환경 보호 분야 AI 시장 규모, 점유율, 동향 분석 보고서 : 구성요소별(소프트웨어, 서비스), 전개별(온프레미스, 클라우드), 용도별(에너지 관리, 물 관리, 탄소발자국 관리, 폐기물 관리, 기타), 예측 기간(2024-2031년)
환경 보호 분야 AI 시장은 예측 기간(2024-2031년) 동안 17.3%의 높은 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 세계경제포럼(WEF)에 따르면, AI의 활용은 기후변화 대응에 기여할 수 있습니다. 기존 AI 시스템에는 날씨를 예측하고, 빙산을 추적하고, 오염을 식별하는 도구가 있으며, AI는 농업을 개선하고 환경에 미치는 영향을 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다. 미국 환경 보호청(EPA)에 따르면, 2024년 2월 기준 폐기물은 전 세계 온실가스(GHG) 배출량의 16.0%를 차지하는 메탄의 주요 배출원입니다. 영국 런던에 본사를 둔 소프트웨어 스타트업 그레이패럿 AI(Greyparrot AI Ltd.)는 폐기물 처리 및 재활용 시설을 분석하여 더 많은 폐기물을 회수하고 재활용할 수 있도록 지원하는 AI 시스템을 개발했습니다. 이 회사는 2022년까지 67개 폐기물 범주에 걸쳐 320억 개의 폐기물을 추적하여 회수할 수 있음에도 불구하고 매립되는 평균 86톤의 폐기물을 확인했습니다.
시장 역학
에너지 효율화에 대한 AI의 수요 확대
인공지능(AI)은 에너지 사용 패턴을 예측하고 에너지 소비를 최적화함으로써 건물과 산업의 에너지 효율을 향상시킬 수 있습니다. 또한, AI는 에너지 낭비 영역을 식별하고 이를 줄이기 위한 솔루션을 제공할 수 있어 에너지 사용량을 줄일 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 지능형 로봇 공학을 통해 작업을 자동화하고, 머신비전을 통해 결함을 조기에 발견하고 품질을 관리할 수 있습니다. 이를 통해 배기가스, 낭비되는 자재 사용, 불필요한 육체 노동을 줄일 수 있습니다. AI는 에너지 사용량을 추적하여 개인화된 예측 모델을 만들어 점유율, 사용량, 자산 유형, 날씨, 시간대 등 여러 가지 특징에 따라 소비 패턴을 예측하고, AI는 소비 패턴을 예측하여 비정상적인 편차를 즉각적으로 인식할 수 있습니다. 예를 들어, 구글의 딥마인드는 AI를 통해 데이터센터의 냉각 시스템을 최적화하여 에너지 소비와 탄소 배출량을 줄이고 있습니다.
기후변화를 감지하는 AI의 도입 증가
AI는 온실가스 배출량, 기상 패턴 및 기타 환경적 측면에 대한 데이터를 분석함으로써 기후 변화 대응에 기여할 수 있습니다. 이는 배출량을 줄이고 기후 변화의 영향을 줄이기 위한 전략과 정책에 정보를 제공하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 시장의 기업들은 기후 모델링, 기상 예측 등 다양한 분야에서 기후 패턴과 기후 변화의 영향에 대한 연구와 예측을 돕고 있습니다. 예를 들어, 2023년 11월 IBM과 NASA는 날씨와 기후를 위한 AI 기반 모델을 구축하고 있습니다. 그 목적은 일기 예보 및 기타 기후 애플리케이션의 속도, 정확성 및 접근성을 향상시키는 것입니다.
시장 세분화
시장 점유율이 높은 폐기물 관리 부문
폐기물 관리 분야는 시장에서 상당한 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. AI는 매립지에 버려지는 폐기물의 양을 획기적으로 줄이고, 선별 정확도를 향상시켜 재활용을 위해 회수되는 물품의 양을 늘릴 수 있으며, AI를 활용하면 폐기물 수거 네트워크를 개선하고 재활용 가능한 재료의 선별 작업을 강화할 수 있습니다. 또한 플라스틱 폐기물의 깨끗하고 규정을 준수하는 회수, 재활용 및 폐기 목표를 달성하는 데 기여할 수 있습니다.
