تکامل تکنولوژیکی سریع برق، تغییر تولید و توزیع آن و اندازه گیری هوشمند و ساختارهای شبکه ای دیجیتال تغییر دهنده معدلات کنونی صنعت برق در سال ها و دهه های آینده هستند.
به گزارش خبرگزاری دانا،همایش مجمع جهانی اقتصاد امسال در حالی در دهکده زیبای «داووس» در سوییس برگزار شد که شخصیت های بزرگ و معروفی از دنیای سیاست تا دنیای تجارت و هنر در آن حضور داشتند. در داووس 2017، حدود 400 نشست تخصصی در زمینه های مختلف برگزار شد؛ نشست هایی که حاوی موضوعات مختلفی بود و از برآمدن دوباره پوپولیسم در سیاست جهانی تا حال و آینده اقتصاد جهانی و فناوری هایی که جهان آینده را در بخش های مختلف متأثر می ساخت، را در بر می گرفت. بالطبع، بررسی مسائل حوزه انرژی نیز از این امر مستثنی نبوده و در پنل های تخصصی این حوزه به بحث های مختلفی از جمله توسعه انرژی های تجدیدپذیر و سهم سوخت های فسیلی در آینده انرژی و اقتصاد جهان پرداخته شد. یکی از مواردی که در این نشست ها بویژه در بخش برق بر آن تأکید شد و حایز اهمیت خاصی است توجه به فناوری «لبه شبکه» و حرکت به سمت «عدم تمرکز تولید در برق» و «اندازه گیری هوشمند میزان مصرف» توسط مشترکان بود.
در ذیل ترجمه یکی از مقالاتی که در این زمینه به قلم «جان پاسکال پریکویر» رییس هیات مدیره و مدیر ارشد اجرایی شرکت «اشنایدر الکتریک» و «فرانچسکو استاریس» مدیرعامل شرکت اِنِل گروپ در سایت مجمع جهانی اقتصاد نگاشته شده با اندکی تلخیص آمده است.
به اطرافتان نگاه کنید، دهه های اخیر را باید دهه های گذار سریع نام نهاد. دهه هایی که عمدتاً سرعت خود را مدیون تغییر و تحول و خلاقیت های جدید در حوزه فناوری است. گوشی اسمارت فون، شبکه های اجتماعی مخاطب محور، صنایع و کارخانجات هوشمند، همه چیز را «همه جا حاضر» کرده اند. به زودی نیز شاهد اتومبیل های خودران در خیابان ها خواهیم بود. تقریباً می توان گفت، هیچ بخشی از انقلاب تکنولوژیک و تأثیرات آن در دهه های اخیر مصون نمانده، و شاید بهتر است بگوییم؛ نخواهد ماند. بالطبع صنعت برق نیز از این تغییرات بی نصیب نمانده و به مانند سایر عرصه های زندگی در پی قدم گذاشتن در این وادی است. در بسیاری از بخش های این صنعت، «مخاطب» و «مشترک» در مرکز این «همگرایی تخریبی» پیشرفت تکنولوژیک قرار دارند. تعامل با مصرف کننده به صورت آنی و لحظه ای است؛ مصرف متناسب با نیاز است و ساختارها به سمت عدم تمرکز در حال پیشروی هستند. در میانه این تغییرات سریع تکنولوژیک، در حوزه انرژی های جدیدما نیازمند آنیم که آینده صنعت برق را در یک مسیر درست قرار دهیم. چنانچه این امر، سریع تر صورت نپذیرد پیامدهای آن برای زمین مخرب تر خواهد بود.
