Енергоефективність, зелені джерела, розумні мережі: тенденції у світовій енергетичній галузі і яку роль у ній відіграють айтівці

Вітаю! Мене звати Володимир Снігур, я Senior Project Manager у Luxoft, працюю в IT вже майже 20 років, останні 10 з яких здебільше займаюся проєктами, пов’язаними саме з електроенергетикою.  

За дев'ять останніх місяців українська енергетика опинилася у центрі уваги мало не всього світу. Закордонні медіа писали про сміливість наших фахівців, їхню інноваційність та винахідливість, і це було справді заслужено. Прикладом української винахідливості, що здивувала весь світ, можна назвати відновлення роботи атомних станцій під час першого масштабного знеструмлення восени.

Ми зробили це менш ніж за добу, попри те що, згідно зі світовими протоколами, на таке йде не менше трьох діб. Після цього українських спеціалістів запрошували навіть проводити семінари у Массачусетському університеті. Це свідчить про наші суперможливості. До того ж українські фахівці вже давно працюють над розвитком енергетики по всьому світу. Зокрема, ІТ-спеціалісти, що займаються напрямом Energy and Utilities.

Як пов’язані енергетика та ІТ

Можна впевнено сказати, що залежність між IT та енергосистемами дуже висока, вони працюють у парі. Багато хто думає, що це злиття сталося нещодавно, але це зовсім не так. Навіть 40-50 років тому електростанції вже були автоматизованими. Наприклад, ми у компанії маємо продукти, яким майже 40 років, і модернізуємо їх, бо саме ці рішення забезпечують функціонування всієї енергосистеми світу. Навіть коли ми бачимо у фільмах чи мультфільмах control room — диспетчерські — з великою кількістю кольорових лампочок на стіні чи монітори, то не завжди розуміємо, що за цим всім стоїть та чи інша IT-система.  

Звісно, ані енергетика, ані IT-рішення, завдяки яким вона працює, не стоять на місці, а розвиваються доволі швидкими темпами. Тому поговорімо про 5 тенденцій, які сьогодні спостерігають у світі енергетики, та з’ясуємо, наскільки важливою є роль ІТ-інженерів у цих процесах.

Енергоефективність як must have

Хочу почати з Energy Efficiency — енергоефективності. Цей напрям працює над більш дбайливим і поміркованим використанням енергії будь-якої природи задля зменшення операційної вартості.

Впровадження такого підходу дозволяє зменшити споживання енергії, і якщо говорити про виробництво товарів, то це призводить до істотного скорочення витрат на ресурси. У нещодавньому дослідження Ради Європи з’ясували, що майже 30% викидів вуглецю припадає на неенергоефективну діяльність споживачів. У світі, де вартість товару залежить від вартості ресурсів, це призводить як до покращення стану екології, так і до зниження собівартості товару.

Варто наголосити і на економічній вигоді від співпраці енергетиків та розробників, бо завдяки IT-технологіям компанії стають не тільки енергоефективнішими, але й економлять чималі гроші. Це відбувається завдяки системам збору даних про споживання енергії та автоматизованим системам керування.

Відтак можна вчасно зменшити непотрібне споживання енергії чи зрозуміти, що настав час модернізувати наявну систему, адже вона не дозволяє виконувати галузеві нормативи щодо викидів або отримувати зворотний зв’язок від системи через внесення змін у неї. Як наслідок, ми здатні ухвалювати ефективні рішення з управління енергосистемами на різних рівнях господарювання — будинок, район, місто, підприємство чи країна. 

Підписуйтеся на наші соцмережі

Майже два з половиною роки тому у нашій компанії був схожий досвід. До нас звернувся один з підрозділів нашого клієнта, в яких система була на стадії продукталізації (проміжок часу, що передує офіційному випуску продукту на ринок чи постачання замовнику), але з огляду на обсяг виконаних робіт та якість системи вона мала істотні ризики не бути вчасно завершеною та й взагалі випущеною у досяжному майбутньому.

Більше того, ця система активно впроваджується в інших країнах Європи та Північної Америки. На цьому прикладі добре видно, що робота інженерів впливає фактично на всі чинники ведення бізнесу.

