Internet of Things: koplopers hebben duurzame economische voordelen

We zijn naarstig op zoek naar oplossingen voor de huidige milieu- en klimaatproblemen. Internet of Things kan daar een flinke bijdrage aan leveren. Hoe? In dit artikel deel ik verschillende cases en voorbeelden, waarbij Internet of Things-technologie niet alleen intrinsiek duurzaam blijkt, maar ook interessante milieuvriendelijke businessmodellen oplevert.

Nieuwe technologie is door mensen steeds aangewend om het leven en werken aangenamer te maken. Slimme ondernemers hebben daarbij altijd wel een manier gevonden om deze nieuwe technologie te gebruiken om geld te verdienen. Vooral in de afgelopen eeuw hebben innovatieve technologieën een belangrijke bijdrage geleverd aan meer welvaart in de wereld. Ook het aantal mensen in de wereld die leven in extreme armoede is significant gekrompen. Volgens het onderzoek van de Wereldbank is het percentage van de wereldbevolking dat in extreme armoede leeft sinds 1990 gezakt van 36% naar 10%. En dat terwijl de wereldbevolking in deze periode met twee miljard is gestegen.

Tegelijkertijd heeft deze ontwikkeling ook negatieve effecten gehad. Ik doel daarbij op de enorme milieu- en klimaatschade die de mens op onze planeet heeft aangericht. Zo staat volgens de klimaatwetenschappers van de Verenigde Naties vast dat de aardbol wordt opgewarmd door de uitstoot van broeikasgassen (vooral CO2) die door de mens wordt veroorzaakt. Er zijn wetenschappers die deze broeikastheorie bestrijden, maar wereldwijd wordt aangenomen dat de VN-klimaatcommissie gelijk heeft.

Hoofdrol voor innovatieve technologieën

Onder invloed van onder andere het Klimaatakkoord van Parijs zien we dat innovatieve technologieën binnen het klimaatbeleid een hoofdrol gaan vervullen. Volgens steeds meer klimaatexperts moeten we met de inzet van slimme technologieën de energietransitie van fossiel naar duurzaam gaan versnellen. De redding van onze aardbol moet vooral komen van een versnelling van digitaliseringsprocessen en het gebruik van nieuwe technologieën, zoals kunstmatige intelligentie, slimme robottechnologie, bigdata-analyse, 3D-printen en Internet of Things (IoT). Daarmee kunnen we energiearme productieprocessen ontwikkelen, energiebesparing en CO2-vrij vervoer versnellen, groene waterstof bevorderen, etc.

De bijdrage van Internet of Things aan duurzaamheid

In vele praktijkvoorbeelden van IoT-toepassingen valt op dat er drie aspecten steeds terugkomen:

1. Efficiënter omgaan met middelen en energie
2. Realtime monitoring van het gebruik van bezittingen en de omgeving
3. Introductie van nieuwe producten en diensten die gebaseerd zijn op de hierboven genoemde punten of op nieuwe ‘product-as-a-service’-businessmodellen

Het is interessant dat al deze aspecten de intrinsieke eigenschap hebben – zowel technisch als commercieel – een belangrijke bijdrage te kunnen leveren aan het milieu- en klimaatproblematiek, maar ook aan andere duurzaamheidsvraagstukken.

Minder milieuvervuiling door steden

Volgens deskundigen leveren steden een aanzienlijke bijdrage aan de klimaatverandering. Volgens de Verenigde Naties leeft meer dan de helft van de wereldbevolking nu in steden. Milieuvervuiling wordt onder andere veroorzaakt door verkeersdrukte, maar ook door water-, licht- en energieverbruik. Daarnaast zijn de steden verantwoordelijk voor de enorme bergen afval die weer verbrand moeten worden in vervuilende ovens. IoT-sensoren worden nu al in sommige steden breed ingezet om de bronnen van de vervuiling beter te reguleren of te elimineren. Er worden afvalbakken gebruikt die zelf aan de ophaaldienst melden dat ze vol zitten (bijvoorbeeld in Rotterdam). Hierdoor wordt afvalverwerking veel efficiënter, omdat vuilnisauto’s alleen naar volle containers hoeven te rijden.

Ook worden op diverse locaties geavanceerde sensoren en meetapparatuur geplaatst om de luchtkwaliteit in drukke binnensteden en rondom snelwegen direct te kunnen meten om op die manier het verkeer beter te regelen. Het is ook mogelijk om de CO2-uitstoot van fabrieken en boerderijen te meten en bij te sturen.

Minder CO2-uitstoot door de industrie

Industrie is voor veel landen een belangrijke groeisector. De milieu- en klimaatvriendelijkheid van productie- en bedrijfsprocessen met de inzet van slimme IoT-toepassingen, in combinatie met kunstmatige intelligentie, kan sterk verbeterd worden. Door deze inzet worden energiearme bedrijfsprocessen gerealiseerd waarmee de uitstoot van CO2 wordt verminderd.