براساس پیش بینی ها تقاضا برای مصرف برق تا سال 2040 میلادی حدود 30 درصد افزایش پیدا می کند. در همان زمان، نزدیک به 2 میلیارد نفر در سراسر دنیا دسترسی به برق پایدار ندارند. بنابراین، شاید هم اکنون زمان اقدام جهت پرکردن فاصله میان تقاضای بیشتر برای مصرف برق در برخی از نقاط جهان و «فقرای برق» در بخش دیگری از دنیا و فراهم کردن دسترسی گروه دوم به این دستاورد بشری است. استفاده از انرژی های پاک می تواند پیشگام اجرای این تغییرات باشد. البته این امر اتفاق نمی افتد مگر با همکاری و اتحاد میان کشورهای جهان برای قدم گذاشتن به صورت جدی در این وادی. خوشبختانه پیشرفت تکنولوژی نیز طی کردن این مسیر را تسهیل کرده است. و اما سوال این است که چه نیازهایی باید پوشش داده شود؟
خلاقیت به کمک بشریت آمده است. ما در حال حاضر، در قلب تغییرات «انقلاب چهارم صنعتی» قرار داریم. براساس بررسی های کنفرانس جهانی اقتصاد «ترکیب انقلاب دیجیتال و ترکیب آن با سایر تکنولوژی های چند بُعدی در معادلات کنونی دنیای ما شیفت پارادایمی ایجاد کرده است. این شیفت را می توان در اقتصاد، کارآفرینی، جامعه و حتی در درون افراد مشاهده کرد.». بدون شک این امر می تواند حاوی فرصت های مغتنمی برای صنعت، مصرف کنندگان و جوامع دیگری که ما صادرکننده انرژی برق به آن ها هستیم، باشد.
در حال حاضر، سه روند، در حال تغییر معادلات کنونی هستند:
تکامل تکنولوژیکی سریع برق برای استفاده مطمئن از این انرژی مانند گرما و وسایل الکترونیکی.
تغییر تولید و توزیع برق از مراکزی چون نیروگاه های بزرگ تولیدی و تمرکز بر تولید غیرمتمرکز برق و نزدیک تر کردن آن به مشترکان از طریق بکارگیری و راه اندازی انرژی های تجدیدپذیر و تکنولوژی های ذخیره ساز انرژی.
اندازه گیری هوشمند و ساختارهای شبکه ای دیجیتال که به مشترکان اجازه می دهد کنترل کنند که برق «کجا؟»، «چه وقت؟» و «چگونه؟» مصرف می شود، بلکه این گونه بتوانند مصرف برق و هزینه های خود را بهتر مدیریت کنند.
** کل بزرگتر از جزء است
چیزی که شگفت آور است این است که این سه روند در یک سیکل بافضیلت قرار دارند: «توانا کردن»، «تقویت کردن» و «توسعه دادن خلاقیت ها » و توسعه اثرگذاری آن ها فراتر از آن چیزی که یک روند به تنهایی می توانست باشد. برای مثال، روند دوم می تواند بازکننده آغوش جهان به روی توسعه انرژی های تجدیدپذیر و پاک در جهان باشد. ترکیب کردن آن با سیستم های اندازه گیری هوشمند می تواند باعث افزایش کارایی انرژی شود. اما این سیکل برای مشترکین چه معنایی می تواند داشته باشد؟ «انتخاب».
فناوری های خلاق به مصرف کنندگان این امکان را می دهد تا بازیگران فعالی در بین سیستم پویای برق باشند، آن ها می توانند گسترش استفاده از انرژی های پاک را تبدیل به یک «واقعیت ممکن» کنند. همچنین وقتی مشترکین قادر باشند میزان افزایش یا کاهش مصرف برق در بخش های مختلف خانگی، تجاری یا صنعتی را رصد کنند، قادر خواهند بود نسبت به قوانین جدید ذخیره یا تقاضای انرژی، و یا حتی در کلِ زنجیره انرژی، فعالانه دخالت کنند و اعمال نظر کنند.
در حال حاضر، اکثر ما نمی دانیم کجا و چگونه برق تولید می شود، همچنین نمی دانیم که چه زمانی بهترین وقت برای مصرف برق است. عمده مشترکان خانگی حتی نمی دانند تغییرات قیمت برق در طول روز یا در مقایسه با روزهای دیگر، برحسب پیک تقاضا یا معیارهای دیگر به چه صورت است. اما با تأمین وسایل ارتباطی در این حوزه می توانیم به صورت لحظه ای هزینه و مصرف انرژی خود را رصد کنیم. در واقع، ما اکنون شانس آن را داریم نسبت به مصرف یا کارایی انرژی منزل یا محل کارمان، کنشگر باشیم.
