Optimizing Digital Twin for Net-Zero Retrofitting for UK Existing Building Stock

जिन इमारतों में हम रहते और काम करते हैं, वे जलवायु समस्या का एक बहुत बड़ा हिस्सा हैं। यूनाइटेड किंगडम में, निर्मित वातावरण (built environment) देश के कार्बन उत्सर्जन के लगभग एक चौथाई के लिए जिम्मेदार है। चुनौती यह है कि 2050 तक खड़े रहने वाली अधिकांश इमारतों का निर्माण पहले ही किया जा चुका है। इसका मतलब है कि स्वच्छ भविष्य का मार्ग नई, आदर्श संरचनाओं के निर्माण पर निर्भर नहीं है, बल्कि पुरानी संरचनाओं को ठीक करने पर निर्भर है। इन इमारतों को अपग्रेड करने का पारंपरिक तरीका—जिसे अक्सर रेट्रोफिटिंग (retrofitting) कहा जाता है—आमतौर पर स्थिर योजनाओं के आधार पर इन्सुलेशन जोड़ने या हीटिंग सिस्टम को बदलने से संबंधित होता है। हालाँकि, ये तरीके अक्सर यह अनुमान लगाने में विफल रहते हैं कि लोग वास्तव में उसमें रहने के बाद इमारत का प्रदर्शन कैसा होगा, जिससे कागजों पर किए गए ऊर्जा बचत के वादे और जमीनी वास्तविकता के बीच एक अंतर पैदा हो जाता है। इस अंतर को पाटने के लिए, शोधकर्ता 'डिजिटल ट्विन' नामक एक उपकरण की ओर देख रहे हैं। डिजिटल ट्विन को एक भौतिक इमारत की जीवित, सांस लेती आभासी प्रति मानकर समझें। एक साधारण ब्लूप्रिंट के विपरीत, यह डिजिटल संस्करण वास्तविक समय के डेटा से जुड़ा होता है, जो इसे यह सिम्युलेट (simulate) करने की अनुमति देता है कि इमारत मौसम के प्रति कैसे प्रतिक्रिया देती है, लोग इसका उपयोग कैसे करते हैं, और समय के साथ इसके ऊर्जा सिस्टम कैसे प्रदर्शन करते हैं। यह भौतिक परिवर्तनों पर पैसा खर्च करने से पहले एक आभासी स्थान में विभिन्न अपग्रेडों का परीक्षण करने का एक तरीका प्रदान करता है, जो नेट-जीरो उत्सर्जन की ओर एक स्मार्ट और अधिक कुशल मार्ग का वादा करता है।

लिंकन विश्वविद्यालय और वेस्टमिंस्टर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह देखने के लिए हाथ आगे बढ़ाया कि क्या यह तकनीक वास्तव में यूके के रेट्रोफिटिंग संकट को हल कर सकती है। वे केवल डिजिटल ट्विन के सिद्धांत में रुचि नहीं रखते थे, बल्कि देश की हजारों मौजूदा इमारतों पर उन्हें उपयोग करने की व्यावहारिक वास्तविकता में भी रुचि रखते थे। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने इस क्षेत्र में काम करने वाले 383 पेशेवरों का सर्वेक्षण किया, जिनमें आर्किटेक्ट, इंजीनियर, ठेकेदार और नीति अधिकारी शामिल थे। ये वे लोग थे जो अपग्रेड करने के लिए डिजाइन, निर्माण और प्रबंधन के लिए जिम्मेदार हैं। शोधकर्ताओं ने उनसे उनकी वर्तमान विधियों, डिजिटल ट्विन तकनीक के साथ उनकी परिचितता और इसके उपयोग में आने वाली बाधाओं के बारे में पूछा। लक्ष्य केवल प्रचार (hype) से आगे बढ़ना और उन वास्तविक बाधाओं को समझना था जो इन शक्तिशाली उपकरणों को देश के आवास स्टॉक को कार्बन मुक्त करने से रोक रही हैं।