Daarnaast kan Internet of Things in combinatie met 3D-printen een bijdrage leveren aan de CO2-reductie. Waar vroeger eerst in grote aantallen werd geproduceerd, om vervolgens de geproduceerde artikelen te verkopen, wordt tegenwoordig steeds meer geproduceerd op basis van de vraag van de klant. Hierbij wordt steeds vaker gewerkt met geavanceerde 3D-printers, vooral bij het ontwikkelen van prototypes en relatief kleine hoeveelheden van bepaalde producten. Om dit te kunnen realiseren worden fabrieken zo ingericht dat ze in staat zijn beperkte hoeveelheden producten te produceren met veel variabiliteit. Een voorbeeld is ‘Brilliant Factory’ in India (Pune). Dit bedrijf is in staat zeer diverse producten te produceren, van straalmotoronderdelen tot locomotiefcomponenten.

Bedrijven die vooroplopen bij de inzet van innovatieve technologieën realiseren daarmee verschillende maatschappelijke en concurrentievoordelen.

Voedselverspilling tegen houden

Realtime monitoring van het gebruik van middelen en bezittingen – zoals natuurlijke bronnen, machines, vervoersmiddelen, supply chain – zullen ook direct of indirect zorgen voor minder uitstoot van de schadelijke stoffen, minder energieverspilling en minder voedselverspilling. Wageningen Universiteit bericht dat, volgens de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties, het voedsel dat wordt weggegooid door retailers en consumenten in de meeste ontwikkelde landen meer dan genoeg is om alle 870 miljoen hongerige mensen van de wereld te voeden.

Voedselverspilling is niet alleen een sociaal probleem. Volgens vele onderzoeken en experts draagt het ook significant bij aan de milieuproblemen. De productie van voedsel vereist grote hoeveelheden schoon water en de productie en het gebruik van meststoffen vervuilen zowel de grond als de lucht. Dan hebben we het nog niet gehad over de brandstof die wordt gebruikt voor de verwerking, koeling en vervoer van het voedsel.

Oerwouden beschermen

Ook het monitoren van het (mis)gebruik van natuurlijke bronnen zoals rivieren, zeeën en bossen, zorgt direct of indirect voor de vermindering van de uitstoot van de schadelijke stoffen. Een lichtend voorbeeld waar realtime monitoring het milieu helpt is het Rainforest Connection project. Zij hebben sensoren gemaakt van oude mobiele telefoons die, bevestigd aan bomen, hun team in staat stellen op grote afstand illegale houtkap en stroperij te volgen. Deze transparantie helpt om overheden realtime te informeren over de illegale praktijken, zodat deze adequaat kunnen reageren. Ook helpen de verzamelde data de overheden om beleid te ontwikkelen om structureel de illegale houtkap te voorkomen.

Schone rivieren

Ook voor het behoud van rivieren wordt Internet of Things ingezet. Een Microsoft-blog omschrijft een mooi project om vervuiling van de Ganges tegen te houden of op zijn minst beter te reguleren. De Ganges is de grootste rivier van India, er wonen honderden miljoenen mensen aan de oevers en het wordt gezien als een heilige rivier. De consequentie van het enorme belang dat de rivier voor de gemeenschap heeft, is de enorme vervuiling. Onder andere rioolwater, industriële waterlozingen, verbrandingen van de overledenen en het weggooien van kadavers vervuilt de Ganges.

Volgens Microsoft gebruikt de Indiase overheid een IoT-oplossing om de vervuiling te bestrijden. De oplossing omvat 36 meetstations (het moeten er in totaal 200 worden), verspreid over 2.500 kilometer en over vier Indiase staten. Met grote regelmaat versturen de meetstations hun metingen naar een IoT-cloudapplicatie (Microsoft Azure). Deze oplossing wordt door de Indiase federale overheid gebruikt om de lokale overheden te dwingen om zich aan de afgesproken milieuregels te houden. De realtime metingen op specifieke locaties lossen het probleem op dat de lokale overheden elkaar de schuld geven voor de vervulling. De door Internet of Things mogelijk gemaakte realtime transparantie maakt dit soort beschuldigingen zinloos. De resultaten zijn ook gekoppeld aan een boete- en beloningssysteem. Deze oplossing kan als goed voorbeeld dienen van hoe het afdwingen en handhaven van de milieuregelgeving wereldwijd aangepakt zou kunnen worden, gebruik makend van de IoT-technologie.

Duurzame businessmodellen

Het gebruik van Internet of Things bevordert de mogelijkheden om nieuwe duurzame en milieuvriendelijke businessmodellen te ontwikkelen. De IoT-sensor en datamanagementtechnologie maakt allerlei soorten subscription businessmodellen mogelijk: businessmodellen die gebaseerd zijn op het betalen voor het gebruik, in plaats van het betalen voor de aanschaf van de producten en diensten.