** زمان در حال تغییر است
حال اجازه دهید نگاهی کوتاه به سه روند گفته شده بیندازیم. در مجموع این سه روند می توانند منجر به افزایش پس انداز و انتخاب انرژی های تجدیدپذیر تا سطح بالایی شوند. در عین حال آمدن سیستم های تمام دیجیتالی در این صنعت باعث می شود مشترکان بتوانند اولویت های تکنولوژیک برق خود را انتخاب کرده و با مراکز تولید یا توزیع برق در زمان های واقعی وارد معامله و داد و ستد برق شوند.
با نصب پنل های خورشیدی بر روی پشت بام منازل، هر مشترکی می تواند برق مصرفی خود را تولید کند . حتی زمانی ممکن است شرکت های تولید و توزیع برق به صاحبخانه ایمیل زده و از او بخواهند برای جبران اضافه بار شبکه سعی کند ماشین لباسشویی را به جای این که در زمان اوج مصرف روشن کند، آن را به ساعت سه صبح منتقل کند، در عوض مشترک می تواند میزان بارِ صرفه جویی شده را به شبکه بفروشد. جلوگیری از پیک بار (اوج مصرف) تقاضا می تواند برای هر شرکت تولید یا توزیع برق یک «افتخار» باشد، و خوشبختانه فناوری های جدید ما را توانمند می سازند تا خود را به این ارزش بیاراییم.
در یک گستره وسیع تر نیز می توان گفت استفاده از انرژی خورشیدی تاثیر عمیقی روی آینده انرژی خواهند داشت. بزرگترین شرکت توزیع کننده انرژی در ایتالیا یعنی شرکت «اِنِل»(ENEL) نزدیک به 32 میلیون مشترک دارد. با استفاده کردن از سیستم توزیع پیشرفته اشنایدر، شرکت اِنِل می تواند مصرف انرژی سالانه خود را 144 گیگاوات ساعت کاهش دهد. این میزان کاهش برابر با مصرف انرژی بیش از 50 هزار خانوار ایتالیایی در یک سال است.
** آیا شبکه برق می تواند خود را اصلاح کند؟
ما هم اکنون فناوری هایی داریم که با استفاده از آن ها می توانیم عملیات شبکه را خودکار کرده و منابع را منعطف تر و پویاتر از شرایط کنونی مدیریت کنیم. این هوشمندسازی باعث افزایش عدم تمرکز سیستم برق و افزایش کارآیی، پایداری، امنیت محیط و همچنین افزایش فرصت های جدید برای خدمات دهی و کسب و کار بیشتر می شود. مشترکین و کسب و کار به طور مشترک می توانند از این نوآوری ها سود ببرند. با این فناوری های جدید موسوم به «لبه شبکه»، شبکه توزیع برق می تواند به نوعی به سیستم های خودترمیمی مجهز شود. برای مثال؛ در شرکت اِنِل بیش از 110 هزار ایستگاه ثانویه به این تکنولوژی مجهزند و آن ها می توانند به صورت اتوماتیک و غیرمتمرکز در زمان مواجهه با مشکل، خود را ترمیم کنند. یا به طور مثال، شرکت هلندی «استدین و اشنایدر» که نخستین شرکت توسعه دهنده سیستم های خودترمیم کننده در شبکه توزیع برق زیرزمینی اروپا است، می تواند یک دقیقه بعد از قطعی برق، به طور اتوماتیک سیستم را ترمیم کرده و حداقل برق دو سوم از مشترکین را دوباره وصل کند.
ارزش اقتصادی تکنولوژی لبه شبکه
«انتخاب» و «آسودگی» منفعت های موثری برای استفاده از فناوری لبه شبکه هستند. اما ارزش اقتصادی فناوری های لبه شبکه نیز پراهمیت است. تحلیل های همایش جهانی اقتصاد نشان می دهد ارزش خالص اقتصادی تحول در این زمینه در 10 سال آینده، با در نظر گرفتن ارزش پایداری، کارآیی و ارزیابی استفاده از سیستم برق به طور کلی و البته با احتساب کاهش انتشار دی اکسیدکربن و اشتغال جدید به 3.3 تریلیون دلار می رسد. در واقع شاید بتوان ادعا کرد که با این تحول، قوانین بازی تغییر خواهد کرد. همچنین شاید بتوان گفت در حال حاضر سه روند گفته شده، نقش شبکه را فراتر از تأمین برق برده اند. در واقع، شبکه در حال تبدیل شدن به سکویی برای افزایش ارزش منابع انرژی توزیع شده است. به عبارت دیگر، سهم شبکه در حال فرارفتن از پارادایم های توزیعی جدید و پتانسیل های اقتصادی سرویس های خُرده فروشی است.
