Innovatív technológiák az ipari energetikában. Öt lépés az energia digitalizálásához. Energiainnováció

Az energia a gazdaság azon területei közé tartozik, ahol az innovációt nagy intenzitással vezetik be. A megújuló forrásokból, a környezet károsítása nélkül olcsóbb energia előállítása adhat új lendületet a különböző iparágak vállalkozásfejlesztésének. . Modern technológiák Az energiaszektorban képesek megváltoztatni a hagyományos iparágak fejlődését: az autógyártást, az olaj- és gáztermelést és -finomítást, a kohászatot, a légi közlekedést és a vasútipart. Ráadásul az olcsóbb típusú villamos energia minőségileg javíthatja az emberi életkörülményeket.

A legújabb innovációk az energetikai komplexumban

A fejlett világ különböző országai aktívan dolgoznak azon, hogy a legújabb innovációkat bevezessék energiaágazatukba. A felhasznált alternatív források:

• napfény;
• szél;
• a hullám lökésereje;
• élő mikroorganizmusok, amelyekből bioüzemanyagot és szubsztrátumokat állítanak elő, amelyek elpusztítják a környezet olaj- és vegyi szennyezését.

A modern technológiák leginnovatívabb típusai az energiaszektorban:

• repedés, amely lökéshullám erejét használja ásványi anyagok, köztük az olaj kinyerésére;
• az olajkitermelés növelése a régi mezőkről;
• egy technika baktériumok felhasználására a vízen és a földön kiömlött olajok elpusztítására;
• bioüzemanyag használata benzin helyett városi autókban.

A lökéshullám erejének az olaj- és gáztermelésben való felhasználása valódi forradalmat idézhet elő az olajtermelésben. Az energiaszektor ilyen modern technológiái képesek arra, hogy az olajtermelést a hagyományos módszerrel átirányítsák a palarétegekből történő kinyerésre. Egy indiai olajtermelő cég volt az első, aki a robbanáshullám erejének alkalmazását javasolta a nagy mélységben található palaképződmények felszakítására. Ez a technológia lehetővé tette a gyártási költségek jelentős csökkentését azáltal, hogy teljesen kiiktatták a vizet a technológiai folyamatból. A hagyományos hidraulikus rétegrepesztési technológia nagy mennyiségű víz felhasználását tette szükségessé. Az édesvíz, mint az élet legszükségesebb feltételének megtakarításával összefüggésben a repesztési technológia lehetővé teszi az édesvíz műszaki célú felhasználásának elhagyását, ami jelentősen javítja a környezet állapotát, csökkenti annak szennyezettségi szintjét.

A régi kutakból történő olajkitermelés fokozása csökkentheti az ipari költségeket és javíthatja a környezetvédelmet. A harmadlagos tisztítási technológia alkalmazása lehetővé teszi a régi kutak jövedelmezővé tételét. Ez a technológia szén-dioxidot használ, ami növeli az olaj áramlási sebességét és csökkenti a viszkozitás szintjét. Ez a fajta technológia ipari szén-dioxidot használhat, ami javíthatja a városok levegőminőségét.

A baktériumok biztonságosan eltávolíthatják az olajszennyeződéseket a tengerből, megőrizve ezzel az óceánok életét, és csökkentve a hagyományos tengertisztítás költségeit. Az olajfoltokat természetes oxidációval eltávolító mikroorganizmusok a világ különböző régióiban felhasználhatók a tengerek olajszennyezéstől való megtisztítására.

A bioüzemanyagok használata segít tisztábbá tenni a városokat és csökkenteni a benzingyártás költségeit, mivel gyártása általában nagyon olcsó, könnyen megújuló nyersanyagokat használ.

Energetikai innovációk az iparban

Más típusú innovációkat is aktívan alkalmaznak manapság, például a szél- és napenergiát, amelyet különleges módon dolgoznak fel elektromos árammá. Az ilyen modern energiatechnológiákat számos európai országban már aktívan alkalmazzák: Németországban, Svédországban, Hollandiában, Olaszországban és Spanyolországban.

A száz éve ismert hőszivattyús technológiát is aktívan alkalmazzák. Az alacsony hőmérsékletek hőenergiává történő átalakításának ez a módszere jelentősen csökkentheti a lakó- és ipari épületek fűtési költségeit.

Az ipar a közelmúltban cseppfolyósított szénhidrogén technológiákat alkalmazott a dízel üzemanyag helyettesítésére. Ez lehetővé teszi a környezetszennyezés ipari méretekben történő csökkentését és a vállalati költségek optimalizálását. A cseppfolyósított szénhidrogén üzemanyagot a mai napig tesztelték, és a gyakorlatban bebizonyította hatékonyságát.

