Digitalna revolucija v energetiki

Z boljšo digitalno tehnologijo je tudi oskrba z električno energijo zanesljivejša, varnejša in cenovno dostopnejša. Kar je v obdobju energetske lakote planeta še kako pomembno.

Arhitekturna zasnova današnjih energetskih sistemov sega še v čas brez informacijske tehnologije! Bile so žice, ni bilo pa računalnikov. Sčasoma se je informacijska tehnologija prebila v energetiko in sprva uporabljala predvsem na področjih, kjer je povečala učinkovitost in varnost. Pred približno desetletjem in pol pa se je začelo obdobje pametnih omrežij. Nekako sočasno z digitalizacijo poslovanja podjetij. Sodobni elektroenergetski sistemi zahtevajo vgrajene nadzorne in upravljavske rešitve, internet stvari, računalniške gruče in podatkovno analitiko. Vendar ima IT v panogi energetike še drugo vlogo, in sicer vlogo pomembnega porabnika. Kriptovalute in podatkovni centri so v porastu in vedno večji porabniki energije, ki močno vplivajo na povpraševanje po njej in zato tudi na njeno proizvodnjo. A o tem kdaj drugič, tokrat nas je bolj zanimalo, kako digitalne tehnologije prodirajo v energetiko in kaj spreminjajo.

Pričakovanja potrošnikov glede vrste in ravni storitev, ki jih malodane zahtevajo od svojih dobaviteljev (pretežno električne) energije, se spreminjajo. Poleg varnejšega in cenejšega vira energije od ponudnikov zahtevajo tudi večjo trajnost, zanesljivost, priročnost, personalizacijo in celo nadzor. Po navedbah družbe McKinsey je zaradi vse večjega povpraševanja po energiji in spreminjajočih se pričakovanj potrošnikov energetski sektor postal (še) bolj kompleksen in tudi nepredvidljiv. Digitalna preobrazba je način, kako lahko energetska podjetja premagajo trenutne izzive in hkrati izboljšajo trajnostni vidik svojega poslovanja. Obstaja namreč več digitalnih tehnologij, ki korenito spreminjajo panogo energetike, in večina jih ima korenine v IT.

Internet stvari in energetika

Internet stvari (IoT) lahko pomaga povečati učinkovitost pri proizvodnji, prodaji in distribuciji energije. Rešitve interneta stvari lahko koristijo s pridobivanjem ogromne količine podatkov v realnem času. Povezani statični senzorji, mobilni senzorji in kamere lahko zagotavljajo podatke v realnem času za preventivno vzdrževanje, spremljanje energetskih sredstev in optimalno odločanje v proizvodnji energije. V praksi tudi izboljšajo zdravje delavcev in varnost pri pridobivanju nafte ter plina na morju.

A največja dodana vrednost rešitev interneta stvari je v njihovi navezi z analitiko. Orodja za analitiko ob integraciji z internetom stvari lahko analizirajo tržne podatke in pomagajo zmanjšati neravnovesje med ponudbo in povpraševanjem po energiji – tako tisti iz stalnih oziroma upravljivih virov kot obnovljivih. Z integriranim omrežjem, ki ga omogoča internet stvari, je mogoče geotermalno energijo proizvajati in upravljati na daljavo. Ker se geotermalne elektrarne pogosto nahajajo na potresno ogroženih območjih, lahko prav upravljanje na daljavo zagotavlja (večjo) varnost zaposlenih. Sisteme, kot je SCADA (za nadzor in zbiranje podatkov), in sisteme za upravljanje učinkovitosti, kot sta AMI in ADMS, je mogoče nadgraditi z napravami IoT, ki delujejo kot sprejemniki in podjetjem zagotavljajo oddaljeni dostop do podatkov za vsakodnevne naloge v proizvodnji energije.

Lep primer interneta stvari so pametni števci, ki ponudnikom zagotavljajo podatke o porabi v realnem času. To ni koristno le za (količinsko) spremljanje porabe energije, temveč pomaga predvidevati in zajeziti nihanja napetosti ter izpade električne energije kot tudi odkrivati nedovoljene posege v omrežje (beri: krajo elektrike). Tovrstni sistemi lahko bistveno povečajo učinkovitost distribucije energije in jih je, kot že omenjeno, mogoče upravljati tudi na daljavo.

Ne čudi torej, da se vrednost naložb v rešitve interneta stvari povečuje z dvomestno letno stopnjo rasti. Po ocenah podjetja Statista na bi IoT v panogi energetike letos veljal že 28,2 milijarde ameriških dolarjev.

Pomoč umetne inteligence

Poleg napredne analitike se v panogi energetike močno krepi tudi raba umetne inteligence. Pametna omrežja, ki jih upravlja umetna inteligenca, so omrežja, ki omogočajo inteligenten pretok energije in podatkov med ponudnikom energije in potrošnikom. Tako omrežje omogoča zbiranje, shranjevanje in analizo velikih količin podatkov, ki jih je mogoče z napredno analitiko in s strojnim učenjem uporabiti za prepoznavanje napak v obratih za proizvodnjo energije in (zelo) natančno napovedovanje povpraševanja po energiji. Pametna omrežja, ki jih upravlja umetna inteligenca, lahko zato znatno dvignejo učinkovitost v celotni energetski vrednostni verigi.