انتظار این است که در آیندهی نزدیک شاهد مدل های درآمدی جدید و بهتر باشیم. این مسأله عجیب نیست و ما نسبت به آن خوشبین هستیم. همچنین ما به خوبی می دانیم که این انتقال کارآ با مشکلات و چالش هایی روبروست. اما در نهایت باید گفت که همکاری های جدید و ارائه راه حل های جدی در این زمینه می تواند آینده روشن تری را پیش روی دنیا قرار دهد.
در ذیل ترجمه یکی از مقالاتی که در این زمینه به قلم «جان پاسکال پریکویر» رییس هیات مدیره و مدیر ارشد اجرایی شرکت «اشنایدر الکتریک» و «فرانچسکو استاریس» مدیرعامل شرکت اِنِل گروپ در سایت مجمع جهانی اقتصاد نگاشته شده با اندکی تلخیص آمده است.
به اطرافتان نگاه کنید، دهه های اخیر را باید دهه های گذار سریع نام نهاد. دهه هایی که عمدتاً سرعت خود را مدیون تغییر و تحول و خلاقیت های جدید در حوزه فناوری است. گوشی اسمارت فون، شبکه های اجتماعی مخاطب محور، صنایع و کارخانجات هوشمند، همه چیز را «همه جا حاضر» کرده اند. به زودی نیز شاهد اتومبیل های خودران در خیابان ها خواهیم بود. تقریباً می توان گفت، هیچ بخشی از انقلاب تکنولوژیک و تأثیرات آن در دهه های اخیر مصون نمانده، و شاید بهتر است بگوییم؛ نخواهد ماند. بالطبع صنعت برق نیز از این تغییرات بی نصیب نمانده و به مانند سایر عرصه های زندگی در پی قدم گذاشتن در این وادی است. در بسیاری از بخش های این صنعت، «مخاطب» و «مشترک» در مرکز این «همگرایی تخریبی» پیشرفت تکنولوژیک قرار دارند. تعامل با مصرف کننده به صورت آنی و لحظه ای است؛ مصرف متناسب با نیاز است و ساختارها به سمت عدم تمرکز در حال پیشروی هستند. در میانه این تغییرات سریع تکنولوژیک، در حوزه انرژی های جدیدما نیازمند آنیم که آینده صنعت برق را در یک مسیر درست قرار دهیم. چنانچه این امر، سریع تر صورت نپذیرد پیامدهای آن برای زمین مخرب تر خواهد بود.
براساس پیش بینی ها تقاضا برای مصرف برق تا سال 2040 میلادی حدود 30 درصد افزایش پیدا می کند. در همان زمان، نزدیک به 2 میلیارد نفر در سراسر دنیا دسترسی به برق پایدار ندارند. بنابراین، شاید هم اکنون زمان اقدام جهت پرکردن فاصله میان تقاضای بیشتر برای مصرف برق در برخی از نقاط جهان و «فقرای برق» در بخش دیگری از دنیا و فراهم کردن دسترسی گروه دوم به این دستاورد بشری است. استفاده از انرژی های پاک می تواند پیشگام اجرای این تغییرات باشد. البته این امر اتفاق نمی افتد مگر با همکاری و اتحاد میان کشورهای جهان برای قدم گذاشتن به صورت جدی در این وادی. خوشبختانه پیشرفت تکنولوژی نیز طی کردن این مسیر را تسهیل کرده است. و اما سوال این است که چه نیازهایی باید پوشش داده شود؟
خلاقیت به کمک بشریت آمده است. ما در حال حاضر، در قلب تغییرات «انقلاب چهارم صنعتی» قرار داریم. براساس بررسی های کنفرانس جهانی اقتصاد «ترکیب انقلاب دیجیتال و ترکیب آن با سایر تکنولوژی های چند بُعدی در معادلات کنونی دنیای ما شیفت پارادایمی ایجاد کرده است. این شیفت را می توان در اقتصاد، کارآفرینی، جامعه و حتی در درون افراد مشاهده کرد.». بدون شک این امر می تواند حاوی فرصت های مغتنمی برای صنعت، مصرف کنندگان و جوامع دیگری که ما صادرکننده انرژی برق به آن ها هستیم، باشد.