Але є ще одна важлива сфера, де без ІТ-інженерів буде доволі скрутно, — управління інфраструктурою. Айтівці значно полегшили роботу відповідним відділам енергокомпаній, автоматизувавши збір інформації від генерувального та передавального обладнання, як-от трансформатори, турбіни, вимикачі тощо. Також на ефективність значно вплинуло використання машинного навчання у поєднанні зі штучним інтелектом. Разом вони допомагають виявляти потенційні проблеми з обладнанням та запобігати виникненню неполадок. Зокрема, аналізувати дані про стан обладнання та розуміти, чи може воно дати збій, який ресурс є залишковим та який вплив на енергосистему це може мати.

Крім того, використання МН та ШІ дозволяють побудувати моделі, що виявляють аномалії в роботі устаткування. Це дуже зручне рішення, оскільки завдяки йому ми розуміємо, який діагноз поставити трансформатору, іншому агрегату чи підстанції, а також проактивно реагувати на ризики й визначати їхню вартість. Крім того, штучний інтелект допомагає визначити найбільш ефективні шляхи розподілу та використання енергії, керувати навантаженнями, забезпечувати енергоефективність і водночас стабільність та надійність систем

Збереження довкілля — другий пріоритет

Другий тренд — Renewable energy, тобто відновлювальна енергетика. Цей напрям бере свій початок з минулого століття. Також про це йдеться у Паризькій кліматичній угоді за 2015 рік. У ній зафіксовано, що світ рухається у бік зменшення викидів вуглецю в атмосферу.

На щастя, людство дійшло думки, що замість того, аби спалювати блакитне паливо чи вугілля, можна поставити сонячні панелі чи вітрові станції. І частка IT у цих процесах дуже вагома. До прикладу, IТ-команди розробляють системи моніторингу та керування вітровою станцією. Тобто створюють програмне забезпечення для збору, аналізу та візуалізації даних про виробництво електроенергії, метеорологічні умови, стан обладнання тощо. Крім того, команда може працювати над розробленням систем автоматичного керування, що оптимізують роботу вітрової станції, аби досягти максимальної ефективності.

Не треба забувати й про аналітику, яка також у зоні відповідальності IT-інженерів. Робота розробників дозволяє прогнозувати потужність виробництва залежно від погодних умов, швидкості та напрямку вітру тощо. Такі прогнози допомагають забезпечити стабільність енергопостачання та планувати обслуговування вітрових турбін. Крім того, ІТ-спеціалісти розробляють системи моніторингу стану обладнання вітрової станції. Тож проєктування, виготовлення та встановлення таких станцій — це тільки 50% того, що потрібно зробити для її роботи. Решта 50% — це мозок, завдяки якому відбувається більшість процесів. 

Курс на зелену енергетику

Продовжуючи тему розвитку зеленої енергетики, можна сказати, що це лише питання часу. У 2022 році 12% світової енергії було вироблено завдяки сонячним та вітровим станціям, і цей відсоток зростає щороку. Але деякі виклики гальмують ще більш швидке зростання частки зеленої енергетики. Наприклад, люди не здатні прогнозувати наявність вітру чи сонця, скажімо, через два тижні з великою вірогідністю.

Тому необхідно компенсувати кількість електроенергії у системі або розподілити її надлишки по факту. Саме тому важлива робота над оптимізацією її використання та модернізацією всього комплексу. Якщо ми повністю перейдемо на зелену енергетику,  світ зміниться. І це стане поштовхом для IT-інженерів, оскільки з’явиться ще більше роботи з побудовою нового обладнання, його обслуговуванням, генерацією електроенергії та, як наслідок, її перерозподілом. І саме на останній процес ІТ-фахівці мають вагомий вплив.

Вони займаються розробленням та управлінням смартмережами, які використовують для інтеграції, керування виробництвом та споживанням зеленої електроенергії. А також розробляють програмне забезпечення та системи збору аналізу даних, здійснюють моніторинг та прогнозування виробництва енергії, що допомагають ефективно управляти її розподілом, забезпечуючи баланс між поданням та споживанням.