Egy másik sikeresen bevezetett modern energiatechnológia a LED-lámpák alkalmazása, amelyek csökkentik az áramfogyasztást és a világítási költségeket.

Ígéretes területek közé tartoznak az ozmosztációs állomások, amelyek sós tengervizet használnak áramtermelésre. A technológia az ozmózis hatáson alapul, amelyet a fák arra használnak, hogy tápláló nedvet vonjanak ki a földből. Az édesvíz és a sós víz közötti nyomáskülönbség erőművekben történő felhasználása ozmózishatást hoz létre, amely a turbinák forgását és elektromos áramot termel. Ez sokkal olcsóbb, mint a vízerőművek építése.

A villamosenergia-iparban az innovatív fejlődési út objektív szükségesség. Korszerű informatikai rendszerek nélkül ma már egyre nehezebb, a jövőben pedig teljesen lehetetlenné válik az iparfejlesztés problémáinak megoldása.

Az Orosz Föderáció Stratégiai Kutatási Központja (CSR) becslései szerint a villamosenergia-ipar technológiai struktúrája jelenleg elérte hatékonyságának határát. Az elkövetkező öt évben azokon a területeken, ahol fokozott követelményeket támasztanak az energiaellátás elérhetőségével, megbízhatóságával és minőségével szemben, a digitalizáció feltétlenül szükségessé válik.

A villamosenergia-ipar digitális megoldásai lehetővé teszik a meglévő infrastruktúra kihasználásának optimalizálását és a termelési és elosztási folyamatba a legújabb energiatároló rendszerek, szabályozott fogyasztású megoldások, valamint az energiaszolgáltatások közvetlen közelében történő szervezésére szolgáló rendszerek beépítését. fogyasztók és a 110 kV és az alatti elosztóhálózatok infrastruktúrája alapján.

Tekintsük az energiaszektor innovációjának fő trendjeit, amelyek hatása vagy már érezhető az iparban, vagy a közeljövőben fog megjelenni.

1. Az IoT javítja az erőművek hatékonyságát

A PwC szerint a dolgok internete bevezetésekor az orosz villamosenergia-hálózati komplexumban az alállomások, távvezetékek és egyéb hálózati elemek irányíthatóságának távfelügyeleten keresztül történő javítására kell összpontosítani. Az ilyen projektek segítenek csökkenteni a működési és javítási költségeket, ugyanakkor megelőzik a technológiai és kereskedelmi veszteségeket.

Ami a villamosenergia-termelési szektort illeti, az IoT alkalmazása csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, amelynek beszerzése jelenleg az állomások üzemeltetési költségeinek több mint felét teszi ki. Az IoT villamosenergia-ipari bevezetésétől 2025-ig a teljes gazdasági hatás a szakértők szerint eléri az 532 milliárd rubelt, amelyből 180 milliárd az energiaveszteség megelőzése.

Az energiaszektor IoT-alapú megoldásait egyre gyakrabban kombinálják mesterséges intelligenciával (AI) és gépi tanulási funkcionalitással a berendezések működése során keletkező nagy adattömbök feldolgozására és elemzésére. A technológiák segítenek azonosítani a nem nyilvánvaló mintákat az objektumok működésében, szó szerint „meghallgatják” a vállalkozást, és ezen információk alapján új szintre építenek párbeszédet. A világgyakorlatban már megjelennek azok az erőművek, amelyek adatgyűjtő és elemző eszközök segítségével, teljesen autonóm üzemmódban képesek hatékonyan felügyelni és irányítani az alapvető munkafolyamatokat. Például az AI és a gépi tanulás képességei elégségesek ahhoz, hogy megbirkózzanak a gázturbinák felügyeletével és beállításával - ezek a feladatok már így vagy úgy automatizáltak a világ több ezer vállalkozásában.

Az orosz villamosenergia-ipar sikeres IoT-projektjeinek példája az Inter RAO Electric Power Plants projektje. A vállalat technológiai információk gyűjtésére, továbbítására és kiszámítására szolgáló rendszere (SSPRTI) segít csökkenteni az üzemanyag-kiégést és növeli a működési megbízhatóságot. A projekt megtérülési idejét 5-7 évre becsülik, figyelembe véve azt a tényt, hogy a rendszer 130 milliárd rubel üzemanyag-megtakarítást tesz lehetővé. évente.