Tehnologije umetne inteligence pa se v energetiki na nekaterih področjih uveljavljajo bistveno hitreje kot na drugih. IBM-ov novi program umetne inteligence uporablja samoučeče se vremenske modele, zgodovinske vremenske podatke, podatke iz senzorskih omrežij in informacije iz računalniškega oblaka za napovedovanje proizvodnje elektrike iz sončnih elektrarn, ki so za 30 odstotkov natančnejše od povprečja. Tudi to vodi k večji proizvodnji sončne energije z nižjimi stroški. Seveda takšni modeli niso omejeni le na eno samo področje, ampak z nekaj (no, s kar veliko) prilagoditvami omogočajo natančnejše napovedovanje tudi na področjih drugih obnovljivih virov energije in celo zagotavljanja oskrbe s fosilnimi gorivi. Vse z namenom doseganja večje učinkovitosti obstoječih sistemov in nižjih stroškov poslovanja energetskih podjetij.

Pametna omrežja, ki jih upravlja umetna inteligenca, znatno dvignejo učinkovitost v celotni energetski vrednostni verigi.

Avtomatizacija se nadaljuje

Avtomatizacija za panogo energetike ni novost. Večina sistemov je že desetletja delno ali v celoti avtomatizirana. Da, nekateri so že zelo dolgo »na avtopilotu«. Lahko pa avtomatizacija poslovanja energetskemu sektorju koristi podobno kot vsem drugim podjetjem z veliko birokracije. Ponavljajoče se naloge, kjer je verjetnost napak velika, kot so beleženje in potrjevanje odčitkov števcev, obračunavanje, storniranje plačil in upravljanje pritožb, je mogoče avtomatizirati s tehnologijo robotske avtomatizacije procesov (RPA). Energetiki se na rešitve, sorodne RPA, vedno bolj zanašajo tudi pri trgovanju z energijo.

Avtomatizacija gre pogosto z roko v roki z robotiko. Tudi robotika ima različne vloge na področju obnovljivih virov energije. Droni in roboti lahko redno pregledujejo in vzdržujejo opremo v sončnih elektrarnah ter pomagajo odkrivati ter preprečevati okvare in nesreče.

Energetika in oblak

Povezovanju energetskega sektorja z računalništvom v oblaku smo prav tako priče zadnje desetletje. Namen je jasen – povečati zanesljivost in varnost pri upravljanju proizvodnje, distribucije in oskrbe z energijo. Aplikacije računalništva v oblaku lahko omogočijo sodelovanje ter izboljšajo preglednost finančnih in operativnih podatkov v energetskem omrežju za boljše upravljanje stroškov in optimalno odločanje o porabi in proizvodnji električne energije. Ker električno omrežje ni baterija, poleg tega pa njegova zasnova malodane zahteva, da sta proizvodnja in poraba električne energije usklajeni, je za ponudnike zelo pomembno, da elektriko proizvajajo s kar najmanj stroški oziroma nepredvidenimi dogodki, saj so t. i. špice, ki zahtevajo vklop dodatnih virov na zahtevo, zelo drage in zato neželene.

Računalniški oblak se uporablja tudi za izboljšanje izkušnje odjemalcev, saj tem zagotavlja vpogled v realnem času (no, v slovenskem primeru gre za vpogled v 15-minutne intervale) v trenutno in predvideno porabo energije. Tehnologija v oblaku se lahko uporablja tudi pri napovednem vzdrževanju dragih gradnikov energetskih omrežij. Za njihovo vzdrževanje, vključno z okolji IKT, je mogoče ustvariti optimalen urnik in samodejno upravljati varnostne kopije, da bi se izognili izpadom delovanja.

Veriženje podatkovnih blokov in energetika

Med (naj)novejšimi tehnologijami, proti katerim pogleduje energetika, čeprav sramežljivo, je tudi veriženje podatkovnih blokov. Ker količina energetskih transakcij zaradi vse večje porazdeljenosti omrežij (več malih proizvajalcev, vedno več odjemalcev) strmo narašča, je tudi priložnosti za zlorabe več. Čeprav energetska podjetja tega ne izpostavljajo, so vendarle resno zaskrbljena zaradi varnosti. Eno od rešitev lahko predstavlja tudi tehnologija veriženja blokov, ki lahko poskrbi za pregledno in zaupanja vredno trgovanje z energijo. Tehnologija veriženja blokov lahko spremlja tudi obnovljive vire energije in beleži ogljični odtis različnih strank, vključenih v omrežje. Seveda obstajajo tudi pilotski projekti, ki se še bolj dotikajo končnih potrošnikov in so hkrati tudi proizvajalci (gospodinjstva s sončnimi elektrarnami). Presežek energije se lahko prek pametnih števcev shrani v verigi blokov, algoritmi pa lahko ob pomoči pametnih pogodb samodejno uskladijo kupce in prodajalce te presežne energije.

Želimo nemogoče?

Razogljičenje z digitalizacijo – to je temeljni pristop, ki se trenutno uporablja na številnih področjih, povezanih z energijo, vključno z oskrbo z energijo, industrijo in mobilnostjo. Sodoben svet poganja elektrika. Obenem pa ima svetovna digitalna revolucija tudi svoj naraščajoči delež pri porabi energije in zato pri emisijah toplogrednih plinov. Lahko z digitalizacijo vendarle konkretno zmanjšamo porabo energije in/ali emisije toplogrednih plinov – čeprav bo vse skupaj upravljalo vedno več računalnikov, algoritmov in oblakov? Menda se da ...