Industria 4.0: ¿sin impacto en el consumo de energía?
¿En qué medida la digitalización de los procesos industriales y de fabricación (Industria 4.0) mejora la eficiencia energética y, por tanto, reduce la intensidad energética?
China representa el 30% del valor añadido manufacturero mundial y la mayor parte de la producción manufacturera e industrial mundial. Existe la expectativa generalizada de que la industria 4.0 -la digitalización integral de los procesos de producción industrial- impulsará el crecimiento económico y, al mismo tiempo, alcanzará los objetivos de ahorro energético. Sin embargo, la comunidad científica no está de acuerdo en que la Industria 4.0 pueda conciliar estos dos objetivos.
Una de las conclusiones del estudio RIFS es que el mantra a menudo postulado de "aumentar la eficiencia energética mediante la digitalización" es en su mayor parte ineficaz para los objetivos de sostenibilidad y la descarbonización de la industria.
RIFS/ Kathleen Friedrich
Un estudio del Instituto de Investigación para la Sostenibilidad (RIFS) analizó diez sectores manufactureros chinos entre 2006 y 2019 con el objetivo de identificar correlaciones entre la Industria 4.0 y los indicadores energéticos. Aunque algunos estudios ya han analizado el impacto de las tecnologías digitales en el consumo de energía, pocos se han centrado en el contexto chino. "Además, los estudios anteriores no abordaban adecuadamente el concepto de Industria 4.0", afirma la autora principal, Stefanie Kunkel. "Por ejemplo, algunos estudios sobre la Industria 4.0 en el contexto chino simplificaban en exceso el concepto y equiparaban el uso de robots en la fabricación con la inteligencia artificial, por ejemplo. Al hacerlo, estos estudios ignoran las dimensiones de conocimiento e innovación de la Industria 4.0". Además, pocos de los estudios anteriores examinaban el consumo energético agregado. En su lugar, la mayoría se centró en el consumo relativo de energía o en la eficiencia energética. Sin embargo, las ganancias obtenidas aquí pueden desviar la atención del objetivo de reducir el consumo total de energía, que es vital para la descarbonización del sector industrial.
¿Existe un vínculo significativo entre la industria 4.0 y el consumo de energía?
El principal objetivo del estudio es comprender en qué medida la adopción y el grado de implantación de las tecnologías de la Industria 4.0 repercuten en el consumo total de energía y en la intensidad energética del sector manufacturero chino, y si la tesis de que la Industria 4.0 contribuye a la eficiencia y, por tanto, al ahorro de energía se ve respaldada por los resultados estadísticos.
El término "intensidad energética" mide la energía consumida en un sector determinado por euro de producción. Kunkel y sus coautores realizaron un análisis de datos de panel que incluía datos de diez sectores industriales durante un periodo de 14 años (2006 a 2019). Los sectores manufactureros cubiertos incluían la industria textil, la industria metalúrgica y la industria alimentaria, entre otros.
Repunte digital y crecimiento frente a efectos de eficiencia
En cuanto al consumo total de energía en el sector manufacturero en China, los resultados muestran que no existe una relación significativa entre el grado de Industria 4.0 y el consumo de energía. "La relación es positiva, pero no significativa", comenta Kunkel. Por ejemplo, es probable que el uso de robots en lugar de mano de obra en la fabricación textil, que actualmente está menos digitalizada, aumente el consumo de energía en ese sector. Los denominados "efectos digitales de rebote" suelen producirse cuando las mejoras de eficiencia logradas gracias a la digitalización generan ahorros de costes. Estos ahorros pueden reinvertirse total o parcialmente, neutralizando así parte o la totalidad de las ganancias de eficiencia y, por tanto, los ahorros de recursos previstos. Además, la digitalización suele tener un efecto promotor del crecimiento, que también es probable que aumente el consumo de energía.
Las conclusiones de Kunkel et al. contradicen otros estudios, según los cuales el uso de robots y la digitalización industrial redujeron la intensidad energética de la industria y la fabricación, es decir, que aportaron ganancias de eficiencia. Por otra parte, el estudio RIFS solo pudo identificar una correlación negativa entre la Industria 4.0 y la intensidad energética en los sectores que ya están muy digitalizados. Una explicación podría ser que las innovaciones de la Industria 4.0 pueden integrarse mejor en sectores fuertemente digitalizados, como el transporte, lo que permite obtener mayores ganancias potenciales de eficiencia.
Un reto para el análisis del efecto de la Industria 4.0 en los indicadores energéticos es que la deslocalización relacionada con la digitalización y, por tanto, las reducciones de la intensidad energética pueden atribuirse a la propia digitalización. Para captar parcialmente estos efectos, Kunkel et al. incluyeron el indicador "importaciones de CO2" como indicador indirecto de la intensidad energética de los bienes importados. Hubo asociaciones positivas significativas entre las importaciones de CO2 y el grado de Industria 4.0, lo que sugiere que un grado creciente de Industria 4.0 se asocia con un aumento de las importaciones de CO2. Sin embargo, es necesario seguir investigando para comprender la dinámica subyacente.
Conclusión
El consumo de energía en la industria representó el 37% del consumo mundial de energía en 2022, con China representando la mayor parte. Por lo tanto, reducir el consumo de energía y mejorar el rendimiento medioambiental de la producción industrial en China será fundamental para los esfuerzos por mitigar el cambio climático.
Una de las principales conclusiones de este estudio RIFS es que centrarse exclusivamente en las posibles mejoras de la eficiencia energética a través de la digitalización puede socavar los esfuerzos para alcanzar los objetivos de sostenibilidad y descarbonizar la industria, ya que la dinámica de crecimiento y deslocalización impulsada por la digitalización puede dar lugar a un aumento general del consumo de energía. Deben tenerse en cuenta otros factores, como las repercusiones en la deslocalización industrial, los impactos sectoriales específicos de las diferentes tecnologías digitales, las capacidades humanas para permitir la absorción de las innovaciones y aprovechar sus beneficios para la sostenibilidad, así como la integración simultánea de las energías renovables en la fabricación industrial.
Además de las variables energéticas, Kunkel et al. también recomiendan incluir otros indicadores de sostenibilidad, como el consumo de recursos y los residuos electrónicos de las tecnologías digitales, en futuros estudios sobre la sostenibilidad de la Industria 4.0. Estos análisis de la relación entre energía e Industria 4.0 son de gran relevancia para los representantes de la industria y los responsables políticos más allá de China. La Unión Europea y países de todo el mundo confían en que la digitalización pueda aprovecharse para lograr un desarrollo más sostenible. Este estudio demuestra que alcanzar este resultado no es un hecho, sino que requerirá una dirección cuidadosa.
Resumen y recomendaciones
- En primer lugar, deben realizarse esfuerzos a través de la cooperación internacional y los acuerdos de la cadena de suministro para garantizar que la adopción de las innovaciones de la Industria 4.0 en la industria manufacturera reduzca las demandas de energía y recursos a lo largo de toda la cadena de valor. Esto podría ayudar a evitar el aumento de la deslocalización de procesos de fabricación de alto consumo energético a países con normas medioambientales menos estrictas en el contexto de la Industria 4.0.
- En segundo lugar, se necesita más investigación para mejorar la comprensión de los mecanismos y efectos a través de los cuales las tecnologías específicas afectan al consumo de energía en la industria y la fabricación. Esto ayudaría a identificar las innovaciones en el campo de la Industria 4.0 con capacidad para reducir la carga medioambiental global de la industria y la forma en que la política y la industria pueden apoyar su adopción.
- En tercer lugar, los efectos aceleradores del crecimiento de la Industria 40 deberían
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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