예를 들어, 2023년 9월 수에즈와 파트너인 타이추 환경자원관리(Taichou Environmental Resource Management)는 중국 동부에 6개의 폐플라스틱 회수 및 선별 센터를 공동으로 투자, 건설, 운영하는 계약을 체결하였습니다. 이 합작 투자 사업은 인공지능, 지능형 정보 시스템 등 첨단 기술을 도입해 엔드투엔드 추적성을 갖춘 스마트하고 디지털화된 저탄소 회수 시스템을 구축할 예정입니다. 이 시설은 2024년 초까지 완공될 예정이며, 연간 약 3만 톤의 플라스틱 폐기물을 수거 및 선별할 수 있는 능력을 갖추게 됩니다.
세계 환경 보호 AI 시장은 북미(미국, 캐나다), 유럽(영국, 이탈리아, 스페인, 독일, 프랑스, 기타 유럽), 아시아태평양(인도, 중국, 일본, 한국, 기타 아시아태평양), 기타 세계(중동 및 아프리카, 남미) 등 지역별로 세분화되어 있습니다.
유럽의 환경 보호에 대한 AI 수요 증가
북미가 주요 시장 점유율을 차지
시장 성장의 배경에는 지속가능한 폐기물 관리에 대한 수요 증가, 환경 문제에 대한 관심 증가, 이 지역의 탄소 배출을 효과적으로 관리하기 위한 AI 기반 도구의 채택이 있습니다. 유엔환경계획(UNEP)에 따르면, 2024년 2월 도시 고형 폐기물 발생량은 2023년 21억 톤에서 2050년 38억 톤으로 증가할 것으로 예상되며, 2020년 폐기물 관리에 소요되는 전 세계 직접 비용은 2,520억 달러로 추정됩니다. 부적절한 폐기물 처리로 인한 오염, 건강 악화, 기후 변화 등 숨겨진 비용을 고려하면 그 비용은 3,610억 달러에 달할 것으로 추정됩니다.
폐기물 관리에 대한 긴급한 조치가 취해지지 않는다면, 2050년까지 전 세계 폐기물 관리 비용은 거의 두 배로 증가하여 6,403억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 폐기물 관리 워크플로우를 효율적으로 관리하기 위해 AI를 사용하는 제로 폐기물 관리 플랫폼을 제공하는 주요 기업들의 존재는 이 지역의 시장 성장을 더욱 촉진하고 있습니다. 예를 들어, 2022년 11월 미국 환경 보호청(EPA)은 캘리포니아주 월넛크릭에 위치한 Zabble, Inc.가 인공지능을 활용한 제로 폐기물 관리 플랫폼 개발을 진행하기 위해 40만 달러 규모의 계약을 체결했다고 발표했습니다.
최근 동향
AI in Environmental Protection Market Size, Share & Trends Analysis Report by Component (Software, and Services), by Deployment (On-Premises, and Cloud), and by Application (Energy Management, Water Management, Carbon Footprints Management, Waste Management, and Others), Forecast Period (2024-2031)
Artificial intelligence (AI) in the environmental protection market is anticipated to grow at a significant CAGR of 17.3% during the forecast period (2024-2031). According to the World Economic Forum, the use of AI can contribute to the fight against climate change. Existing AI systems include tools that predict the weather, track icebergs, and identify pollution. AI can also be used to improve agriculture and reduce its environmental impact. According to the US Environmental Protection Agency, in February 2024, waste is a big producer of methane and is responsible for 16.0% of global greenhouse gas (GHG) emissions. Greyparrot AI Ltd., a software startup based in London, UK, has developed an AI system that analyzes waste processing and recycling facilities to help them recover and recycle more waste material. The company tracked 32 billion waste items across 67 waste categories in 2022 and it identifies 86 tons of material on average that could be recovered but is being sent to landfill.
