Az ipar jelenleg egy intenzív átalakulási folyamaton megy keresztül. A digitalizációnak és az új technológiáknak köszönhetően jövedelmezőbbé, produktívabbá és biztonságosabbá vált a termelés.
Az ipari szereplők viszonylag régóta alkalmazzák a digitalis technológiákat, hogy javítsák a biztonságot és a hatásfokot. Eredetileg a digitalizálás elsősorban az eszközök szintjére vagy a folyamatok teljesítményére fókuszált. A jelenlegi piaci dinamika és Európa régiónként eltérő kihívásai még jobban rákényszerítik az ipart a digitalizálásra, mint valaha: emelkedő energiaköltségek, egyre szigorodó szabályozási követelmények, valamint az energia helyének és forrásainak változása arra készteti a szolgáltatókat és az ügyfeleket, hogy valós idejű energiainfrastruktúra-menedzsment modellt alkalmazzanak. Úgy tűnik, a digitalizálás a megoldás kulcsa.
A rendszer kihívásai
Az elmúlt néhány évben az ágazatok energiaügyi kihívásai sokkal összetettebbé váltak. Megfigyelhető, hogy az évek során az új technológiák és új energiaforrások megváltoztatták a piacot. A magán- és az ipari szektorban folyamatosan növekszik a villamos energia iránti kereslet és a társadalom egyre nagyobb nyomást gyakorol az iparra, hogy korlátozzák környezeti hatásaikat. Az adatfeldolgozó központok, valamint az elektromos járművek számának növekedése a fogyasztás növekedésével jelentősen érinti az energiapiacot.
Ezzel párhuzamosan nő a megújuló energiák - például a szél és a nap - részaránya. Ennek eredményeként az energiaellátási piacok ingatagabbá válnak, és az energiaszolgáltatók nehezen tudják kezelni és kiegyensúlyozni a hálózaton belüli keresletet. Azon energiaszolgáltatók, akik adatmenedzsmentet használnak, a digitalizálásnak köszönhetően közvetlen kapcsolatot alakíthatnak ki végfelhasználóikkal, és intelligens módokat találhatnak energiaforrásaik kezelésére. A technológiai innováció, a költségcsökkentés, az új üzleti modellek és a fejlesztést támogató politikák felgyorsítják a hagyományos villamosenergia-hálózat átalakulását egy decentralizált hálózattá, ahol mind az energia, mind az információ oda-vissza áramlik. A fő kihívás az, hogy a több forrásból származó energiaelosztás potenciálisan pusztító hatásai hogyan alakíthatók át hatékony és jövedelmező ökoszisztémává.
Kevesebb hagyományos erőmű – több decentralizáció
A jövő energiarendszerének célja minden bizonnyal a három kulcsfontosságú követelmény kiegyensúlyozása: a gazdasági fejlődés, az univerzális hozzáférhetőség egy biztonságos és megbízható ellátáshoz, valamint a CO2-kibocsátás csökkentése. A technológia lehetővé teszi az átalakulást, de a jövőbeli áttöréseket a fogyasztói energiafelhasználás radikális változása is segíti.
Biztonságos, intelligens, fenntartható
Ahol a fenntartható fejlődés gondolata a prioritás, az energiahatékonyságot már az új ipari létesítmény tervezési szakaszában figyelembe kell venni. Javasolt a szimulátorok használata a tervezés korai szakaszában a létesítmény energiahatékonyságát javító megoldások modellezéséhez. Ez rendkívül fontos, mivel a szimulátorok segítenek kiküszöbölni a kritikus folyamatokat, és bár növelhetik magának a tervezési szakasznak a költségét, összességében csökkentik a létesítmény életciklusának teljes költségét.
Ezen digitális eszközök segítik az ipari létesítmények reális működési feltételeinek előrejelzését, tesztelését, ellenőrzését, újrakonfigurálását és szimulációját, valamint üzleti szempontból lehetővé teszik annak felmérését, hogy egy ilyen beruházásnak van-e egyáltalán értelme. A szimulátor egy hatékony képzési eszköz is lehet a kezelők számára: segíti az új folyamatokat megtanulását, kezelését, csökkenti a kockázatokat és elősegíti a nem tervezett leállások elkerülését és rövidíti az újraindítási időt.
A digitális technológiákba történő korai befektetés nemcsak a tervezési fázis optimalizálását segíti elő, hanem lehetővé teszi a teljesítmény javítását is az üzembe helyezés után. Ez egy lehetőség a fenntartási költség modellre való átállásra és az energiafogyasztás nagyon korai szakaszában történő kezelésére. Sajnos a legtöbb projektköltségvetés nem teszi lehetővé a szimulátorokba való ilyen korai beruházást, ami az Ipar 4.0 koncepció egyik kulcspontja. Nem szabad azonban megfeledkezni arról, hogy az üzemeltetési szakaszban történő használatuk kísérlete gyakran drágább és nehezebb.
A zöldmezős létesítmények tervezésének következő lépésében részletes elemzést kell végezni, hogy hol és hogyan fogyasztják el az energiát, valamint, hogy hol termelik meg. Ezen információk birtokában megpróbálhatjuk kezelni az energiaköltség arányát, és automatizálni a folyamatokat a teljesítmény optimalizálása érdekében. Az utolsó lépés - amikor jól látható az energiafogyasztás - annak meghatározása, hogy honnan származik, mikor és milyen okból történik a csúcsfogyasztás.