Ahol technikailag nem lehetséges az érzékelők felszerelése, ott a problémát az eSOMS (elektronikus műszakkezelési rendszer) rendszerekkel oldják meg. A Rosenergoatom Corporation a szmolenszki és a voronyezsi atomerőművekben vezetett be ilyen megoldásokat, ahol segítségükkel optimalizálni lehetett a létesítmények ellenőrzési feladatait, a jelentések összeállítását és a múltbeli adatok egyeztetését a prediktív modellek készítésének lehetőségével.

2. A robotika biztonságos környezetet teremt

A villamosenergia-iparban egyre nagyobbak a beruházások az erőművek személyzetének biztonságos munkakörnyezetének új szintjének megteremtésére, és itt az egyik vezető trend az extrém munkakörülményeknek ellenálló, távirányítású robotok kereskedelmi bevezetése. Az ilyen megoldások is AI/IoT technológiákra épülnek, és a közelmúltban kiterjesztett valóság (AR) funkcionalitás is bővült a képességeik mellett, melynek segítségével a roboton lévő kamerákról érkező kép interaktív komponenst kap.

A robotok népszerű alkalmazása a drónok segítségével végzett infrastruktúra-felügyelet

Nyugaton robotokat fejlesztenek és alkalmaznak a nagyfeszültségű vezetékek diagnosztizálására és szervizelésére. Az ilyen mechanizmusok a vonalvezetékekre vannak felfüggesztve, és működésüket a földről vezérli a kezelő egy vezérlő segítségével. A robotok érzékelőkkel és videokamerákkal vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy azonosítsák a problémás területeket a vezetékeken.

A hosszú téli időszakokkal rendelkező területeken tisztítórobotokat használnak a hó és jég eltávolítására az elektromos vezetékekről, és egyes modellek képesek csavarok és anyák kicsavarására és meghúzására, valamint az idegen tárgyak eltávolítására a vezetékekről. Az atomerőműveket is robotizálják: például a robotok azt a feladatot kapják, hogy ultrahanggal ellenőrizzék a reaktorok primer áramköreit.

3. Az elektromos hálózatok és alállomások egyre okosabbak

Az elektromos hálózatok folyamatos működésének problémája világszerte megoldatlan: még az ilyen értelemben viszonylag prosperáló országokban sem érhető el a hálózatok 100%-os hibatűrése. Az Egyesült Államokban ez a szám 99,97%, egy év alatt mindössze néhány meghibásodás 100-150 milliárd dolláros veszteséghez vezethet.

A probléma megoldására a Smart Grid család technológiáit használják. Lényegében egy kevésbé központosított, jobban felügyelhető automatizált infrastruktúra, amely több, napjainkban aktívan fejlesztendő koncepcióra épül. Ezek közé tartozik a fejlett mérési infrastruktúra (AMI), valamint különféle megoldások a terheléselosztás és a rendelkezésre álló hálózati erőforrások valós időben történő megjelenítésére.

Az első koncepció magában foglalja a vállalkozás vagy háztartás által elfogyasztott energiaforrás költségének azonnali kiszámítását egészen a napi fogyasztás pontos költségének kimenetéig egy speciális panelen vagy a fogyasztói mobileszközökön. A második egy interaktív hálózati erőforrás-kezelő panel létrehozása és használata, amely valós időben optimalizálja a terheléselosztást az áramkimaradások elkerülése érdekében.

Oroszországban a Smart Grid technológiát a Rosseti 10 kísérleti projekt részeként valósítja meg: ez a cég saját megoldása, amely várhatóan 225,3 millió kWh-val csökkenti a villamosenergia-veszteséget, és 35,8 milliárd rubel értékű javítási optimalizálási szintet ér el.

Az egyik első „digitális” 110 kV-os alállomást (SS) a szibériai IDGC nyitotta meg 2018-ban Krasznojarszkban. Az alállomás az iSAS szoftver- és hardverkomplexumra épül – egy integrált alállomás-védelmi és vezérlőrendszerre, amely relévédelmet, vészhelyzeti automatizálást biztosít. és automatizált vezérlőrendszerek. A digitalizálásnak köszönhetően a különféle célokra használt kábelek mennyisége 10-szeresére csökkenthető: 150-160 km-ről körülbelül 15 km-re. Általánosságban elmondható, hogy az alállomás 5% -kal olcsóbb volt, mint az előző generációs analógok, és a jövőben, figyelembe véve működésének megnövekedett megbízhatóságát a magas fokú automatizálás, a felügyelet és a vezérlés új minősége, valamint a az üzemeltető személyzet hiánya, az alállomás 30 éves működése során körülbelül 75 millió dörzsölje gazdasági hatást biztosít.