در حال حاضر، سه روند، در حال تغییر معادلات کنونی هستند:
تکامل تکنولوژیکی سریع برق برای استفاده مطمئن از این انرژی مانند گرما و وسایل الکترونیکی.
تغییر تولید و توزیع برق از مراکزی چون نیروگاه های بزرگ تولیدی و تمرکز بر تولید غیرمتمرکز برق و نزدیک تر کردن آن به مشترکان از طریق بکارگیری و راه اندازی انرژی های تجدیدپذیر و تکنولوژی های ذخیره ساز انرژی.
اندازه گیری هوشمند و ساختارهای شبکه ای دیجیتال که به مشترکان اجازه می دهد کنترل کنند که برق «کجا؟»، «چه وقت؟» و «چگونه؟» مصرف می شود، بلکه این گونه بتوانند مصرف برق و هزینه های خود را بهتر مدیریت کنند.
** کل بزرگتر از جزء است
چیزی که شگفت آور است این است که این سه روند در یک سیکل بافضیلت قرار دارند: «توانا کردن»، «تقویت کردن» و «توسعه دادن خلاقیت ها » و توسعه اثرگذاری آن ها فراتر از آن چیزی که یک روند به تنهایی می توانست باشد. برای مثال، روند دوم می تواند بازکننده آغوش جهان به روی توسعه انرژی های تجدیدپذیر و پاک در جهان باشد. ترکیب کردن آن با سیستم های اندازه گیری هوشمند می تواند باعث افزایش کارایی انرژی شود. اما این سیکل برای مشترکین چه معنایی می تواند داشته باشد؟ «انتخاب».
فناوری های خلاق به مصرف کنندگان این امکان را می دهد تا بازیگران فعالی در بین سیستم پویای برق باشند، آن ها می توانند گسترش استفاده از انرژی های پاک را تبدیل به یک «واقعیت ممکن» کنند. همچنین وقتی مشترکین قادر باشند میزان افزایش یا کاهش مصرف برق در بخش های مختلف خانگی، تجاری یا صنعتی را رصد کنند، قادر خواهند بود نسبت به قوانین جدید ذخیره یا تقاضای انرژی، و یا حتی در کلِ زنجیره انرژی، فعالانه دخالت کنند و اعمال نظر کنند.
در حال حاضر، اکثر ما نمی دانیم کجا و چگونه برق تولید می شود، همچنین نمی دانیم که چه زمانی بهترین وقت برای مصرف برق است. عمده مشترکان خانگی حتی نمی دانند تغییرات قیمت برق در طول روز یا در مقایسه با روزهای دیگر، برحسب پیک تقاضا یا معیارهای دیگر به چه صورت است. اما با تأمین وسایل ارتباطی در این حوزه می توانیم به صورت لحظه ای هزینه و مصرف انرژی خود را رصد کنیم. در واقع، ما اکنون شانس آن را داریم نسبت به مصرف یا کارایی انرژی منزل یا محل کارمان، کنشگر باشیم.
** زمان در حال تغییر است
حال اجازه دهید نگاهی کوتاه به سه روند گفته شده بیندازیم. در مجموع این سه روند می توانند منجر به افزایش پس انداز و انتخاب انرژی های تجدیدپذیر تا سطح بالایی شوند. در عین حال آمدن سیستم های تمام دیجیتالی در این صنعت باعث می شود مشترکان بتوانند اولویت های تکنولوژیک برق خود را انتخاب کرده و با مراکز تولید یا توزیع برق در زمان های واقعی وارد معامله و داد و ستد برق شوند.