परिणाम एक ऐसे उद्योग की तस्वीर पेश करते हैं जो क्षमता को तो समझता है लेकिन पहला कदम उठाने के लिए संघर्ष कर रहा है। सर्वेक्षण किए गए पेशेवरों ने आम तौर सहमति व्यक्त की कि डिजिटल ट्विन अविश्वसनीय रूप से उपयोगी हो सकते हैं। वे पहचानते हैं कि वास्तविक समय के डेटा का एकीकरण और नवीनीकरण के बाद प्रदर्शन को ट्रैक करने की क्षमता, अपेक्षित और वास्तविक ऊर्जा बचत के बीच के अंतर को पाटने के लिए महत्वपूर्ण है। वास्तव में, उत्तरदाताओं ने वास्तविक समय के डेटा एकीकरण के महत्व को बहुत उच्च स्तर पर रखा। हालाँकि, जब तकनीक के साथ उनके अपने अनुभव के बारे में पूछा गया, तो तस्वीर बदल गई। अधिकांश ने खुद को डिजिटल ट्विन से केवल थोड़ा या मध्यम रूप से परिचित बताया। जबकि वे अवधारणा के बारे में बात कर सकते थे, बहुत कम लोगों ने वास्तव में किसी वास्तविक प्रोजेक्ट में इसका उपयोग किया था। अध्ययन से पता चला कि रेट्रोफिटिंग क्षेत्र में यह तकनीक वर्तमान में अपने शुरुआती चरण में है, जहाँ इसका उपयोग ज्यादातर पायलट प्रोजेक्ट्स या सैद्धांतिक चर्चाओं तक सीमित है, न कि दैनिक अभ्यास के रूप में।

सबसे आश्चर्यजनक निष्कर्ष शायद यह था कि केवल तकनीक के बारे में जानना यह गारंटी नहीं देता कि कोई इसका उपयोग करेगा। शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए डेटा का विश्लेषण किया कि क्या किसी व्यक्ति की डिजिटल ट्विन के साथ परिचितता, उनके अपने डिजिटल कौशल में विश्वास, या सरकारी वित्त पोषण में विश्वास, यह भविष्यवाणी कर सकता है कि क्या वे तकनीक पर आधारित एक नए ढांचे को अपनाएंगे। उत्तर था, नहीं। इनमें से कोई भी व्यक्तिगत कारक अकेले अपनाने की भविष्यवाणी करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं था। यह सुझाव देता है कि समस्या जागरूकता या व्यक्तिगत इच्छा की कमी नहीं है। इसके बजाय, बाधा प्रणालीगत (systemic) है। उद्योग किसी एक व्यक्ति के विशेषज्ञ बनने का इंतजार नहीं कर रहा है; यह पूरे सिस्टम के बदलने का इंतजार कर रहा है। पेशेवरों ने पहचान की कि वास्तविक बाधाएं संरचनात्मक हैं: विभिन्न सॉफ्टवेयर प्रणालियों का एक-दूसरे से संवाद करने में असमर्थता, डेटा साझा करने के मानकीकृत तरीकों का अभाव, और इस संक्रमण को समर्थन देने के लिए अपर्याप्त धन।