4. Javában zajlik az MRO automatizálás

A létesítmények javítási és karbantartási munkái (MRO) az energetikai szegmens legnagyobb gerinccégeinek üzleti folyamatainak egyik alapeleme. Az FSA terület (field service automation systems) ma a villamosenergia-ipar egyik legdinamikusabban fejlődőjének nevezhető - az ezen a területen található informatikai megoldások lehetővé teszik, hogy gyorsan adatokat kapjon egy-egy feladat állapotáról, miután a csapat felkereste a helyszínt, a hálózati hibák kijavítása során kerülje a párhuzamos feladatokat, és erősítse meg a munkavégzés ellenőrzését, és távolítsa el a jellemző hiányosságokat a szervizmérnökök és javítócsapatok munkafolyamataiból.

A terepszolgálat automatizálása az egyik legdinamikusabban fejlődő terület

A modern megoldások ezen a területen bőséges skálázhatósággal és más ipari információs rendszerekkel (ERP, EAM és CMMS) való integrációval rendelkeznek, támogatják a mobil platformokkal (Android, Windows 8.1/10) való kompatibilitást, NFC-kompatibilisek és gyors adatcserét biztosítanak bármely vezeték nélküli kommunikációs csatornán keresztül. valós idő.

2018 végén a Kubanenergo PJSC megkezdte gyakorlatában egy ilyen rendszer használatát, mintegy 800 alkalmazottat kapcsolva hozzá.

5. A felügyelet centralizálttá válik

A hőerőművek és vízerőművek szegmensében nagy az igény és relevanciájú megoldások az erőművek műszaki állapotának központosított ellenőrzésére, az iparbiztonsági szabályok betartására és a személyi munka ellenőrzésére.

Nyilvánvaló, hogy az ilyen létesítményekben mindig is léteztek vezérlőtermek, de a központosított felügyelet koncepciójának valódi megtestesülése viszonylag nemrégiben vált lehetővé az adatcsere protokollok (FC, iSCSI stb.) kifejlesztésének köszönhetően, amelyek együttesen lehetővé tették a megbízhatóan összekapcsolja a földrajzilag távoli felügyeleti rendszereket egy központi ponttal. A virtualizációs technológiák fontos szerepet játszottak a központosított felügyelet kialakításában is, amely lehetővé teszi a létesítmény helyi informatikai erőforrásainak terhelésének csökkentését, valamint a távoli adatközpontban történő adatkezelés kritikus feladatainak megoldását.

A monitorozó rendszerek teljesítményének jelentős növekedését az ilyen irányú szoftverfejlesztés is elérte: az ilyen rendszerek szoftvermegoldásai ma már modern tudásmenedzsment eszközöket, MDM-et, AR-t és más olyan komponenseket tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a felmerülő incidensek hatékony nyomon követését, azonosítását. és válaszolj nekik.
* * *

A mesterséges intelligencia, az IoT és más digitalizációs technológiák a modern IT-platformok számítási teljesítményével kombinálva óriási lehetőségeket rejtenek magukban a rejtett és elpazarolt erőforrások felszabadításában az energiaipar termelési ciklusának számos területén. A termelési szakaszban már ma is használatosak a legmodernebb informatikai megoldások (például kutak és mezők „digitális ikerpárjai”), a villamosenergia-termelés és -elosztás terén az azonos irányú fejlődés a villamosenergia-termelés általános logikájából következik. feldolgozza és kiegészíti azt. Szeretném remélni, hogy a fenti újítások segítik az iparágat abban, hogy elkerülje az újabb globális sokkokat.

Oroszország 2035-ig tartó energiastratégiájának tervezete kimondja, hogy az energiaipar szerkezeti átalakítást igényel, amelynek egyik alapelve a beruházások szerkezetének megváltoztatása kell, hogy legyen. A kutatás-fejlesztésre és innovációra, valamint az ipar korszerűsítésére fordított ráfordítások arányát növelni kell, elsősorban a hazai energetikai berendezések megfelelő versenyképességi szintjének biztosítása, valamint a minden fogyasztó megbízható és zavartalan áramellátásának folyamatos standard feladata mellett. .

Az energiaszektor fejlesztésének három stratégiai célkitűzése közül az egyik az Orosz Üzemanyag- és Energiakomplexum (FEC) technológiai függetlenségének és versenyképességének biztosítása. Vagyis ez egy hosszú távú importhelyettesítési feladat, amely elválaszthatatlanul összefügg az innovációs tevékenységgel. Kiderült, hogy az elfogadott stratégiatervezet szempontjából az energiaszektorban valóban innovációra van szükség. A kulcskérdés az, hogy mik legyenek.