با نصب پنل های خورشیدی بر روی پشت بام منازل، هر مشترکی می تواند برق مصرفی خود را تولید کند . حتی زمانی ممکن است شرکت های تولید و توزیع برق به صاحبخانه ایمیل زده و از او بخواهند برای جبران اضافه بار شبکه سعی کند ماشین لباسشویی را به جای این که در زمان اوج مصرف روشن کند، آن را به ساعت سه صبح منتقل کند، در عوض مشترک می تواند میزان بارِ صرفه جویی شده را به شبکه بفروشد. جلوگیری از پیک بار (اوج مصرف) تقاضا می تواند برای هر شرکت تولید یا توزیع برق یک «افتخار» باشد، و خوشبختانه فناوری های جدید ما را توانمند می سازند تا خود را به این ارزش بیاراییم.
در یک گستره وسیع تر نیز می توان گفت استفاده از انرژی خورشیدی تاثیر عمیقی روی آینده انرژی خواهند داشت. بزرگترین شرکت توزیع کننده انرژی در ایتالیا یعنی شرکت «اِنِل»(ENEL) نزدیک به 32 میلیون مشترک دارد. با استفاده کردن از سیستم توزیع پیشرفته اشنایدر، شرکت اِنِل می تواند مصرف انرژی سالانه خود را 144 گیگاوات ساعت کاهش دهد. این میزان کاهش برابر با مصرف انرژی بیش از 50 هزار خانوار ایتالیایی در یک سال است.
** آیا شبکه برق می تواند خود را اصلاح کند؟
ما هم اکنون فناوری هایی داریم که با استفاده از آن ها می توانیم عملیات شبکه را خودکار کرده و منابع را منعطف تر و پویاتر از شرایط کنونی مدیریت کنیم. این هوشمندسازی باعث افزایش عدم تمرکز سیستم برق و افزایش کارآیی، پایداری، امنیت محیط و همچنین افزایش فرصت های جدید برای خدمات دهی و کسب و کار بیشتر می شود. مشترکین و کسب و کار به طور مشترک می توانند از این نوآوری ها سود ببرند. با این فناوری های جدید موسوم به «لبه شبکه»، شبکه توزیع برق می تواند به نوعی به سیستم های خودترمیمی مجهز شود. برای مثال؛ در شرکت اِنِل بیش از 110 هزار ایستگاه ثانویه به این تکنولوژی مجهزند و آن ها می توانند به صورت اتوماتیک و غیرمتمرکز در زمان مواجهه با مشکل، خود را ترمیم کنند. یا به طور مثال، شرکت هلندی «استدین و اشنایدر» که نخستین شرکت توسعه دهنده سیستم های خودترمیم کننده در شبکه توزیع برق زیرزمینی اروپا است، می تواند یک دقیقه بعد از قطعی برق، به طور اتوماتیک سیستم را ترمیم کرده و حداقل برق دو سوم از مشترکین را دوباره وصل کند.
ارزش اقتصادی تکنولوژی لبه شبکه
«انتخاب» و «آسودگی» منفعت های موثری برای استفاده از فناوری لبه شبکه هستند. اما ارزش اقتصادی فناوری های لبه شبکه نیز پراهمیت است. تحلیل های همایش جهانی اقتصاد نشان می دهد ارزش خالص اقتصادی تحول در این زمینه در 10 سال آینده، با در نظر گرفتن ارزش پایداری، کارآیی و ارزیابی استفاده از سیستم برق به طور کلی و البته با احتساب کاهش انتشار دی اکسیدکربن و اشتغال جدید به 3.3 تریلیون دلار می رسد. در واقع شاید بتوان ادعا کرد که با این تحول، قوانین بازی تغییر خواهد کرد. همچنین شاید بتوان گفت در حال حاضر سه روند گفته شده، نقش شبکه را فراتر از تأمین برق برده اند. در واقع، شبکه در حال تبدیل شدن به سکویی برای افزایش ارزش منابع انرژی توزیع شده است. به عبارت دیگر، سهم شبکه در حال فرارفتن از پارادایم های توزیعی جدید و پتانسیل های اقتصادی سرویس های خُرده فروشی است.
انتظار این است که در آیندهی نزدیک شاهد مدل های درآمدی جدید و بهتر باشیم. این مسأله عجیب نیست و ما نسبت به آن خوشبین هستیم. همچنین ما به خوبی می دانیم که این انتقال کارآ با مشکلات و چالش هایی روبروست. اما در نهایت باید گفت که همکاری های جدید و ارائه راه حل های جدی در این زمینه می تواند آینده روشن تری را پیش روی دنیا قرار دهد.