Het voordeel van ‘product as a service’-businessmodellen voor het milieu is commercieel intrinsiek. Het is namelijk in het belang van de onderneming die het product als een service aanbiedt, dat dit product duurzaam is. Dat zal immers de kosten en de marge voor de verkopende partij verlagen. Doordat smart products over het algemeen een significante softwarecomponent bevatten, zal in de toekomst de productvariabiliteit steeds vaker softwarematig zijn (denk bijvoorbeeld aan de digitale dashboards in de auto’s en slimme horloges) en steeds minder mechanisch. Deze ontwikkeling in combinatie met 3D-printingmogelijkheden zal de duur van het gebruik en dus de waste die de mechanische producten veroorzaken significant verlagen. Ook zal onnodig energieverbruik en milieuvervuiling verminderen door businessmodellen zoals car sharing, pay per mile, pay as you go, pay if use, pay per hour, pay per copy enzovoort.

Hieronder deel ik een mooi voorbeeld hoe IoT-technologie ingezet wordt voor een duurzam doel, gebruik makend van het subscription-model. Deze use case heb ik overgenomen van IoTNow.

Schoon drinkwater: eWater use case

Eén op de negen mensen, ofwel 783 miljoen mensen wereldwijd, hebben geen toegang tot schoon water. Watervoorzieningsystemen worden continu geïnstalleerd, maar 65% gaat in de eerste twee jaar kapot, omdat er geen duurzame manier is om ze te onderhouden. Het grote probleem zijn vaak de onbetrouwbare watercommissies van de lokale overheden die verantwoordelijk worden geacht voor het innen van de verbruiksgelden en voor het onderhoud van de watervoorzieningsinstallaties. Zo kunnen vaak royaal gedoneerde op zonne-energie draaiende waterpompen en filtersystemen jarenlang in onbruik raken, met name in de door oorlog verscheurde regio’s of waar een liefdadigheidsinstelling zich heeft moeten terugtrekken.

eWater heeft een duurzame oplossing bedacht dat een gemakkelijk en betaalbaar betalingssysteem combineert met nationaal georganiseerd onderhoud van de watervoorziening, verzorgd door het lokaal opgeleide onderhoudspersoneel. eWater heeft zo een oplossing bedacht en geïnstalleerd in Gambia en delen van Tanzania. Om dit te bereiken, integreren ze drie technologieën: mobiel geld, Internet of Things (IoT) en Near Field Communication (NFC) voor het beheer van de levering van schoon, goedkoop water, dat 24/7 toegankelijk is.

eWater zorgt in eerste instantie voor de installatie van een op zonne-energie gedreven waterpomp, tanks en een installatie voor waterdistributie. Om de nieuwe kraan te gebruiken, kan iedereen een eWater NFC-tagkaartje kopen. Bij het lezen van de NFC-tag, zal de klep open gaan, waardoor schoon zoet water kan stromen. Het watervoorzieningssysteem is uitgerust met IoT-sensoren die realtime de gemeten informatie sturen naar de IoT-cloud voor analyse. Op basis hiervan worden de lokale monteurs geïnformeerd als er sprake is van een storing, zodat de watervoorziening binnen maximaal 12 uur weer hervat kan worden.

Iedereen die het systeem wil gebruiken, krijgt een eWater NFC-tagkaartje van een lokale winkel. Dit kaartje dient als het ware als een watertegoedportemonnee. Op het kaartje kan een bepaald bedrag gezet worden met behulp van een smartphone. Omdat veel eWater-klanten mogelijk geen smartphone hebben, is het systeem zo ontworpen dat iedereen in het dorp een lokale distributeur voor eWater-tegoed kan worden. Dit is meestal een winkelier die watertegoed in bulk inkoopt met behulp van het geïntegreerde mobiele geldplatform (eWater-app). Iedereen kan dan watertegoed kopen van de verkoper voor contant geld door met hun eWater-tagkaartje de telefoon van de verkoper aan te raken

Duurzame economische voordelen voor de IoT-koplopers

Los van de bijdrage die de IoT-koplopers leveren aan de klimaatdoelstellingen van het klimaatverdrag van Parijs, is het met de inzet van deze technologieën mogelijk de bedrijfslasten te verminderen. Bedrijven die deze technologie niet inzetten, krijgen juist te maken met lastenverzwaringen van overheidsmaatregelen zoals CO2-heffingen en de kosten van milieu- en klimaatvoorschriften. Daarnaast met extra kosten die betrekking hebben op verzekeringen en hogere rente voor leningen, omdat ze als achterblijvers een slecht klimaatprofiel hebben dat risico’s met zich meebrengt. Dit leidt bovendien tot een slecht bedrijfsimago en dat heeft negatieve consequenties, zoals verlies aan opdrachten en problemen bij het werven van personeel. Koplopers hebben daarvan geen last en voorkomen met hun IoT-technologie extra lasten en risico’s.