wydajną obsługę, inwestowanie w recykling baterii i połączenie ich z szerszymi strategiami zrównoważonej logistyki.
Jeśli jesteś właścicielem firmy, kierownikiem gospodarstwa lub operatorem magazynu i chcesz zmniejszyć wpływ transportu na środowisko, pomożemy Ci znaleźć odpowiedniego robota transportowego spełniającego Twoje potrzeby. Nasz zespół współpracuje z klientami, aby ocenić ich działania, polecić najlepszego robota do ich zadań – niezależnie od tego, czy jest to robot śledzący do użytku w pomieszczeniach magazynowych, przegubowy transporter kołowy na plac budowy czy robot do transportu rolniczego dla Twojego gospodarstwa – i zapewnia ciągłe wsparcie, aby zapewnić możliwie najefektywniejsze działanie robota. Jesteśmy tutaj, aby odpowiedzieć na Twoje pytania, przeprowadzić Cię przez opcje naszych produktów i pomóc Ci dokonać zrównoważonego wyboru dla Twojej firmy i planety.
Referencje:
- Rada ds. Edukacji i Badań w zakresie Magazynowania. (2023). Autonomiczne roboty transportowe w magazynach: wydajność i wpływ na środowisko. WRC Prasa.
- Międzynarodowa Agencja Energetyczna. (2021). Rola akumulatorów litowo-jonowych w emisji gazów cieplarnianych z lekkich pojazdów elektrycznych. Publikacje MAE.
- Federalna Administracja Autostrad. (2022). Wczesna naprawa dróg: oszczędności i redukcja emisji dwutlenku węgla. Departament Transportu USA.
- Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley. (2023). Logistyka ostatniej mili: kompromisy między wydajnością magazynu wewnętrznego a emisjami miejskimi. Instytut Energetyki w Berkeley.