Az innováció meglehetősen tág fogalom, amely a javasolt változtatások teljesen eltérő szintjét és léptékét jelenti. Az energetikai innovációk nem mindig igényelnek sok éves tudományos kutatást és több millió dolláros beruházást. Gyakran nagyon kicsi és gyorsan megvalósuló projektek sokkal több pozitív hatást hoznak, mint a hosszú távú nagyszabású fejlesztések. A gyakorlatban sok olyan innovatív technológián alapuló projekt, amely ténylegesen javíthatja a teljesítményt az energiaüzletág egyes részeiben, számos komoly problémával szembesül, amikor kereskedelmi forgalomba hozni próbálják. Néha ezek a problémák nem magához az innovációhoz kapcsolódnak, hanem számos egyéb tényezőhöz, amelyek akadályozzák annak megvalósítását. Ilyen tényező lehet például a projekt időtartama vagy teljes megtérülésének hiánya, még akkor is, ha az innováció objektíven javítja az energiarendszer bármely részének működését.

A Skolkovo Alapítvány jelentős tapasztalattal rendelkezik az innovatív projektek értékelésében, és rendszeresen több száz új projekt halad át szakértői bizottságán. Az alap képviselői szerint a startupok fejlődésének leállításának okai teljesen eltérőek lehetnek. A projektek műszaki komponense és magának az eszköznek, rendszernek vagy intézkedéscsomagnak a paraméterei mellett fontos a projekt színvonalas bemutatása, valamint az innováció hatékony alkalmazásának lehetőségének bizonyítása a modern energetikában. A Skolkovo szakértői szerint a startupok jelentős része nem profitszerzési céllal jön létre, legalábbis nem ez a cél a domináns. Egy-egy projekt alapja gyakran az a vágy, hogy valaki ötletet fejlesszen és valami újat hozzon létre, hogy a saját fejlődését logikus végkifejletig vigye. Sőt, még az alap és a finanszírozás pozitív döntése esetén sem kerülhet sor a projekt kidolgozására.

Egy innovatív termék bevezetése több szakaszban történik: fejlesztés, kereskedelmi forgalomba hozatal és a termék értékesítése. Ezen szakaszok mindegyikében nehézségek adódhatnak, amelyekkel az indítást kezdeményező nagyon nehezen tud megbirkózni, és támogatást igényel.

Ígéretes energetikai projektek fejlesztése és népszerűsítése, valamint a villamosenergia-ipari innovációs tevékenységek fejlesztése érdekében az EuroSibEnergo JSC 2017-ben nyílt platformot hozott létre, amely az „Innováció a villamosenergia-iparban” klub nevet kapta. A klubban az orosz energiaügyi minisztérium, a JSC SO UES, az Energiatermelők Szövetsége, az NP Market Council, a Skolkovo Foundation, a PJSC MOEK, a Gazprom Energoholding LLC, az UC RUSAL, a JSC EuroSibEnergo, valamint a vezetők és szakértők vettek részt a klubban. mint az energiaiparhoz kapcsolódó vállalkozások más képviselői. A klubon belül 5 munkacsoport alakult az innovációk fejlesztésével kapcsolatos különféle problémák megoldására.

A tőkeigényes iparágakban, például a villamosenergia-iparban történő innovációk bevezetésekor nagy jelentősége van a kormányzati támogatási programok hatékonyságának. A Stratégia 2035 tervezetében kitűzött célok eléréséhez nyilvánvalóan szükség van az innovációt támogató kormányzati intézkedések javítására. Különös figyelmet kell fordítani az állami támogatással megvalósuló hitelprogramok pozitív változásaira, valamint az innováció területén a szabályozási keretek szinkronizálásának és konszolidációjának szükségességére. A jelenlegi feltételek mellett a projektek állami finanszírozása 5 éven belül biztosítja a források megtérülését, ami nyilvánvalóan alacsonyabb szinte minden innovatív energetikai projekt megtérülési idejénél.

Meg kell érteni, hogy az állami támogatás nem jelenti és nem korlátozódik finanszírozásra. Mindenekelőtt a kormányzati támogatást a szabályozási keret megváltoztatásában kell kifejezni annak érdekében, hogy egyszerűsödjön az innovatív termékek gyártásában való felhasználásra való átállás, és legalább az energiaipar fejlesztését korlátozó, az energiaiparban lényegtelenné vált korlátozások megszűnjenek. jelenlegi piaci modell. Ilyen korlátozások példája a versenyképes és természetes monopol tevékenységek (termelés és hálózatok) kombinálásának jelenlegi tilalma.