Market Dynamics
Growing Demand for AI in Energy Efficiency
By anticipating patterns in energy usage and optimizing energy consumption, artificial intelligence (AI) can assist increasing energy efficiency in buildings and industries. In addition, it can pinpoint regions of energy waste and offer solutions for cutting it down. AI has enormous potential to reduce energy use. Tasks can be automated by intelligent robotics, and early defect detection and quality control can be achieved via machine vision. This reduces emissions, wasteful material use, and needless physical labor. By tracking energy usage, AI creates personalized prediction models that forecast patterns of consumption depending on several characteristics, including occupancy, usage, asset type, weather, and time of day. AI recognizes anomalous deviations instantly by forecasting consumption patterns. For instance, Google's DeepMind has used AI to optimize the cooling systems in its data centers, reducing energy consumption and carbon emissions.
Increasing Adoption of AI to Detect Climate Change
By analyzing data on greenhouse gas emissions, weather patterns, and other environmental aspects, AI can contribute to combating climate change. This can assist in informing strategies and policies aimed at cutting emissions and lessening the effects of climate change. The market players assist in the study and prediction of weather patterns and the effects of climate change in a variety of applications, such as climate modeling and weather forecasting. For instance, in November 2023, IBM and NASA are building an AI foundation model for weather and climate. The goal is to improve the speed, accuracy, and accessibility of weather forecasting and other climate applications.
Market Segmentation
Waste Management Segment to Hold a Considerable Market Share
The waste management segment is expected to hold a considerable share of the market. The factors supporting segment growth include the growing AI potential for trash management. AI can dramatically lower the amount of waste dumped in landfills and raise the quantity of items recovered for recycling by improving sorting accuracy. AI usage can improve the network of waste material recovery and enhance the sorting operations of recyclable materials. It also contributes towards meeting the goal of clean and compliant recovery, recycling, and disposal of plastic waste.
For instance, in September 2023, SUEZ and its partner Taichu Environmental Resource Management signed a contract to jointly invest in, build, and operate six collection and sorting centers for post-consumer plastics in Eastern China. The joint venture adopts advanced technologies such as artificial intelligence and intelligent information systems to deliver a smart, digitalized, and low-carbon recovery system, with end-to-end traceability. These facilities are scheduled to be completed by early 2024 and will be able to collect and sort approximately 30,000 tons of plastic waste per year.
Global AI in the environmental protection market is further segmented based on geography including North America (the US, and Canada), Europe (the UK, Italy, Spain, Germany, France, and the Rest of Europe), Asia-Pacific (India, China, Japan, South Korea, and Rest of Asia-Pacific), and the Rest of the World (the Middle East & Africa, and Latin America).
Growing Demand for AI in Environmental Protection in Europe
North America Holds Major Market Share
The market growth is attributed to the increasing demand for sustainable waste management, growing environmental concerns, and the adoption of AI-powered tools to effectively manage carbon emissions in the region. According to the United Nations Environment Programme (UNEP), in February 2024, Municipal solid waste generation is predicted to grow from 2.1 billion tons in 2023 to 3.8 billion tons by 2050. In 2020, the global direct cost of waste management was estimated at $252 billion. When factoring in the hidden costs of pollution, poor health, and climate change from poor waste disposal practices, the cost rises to $361 billion.
Without urgent action on waste management, by 2050 this global annual cost could almost double to a staggering $640.3 billion. The presence of key players that offer zero waste management platforms that use AI for efficiently managing waste management workflows is further driving regional market growth. For instance, in November 2022, the US Environmental Protection Agency (EPA) announced that Zabble, Inc., in Walnut Creek, Calif., received a $400,000 contract to further the development of a zero waste management platform that uses artificial intelligence.
The major companies serving the AI in environmental protection market include Google LLC, IBM Corp., Microsoft Corp., NVIDIA Corp., and Siemens AG. among others. The market players are increasingly focusing on business expansion and product development by applying strategies such as collaborations, mergers, and acquisitions to stay competitive in the market.
Recent Development