A virtuális erőművek beszállnak a játékba
A virtuális erőművek (Virtual Power Plants - VPP) olyan intelligens szoftverek, melyek számos földrajzilag szétszórt termelőegységet, energiatárolót és fogyasztót egyesítenek egyetlen optimalizált ökoszisztémában, lehetővé téve a termelés dinamikus tervezését és beállítását az energiapiacon, valamint az intelligens kereskedést a legalacsonyabb működési költségek mellett. Szinte bármilyen energiatermelési technológia lehet VPP környezetben, beleértve: biogáz, biomassza, szél, napenergia, vízenergia, hőenergia, atomenergia, gőz és így tovább.
A cikkben bemutatott kihívásokkal kapcsolatban a VPP-k segítenek a kereslet valós idejű kiegyensúlyozásában és az energiaellátási zavarok megelőzésében. A virtuális erőművek az energiavállalatok digitális stratégiáinak fontos pontjai. Az energiaigényes iparágak, amelyek saját maguk termelik az áramot, szintén tisztában vannak a VPP előnyeivel. A termeléstervezés, az energiagazdálkodás és a kereskedés kombinálásával jelentősen csökkenthetik az energiaköltségeket a termelési mennyiségek és a szállítási idők megváltoztatása nélkül. A digitális VPP technológia adta lehetőségeknek köszönhetően maximalizálhatjuk a megújuló energia felhasználását, ha csak akkor váltunk fosszilis tüzelőanyagra, amikor arra szükség van, mint például rossz időjárás vagy az átmenetileg nagy igény miatt. A VPP megvalósítása segíti az energiaköltségek több százalékos csökkentését, az energiahatékonyság növelését anélkül, hogy az üzemeltetés a termelési mennyiséget és az ellátási kötelezettségeket érintené.
Az elfogadott üzleti modellektől, valamint az ellenőrzési és optimalizálási mechanizmusoktól függetlenül a VPP-nek, mint digitális rendszernek, magas rendelkezésre állást kell biztosítaniuk ahhoz, hogy megfeleljenek a hálózati szolgáltatások nyújtására vonatkozó szigorú követelményeknek. Ezenkívül méretezhetőnek kell lenniük, hogy könnyen, bonyodalmak és fennakadások nélkül bővíthetők legyenek az egész rendszerben, valamint az internetes adatcserére való felhasználásuk miatt a legmagasabb kiberbiztonsági szabványoknak is meg kell felelniük. Végül pedig lehetővé kell tenniük a matematikai modellek és az intelligens algoritmusok használatát az energia optimális, valós idejű elosztása érdekében, a döntéshozatali folyamat támogatására pedig "felhő" megoldásokon alapuló üzleti elemzéseket kell végezniük. A technológia, eszközök, szoftverek és műveletek kombinálásával az energiát szolgáltatásként (Energy as a Service - EaaS) szállíthatjuk.
A Big Data nem ér semmit a megfelelő kontextus nélkül
Ahogy beléptünk a Big Data korába, sokan azt feltételeztük, hogy ki fogunk lépni a nagy kockázatok korából, többé nem kell találgatnunk, csak követnünk a nagy adathalmazokban rejtőző igazságot. Kiderült, hogy az irány jó, de ez nem ilyen egyszerű. A fejlett elemzések, beleértve a prediktív elemzést is, magasra emelték a lécet, de nem távolították el teljesen a kockázatot és a bizonytalanságot a döntéshozatali folyamatból. A prediktív karbantartás, a diagnosztikai modellek és az energiahatékonyság növelésének ipari megoldásainál gyakori csapda az adatok gyűjtésének, feldolgozásának és bemutatásának technikai szempontjaira való túlzott összpontosítás. És bár ezek fontos kérdések - amint azt az esettanulmányok is mutatják - azonban a szervezeti szempontok, az egyes projektek prioritásai, folyamatok, a működési adatok vagy a szervezeten és környezetén belüli hatékony együttműködés éppoly fontosak, vagy még fontosabbak, mint az elemzési technikák. Kontextust adnak az adatokhoz, és megerősítést jelentenek az átfogó ipari elemzések és prediktív modellek kidolgozása során.
Érdemes megjegyezni, hogy a megbízhatóság és a hatékonyság technikai és vezetői kihívás. A kiválasztott gépekhez és eszközökhöz kifejlesztett diagnosztikai programokat és anomália-előrejelző algoritmusokat többek között a gyártási folyamatok optimalizálására és az energiahatékonyság növelésére használják - annak köszönhetően, hogy megakadályozzák a váratlan leállásokat. A dedikált digitális megoldás magját ezért egy olyan platformnak kell képeznie, amely egyesíti a működési, informatikai és mérnöki rendszerekből nyert értékes adatokat, és amely mély tartományi tudással kombinálva lehetővé teszi a fejlett AI/ML elemzések kidolgozását. Egy ilyen platform erős alapot jelent a négy kulcsfontosságú értékpillér irányításához: a működési integritás és teljesítmény, az eszközök integritása és teljesítménye, a biztonság és a fenntarthatóság, az ellátási lánc optimalizálása.
További információk:
Szimulátorok
Virtuális erőművek
Energiagazdálkodás