Az energiaipari innovációk tárgyalásakor fel kell vetni a megújuló energiaforrások kérdését és fejlődésük dinamikáját. A legtöbb fejlett ország által támogatott kibocsátáscsökkentés és a zöldenergia részarány növelése irányába mutató tendencia a környezeti helyzet javítása szempontjából helyes és pozitív energiafejlesztési módszer. Azonban minden jó megközelítést megfelelően kell alkalmazni, és hozzá kell igazítani a megvalósítás feltételeihez.

Az Egységes Energiarendszer Rendszerirányító Zrt. által tavaly szeptemberben lebonyolított Versenyképes kapacitáskiválasztás eredménye szerint 2021-re az Egységes Energiarendszerben 11,5 GW lesz a többletkapacitás. 2017 júniusában a 2018-2022 közötti időszakra sikeresen lebonyolították a megújuló energia projektek kiválasztási versenyét, melynek eredményeként további 2,2 GW megújuló energiaforrásokon (RES) alapuló termelés épül. A többletkapacitás első pillantásra pozitív tényező, mivel a nagy termelőkapacitás-tartalék növeli a rendszer megbízhatóságát. Nem szabad azonban megfeledkezni arról, hogy az orosz áram- és kapacitáspiac szabályai szerint az ilyen létesítmények építésének tőkeköltségei végső soron a végfogyasztót terhelik az áram árában. A megújuló energiaforrások építésénél pedig nagyon magasak a fajlagos tőkeköltségek - fizetni kell a termelés környezetbarátságáért. Felmerül a kérdés: indokolt-e jelentős termeléstöbblet fennállása esetén a megújuló energiaforrások kiépítése tovább, jelentősen növelve a végfogyasztó terhelését? Valójában más tényezők változatlansága mellett a fogyasztó számára a legfontosabb mutató a villamos energia és a villamos energia ára, illetve a termékköltségek szerkezetében való részarányának növekedése (különösen az energiaintenzív termelés esetében), amely jelentős korlátot jelenthet a termékköltségek növekedésében. a gazdaság egészét.

A fogyasztót terhelő áramköltségről szólva azt is megjegyezhetjük, hogy a CSA-megállapodások lejárta után a termelő társaságok csökkentett árrése általában nem lesz elegendő a külföldi javítási és karbantartási szolgáltatási szerződések fedezésére. generáló egységek. Ez ismételten hangsúlyozza az importhelyettesítés növelésének szükségességét és annak közvetlen kapcsolatát az energiarendszer innovatív környezetének kialakításával.

Nem kevésbé fontos az innovációk bevezetésével kapcsolatos globális tapasztalatok tanulmányozása. Anna Korotchenkova, az EuroSibEnergo tudományos és műszaki tevékenységekkel foglalkozó osztályának vezetője a globális energia 15 legígéretesebb megoldásának példáján hangsúlyozta, hogy az innovációk megvalósításának nyitott megközelítése hozzájárul a komplex innovatív projektek hatékony megvalósításához. hosszadalmas kutatás-fejlesztést és nagy tőkebefektetést igényel. „A kutatás-fejlesztési folyamat egy nyitott rendszer legyen, amelyben a vállalatnak lehetősége van új ötleteket vonzani és új termékkel piacra lépni nem csak a belső erőforrásoknak köszönhetően, hanem az innovatív környezet más képviselőivel való kölcsönösen előnyös együttműködés révén is. ” – mondja Anna Korotchenkova, a Nyílt innovációk munkacsoportjának vezetője.

Összegzésképpen megállapítható, hogy a jelenlegi piaci körülmények között az energiaipar hatékonysága elválaszthatatlanul összefügg az innovatív megoldások fejlesztésével. Az importhelyettesítés részarányának fokozatos növeléséhez az innovatív környezet támogatása és fejlesztése, valamint a meglévő, ígéretes projektek támogatása és fejlesztése szükséges mind állami és infrastrukturális szervezetek szintjén, mind a piaci szereplők részéről.

Gondolkoztál már azon, hogy mennyi áramot fogyasztasz naponta? Vagy akár egy órát is, csak otthon ülve a számítógép előtt? A Google szerint 100 keresési lekérdezés feldolgozásához a vállalatnak annyi energiát kell felhasználnia, amennyi egy 60 wattos izzó 28 perces működtetéséhez szükséges. Az ipari szektor, akárcsak a társadalom egésze, jelentős változáson megy keresztül: a népességnövekedés és az urbanizáció hatására az elektromos áram iránti kereslet továbbra is nagyon gyors ütemben növekszik, és csak a nagyobb villamosítás következik be – beleértve a villamos energia behatolását a gazdaság területeire. ahol korábban másfajta technológiák domináltak.