सर्वेक्षण ने पांच विशिष्ट क्षेत्रों को रेखांकित किया है जिन्हें उद्योग का मानना है कि डिजिटल ट्विन को सफल बनाने के लिए संबोधित किया जाना चाहिए। सबसे अधिक बार उल्लेखित प्राथमिकता 'डेटा इंटरऑपरेबिलिटी' (data interoperability) थी, जो विभिन्न कंप्यूटर प्रोग्रामों और डेटाबेसों के बीच सूचनाओं के निर्बाध आदान-प्रदान की क्षमता है। इसके बिना, एक डिजिटल ट्विन कार्य नहीं कर सकता क्योंकि यह सेंसर, डिजाइन मॉडल या ऊर्जा बिलों से आवश्यक डेटा एकत्र नहीं कर सकता। दूसरी और तीसरी प्राथमिकता मानकीकृत ढांचे की आवश्यकता और बेहतर वित्त पोषण या वित्तीय प्रोत्साहन थे। पेशेवरों ने महसूस किया कि वर्तमान सरकारी नीतियां नेक इरादे वाली तो हैं लेकिन उनका कार्यान्वयन खराब है, जिससे वे उन स्पष्ट नियमों या वित्तीय सुरक्षा जाल के बिना रह गए हैं जिनकी उन्हें नए डिजिटल उपकरणों में निवेश करने के लिए आवश्यकता है। चौथी और पांचवीं प्राथमिकता विभिन्न क्षेत्रों के बीच सहयोग और कार्यबल को कौशल प्रदान करने के लिए प्रशिक्षण कार्यक्रम विकसित करना था।

इन निष्कर्षों के आधार पर, शोधकर्ताओं ने यूके के संक्रमण का मार्गदर्शन करने के लिए एक नया ढांचा प्रस्तावित किया। यह दृष्टिकोण केवल सॉफ्टवेयर स्थापित करने के बारे में नहीं है; यह एक चार-स्तरीय रणनीति है जो समस्या को एक संपूर्ण सिस्टम के रूप में देखती है। पहला स्तंभ एक राष्ट्रीय डेटा पारिस्थितिकी तंत्र (ecosystem) बनाने पर केंद्रित है जहाँ सभी विभिन्न डिजिटल उपकरण एक ही भाषा बोल सकें। दूसरा स्तंभ एक सुसंगत नीति पैकेज का आह्वान करता है जो सरकारी वित्त पोषण को इन डिजिटल उपकरणों के उपयोग से जोड़ता है, यह सुनिश्चित करता है कि वित्तीय सहायता केवल तभी उपलब्ध हो जब परियोजनाएं विशिष्ट डेटा मानकों को पूरा करती हों। तीसरा स्तंभ क्षमता निर्माण (capacity building) पर जोर देता है, जिसका अर्थ है कि विश्वविद्यालयों और पेशेवर निकायों को अगली पीढ़ी के आर्किटेक्ट्स और इंजीनियरों को डिजिटल मॉडलिंग और डेटा विश्लेषण में कुशल बनाना चाहिए। अंतिम स्तंभ सहयोगात्मक शासन (collaborative governance) है, जो सरकार, उद्योग और शिक्षा जगत के बीच गठबंधन बनाने का सुझाव देता है ताकि ज्ञान साझा किया जा सके और वास्तविक दुनिया के परिवेश में नए विचारों का परीक्षण किया जा सके।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि यूके के बिल्डिंग स्टॉक को अनुकूलित करने की तकनीक मौजूद है, लेकिन यह वर्तमान में 'कार्रवाई के बिना जागरूकता' के चक्र में फंसी हुई है। पेशेवर आगे बढ़ने के लिए तैयार हैं, लेकिन उन्हें एक सहायक वातावरण की आवश्यकता है जो तकनीकी और वित्तीय बाधाओं को दूर करे। शोधकर्ताओं का तर्क है कि नेट-जीरो का मार्ग तकनीक के पूर्ण होने की प्रतीक्षा करने के बारे में नहीं है, बल्कि उस पारिस्थितिकी तंत्र के निर्माण के बारे में है जो इसे प्रभावी ढंग से उपयोग करने की अनुमति देता है। डेटा मानकों, निरंतर नीति, कार्यबल प्रशिक्षण और सहयोग पर ध्यान केंद्रित करके, यूके अपने पुराने बिल्डिंग स्टॉक को कार्बन देनदारी से दक्षता के मॉडल में बदल सकता है। एक स्थिर, अक्षम इमारत से एक गतिशील, नेट-जीरो संपत्ति तक की यात्रा के लिए केवल एक नए उपकरण की नहीं, बल्कि एक साथ काम करने के नए तरीके की आवश्यकता है।