Наша компанія свого часу розробла декілька прототипів програмних комплексів для роботи у ції сфері. Наприклад, рішення для віддаленого керування об’єктами для забезпечення стабільності системи. Також була створена система, що може аналізувати наявну та прогнозувати майбутні генерації та інтеграції зеленої енергетики в системи продажу електрики й зручного інтерфейсу для кінцевого споживача на рівні одного кварталу чи мікрорайону. Це такий собі мікс системи для приватних та промислових користувачів, що сприяє розвитку Micro та SmartGrid. Ще 6-7 років тому ця ідея вважалася проривною, й саме вона збирала чимало інтересу від провідних компаній у галузі енергетики на технологічних виставках.

Майбутнє мережі за Smart Grid

Smart Grid — розумні мережі, які стають вартовими енергосистем. Це дуже перспективний тренд, зокрема і для України. Така система використовує передові інформаційно-комунікаційні технології та забезпечує двосторонній обмін інформацією між постачальниками електроенергії, споживачами та різними складовими системи електромережі. Фактично – це інноваційні мережі з використанням найсучасніших IT-рішень. Їхня основна мета полягає в покращенні ефективності, надійності, стійкості та екологічності мережі. Smart Grid дозволяє залучати велику кількість відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова енергія, забезпечуючи при цьому її ефективне управління та споживання.

Частка залучення IT-спеціалістів у створення, розвиток та модернізацію цієї технології критична, оскільки це вони відповідають за розробку, впровадження та управління інформаційними системами, що забезпечують функціонування розумних мереж енергопостачання. Саме айтівці відповідають за збір, аналіз та обробку даних про енергопостачання, споживання електроенергії, стан мережі та інші параметри. Також створюють інтелектуальні алгоритми, які аналізують дані про навантаження, щоб підтримувати стабільність мережі.

Безпека продовжує бути у фокусі

Не треба забувати і про кібербезпеку, якою також опікуються IT-спеціалісти. Більшість систем для енергетично комплексу, що впроваджені на підприємствах передачі та генерації, входять до так званої критичної інфраструктури. Раніше значна частина цих систем були суто внутрішні, а отже дуже обмежували доступ та вплив ззовні. Сьогодні є тренд на хмари через більшу динаміку та нові галузеві потреби. Тому питання кібербезпеки таких рішень — це окрема тема для доповіді. Одне з буденних завдань айтівців — розроблення та впровадження заходів для захисту інформації та систем від несанкціонованого доступу.

На жаль, кіберзлочинці нікуди не зникли, вони були, є та будуть. Сьогодні помітний приріст активності в цьому сегменті по всьому світу, до того ж, на мою думку, він перейшов у новий формат та процес організації. От, наприклад, раніше хакерство було справою спеціальних відділів силових структур світу чи людей, що об’єднувалися.

Ми здебільшого чули про хакерство у контексті злочинів, як-от Darknet. Але є й інший бік — етичний, тобто існують цілі команди, які борються з кібератаками. Особливо це набуло поширення весною 2022-го в Україні, коли вперше у світі сформувалася добровольча ІТ-армія хакерів, у якій простежувався напрям “білого” хакерства. Однак у геометричній прогресії відбувається розширення ІТ-сервісів в усіх сферах життя, обмін інформацією та поширення доступу до важливих для держав і корпорації даних.

Тому очевидно, що  складність цих загроз зростає так само як і кількість. Проте армія спротиву, яка працює з іншого боку, також росте і вдосконалюється. Зараз, можна спокійно отримати доступ до курсу етичного хакерства, опанувати основні моменти та приєднатися до спільноти як в Україні так і глобально. Ба більше, це заохочується.

Підсумовуючи, можемо впевнено сказати, що розвиток енергетичної галузі у світі триває та веде до ще більших проривів та інновацій. Приємно, що важливу роль у цьому процесі відіграють IT-фахівці, котрі допомагають модернізувати систему, створюючи потужніше та результативніше устаткування, а також обслуговують його, користуючись найсучаснішими методами. Важливо розуміти, що процес вже запущений, світ не стоїть на місці, і просто зараз у якійсь із точок планети команда амбітних спеціалістів випробовує нові рішення, котрі у майбутньому зможуть допомогти пришвидшити перехід до зеленої енергетики та повністю відмовитися від шкідливих практик, що повертали нас назад у еру неефективності.