Fotó: Unsplash

Ezek a drámai változások már arra kényszerítik a közműveket, hogy ne csak elegendő villamos energiát termeljenek a fogyasztói igények kielégítésére, hanem technológiai megoldások kidolgozására is, amelyek megfelelnek az összekapcsolhatóság és az elektromosítás által vezérelt jövő kihívásainak. Természetesen e kihívások némelyike ​​nagyon változatos és összetett lehet, egyediek minden olyan piacon, ahol egy nagy közszolgáltató működik, míg más kihívások átfogóak lehetnek, és nagyobb léptékben kezelhetők. Az energiacégeknek azon kell dolgozniuk, hogy a leginkább rászoruló fogyasztóknak kínáljanak kínálatukat, de fontos az is, hogy saját megoldásokat fejlesszenek ki, vagy olyan startup vállalkozásokkal működjenek együtt, amelyek a technológiai innovációban élen járnak.

Azok az innovációk, amelyek segíthetnek megoldani az ezekkel a trendekkel kapcsolatos problémákat, két kategóriába sorolhatók:

1. , reagálva a meglévő kihívásokra, legyen szó az erőművek füstkéményét ellenőrző drónokról vagy az energiaszektor energiaelosztó létesítményeiről;
2. új termékek, amelyeket az ipar továbbfejlesztése céljából hoztak létre, például technológiai alapokon (dolgok internete, IoT).

A startupok kulcsszerepet játszhatnak ezen kategóriák mindegyikében.

Energia internete

Amikor a jövőnkről beszélünk, ahol a villamosítás és az összekapcsolhatóság dominál majd, nem hagyhatjuk figyelmen kívül az IoT-t, amely lehetővé teszi az okoseszközök egymás közötti interakcióját és a szükséges információk cseréjét, egységes hálózatot hozva létre. Képzelje el például, hogy okostelefonról nemcsak a háztartási készülékek vezérlése lehetséges, hanem az energiafogyasztásuk is nyomon követhető.

Ahogy a lakó- és irodaházak intelligensebbé válnak az IoT-technológiákkal, az energiafogyasztás hatékonyabbá válik, a hálózati teljesítmény pedig megbízhatóbbá és kiegyensúlyozottabbá válik.

Az ígéretes startupok segítségének igénybevételével ezen a téren minden energetikai vállalatnak lehetősége nyílik arra, hogy a másodpercenként beérkező jelentős mennyiségű adatot hatékonyabban használja fel, beleértve a fejlett energetikai szolgáltatásokat és megoldásokat.

Megújuló jövő

A megújuló energia szektor, bármilyen fiatal is, az új megoldások létrehozásának központi innovációs platformja lesz. Ma már senkit sem kell meggyőzni a megújuló energiaforrások környezeti és társadalmi-gazdasági előnyeiről: a megújuló energia a jelentős olaj- és gáztartalékkal rendelkező országokban is fejlődik. Maga a megújuló energiaforrások gondolata is globálisan megváltoztatja az árampiacot, hiszen ma már nemcsak egy nagyvállalat lehet az energiaszolgáltató, hanem bárki, aki napelemet szerelt fel a háza tetejére.

Fotó: Unsplash

Az energiatároló eszközökkel és az innovatív V2G (vehicle-to-grid) rendszerrel kombinálva, amely lehetővé teszi egy elektromos jármű töltését, és szükség esetén az akkumulátorban tárolt energia visszavezetését a hálózatba, a megújuló mikrotermelő létesítmények képesek önmagukat létrehozni. -elegendő energialánc, melynek elemei táplálhatják egymást. A megújuló energiaforrások elterjedését és a villamosenergia-termelési folyamat nyitottabbá tételét célzó megoldások a saját villamos energiát előállítani kívánó fogyasztók felé a startupok ígéretes munkaterületei közé tartoznak.

Például 2016-ban Bill Gates, Jeff Bezos és a legnagyobb cégek más vezetői külön alapot hoztak létre azon startupok számára, amelyek a megújuló energia fejlesztésével kapcsolatos problémák, különösen a tárolókapacitás problémáinak megoldásán dolgoznak. Ebben az alapban a befektetések egymilliárd dollárt tettek ki. Az alap a „türelmes tőke” elvén épül fel, vagyis a befektetők felkészültek arra, hogy befektetéseik legkorábban 20 év múlva térülnek meg.

Az elektromos járművek jövője

Az elektromos mobilitás is fontos szerepet játszik, nevezetesen az elektromos járművek és a hozzájuk kapcsolódó infrastruktúra, amelyek számos lehetőséget nyitnak meg a startupok előtt ezen a területen. Néhányan már dolgoznak saját önvezető elektromos járművek modelljeinek piacra dobásán. A modern technológia előtt álló kihívások megértése többek között lehetővé teszi számunkra, hogy megoldásokat találjunk a jármű töltési idejének minimalizálására, az akkumulátor súlyának csökkentésére és a teljesítmény növelésére további töltés nélkül.

Fotó: Unsplash

Az egyik ilyen megoldást például egy kanadai startup fejleszti, amely a lítium-ion akkumulátor költségeinek csökkentésén dolgozik a jobb gyártási folyamatok révén. 2011 óta több mint 15 millió dollár finanszírozást gyűjtött össze, beleértve a magántőkét, kutatási ösztöndíjakat és IPO-alapokat. Már most látjuk, hogy az ilyen technológiák milyen hatással vannak az autóiparra, ahol egyre több nagy gyártó dolgozik saját elektromos jármű gyártásán.

Energia várja a startupokat

Az energiavállalatok most már teljes mértékben elkötelezettek a startupok által kínált innovatív megoldások kiválasztására és megvalósítására irányuló megközelítéseik fejlesztésében. Így 2017 októberében megnyitottuk innovációs központunkat Skolkovóban, hogy elősegítsük az energiaipar fejlesztéseit, valamint hogy kapcsolatba léphessünk a startupokkal. Együttműködni kezdtünk a GeoScan nevű startuppal, amely mesterséges intelligencia használatát javasolta drónok autonóm irányítására az erőművek kéményeinek vizsgálatakor. Ez a megoldás azért érdekes, mert quadcoptereket használ, amelyek akár 320 méteres magasságban is vizsgálják a kéményeket ipari hegymászók közreműködése nélkül.

Ma az energetikai startupok azt élik át, amit az 1980-as években az IT-ipar: akkor még nem tudhatták az ezen a területen fejlesztéssel foglalkozó emberek, hogy megoldásaik a 2000-es évek eleji digitális átalakulás alapjává válnak-e. A globális változások az energiaszektorban elkerülhetetlenek és rendkívül szükségesek, így mindannyiunknak van esélye arra, hogy hozzájáruljon itt és most.

A modern technológiák a különböző iparágakban és területeken folyamatosan fejlődnek a kreatív innovációk bevezetésével. Ez alól az energiaszektor sem kivétel. innovációk az energetikában serkentik az üzleti élet, az autóipar, az olaj- és gázipar és más iparágak fejlődését, és jelentősen javítják a lakosság életminőségét. Az innovációk, vagy innovációk olyan technológiai vagy egyéb új termékek tesztelését és felhasználását jelentik, amelyek célja az életfolyamatok, az ipar stb.

A legérdekesebb és legmodernebb újítások

Az energetikai innovációkat különböző országok vezetik be a legaktívabban használt iparágakban, és egymástól is kölcsönzik őket. A legjelentősebb újítások közül néhány:

• Lökéshullám-törés technológia
• A legújabb olajtermelési technológiák
• Baktériumok használata az olajszennyeződések eltávolítására
• Bioüzemanyagok alkalmazása autókhoz

Az első újításról szólva érdemes megjegyezni, hogy a lökéshullám az energiaeloszlás leghatékonyabb módja. Sikeresen alkalmazható palaképződmények ezer vagy másfél ezer méteres mélységében. Egy repesztési technológiai kutatásokra szakosodott indiai cég a lökéshullámok használatát javasolta egyszerűbb és költséghatékonyabb repesztési technológiaként, mint a hidraulikus rétegrepesztés. Egy ilyen energetikai innováció jelentősen megváltoztathatja az olaj- és gázipart, mivel teljesen kiküszöbölné a víz felhasználásának szükségességét ezekben a műveletekben. Ez jelentősen csökkenti a vízszennyezés mértékét, mivel a hidraulikus rétegrepesztéshez kútonként legalább 4 millió gallonra van szükség.

A második érdekes innováció az energiaszektorban az olajtermelés továbbfejlesztett módszere. Az úgynevezett fokozott olajkinyerési módszer a képződmények harmadlagos feldolgozását foglalja magában, hogy a lehető legtöbb terméket kivonják. Ez a technológia szén-dioxid felhasználásán alapul, ami növeli az olaj áramlási sebességét és csökkenti annak viszkozitását.

Ami a baktériumok olajkiömlések kiküszöbölésére való felhasználását illeti, ez az innováció két baktériumcsoport felhasználásán alapul – mindkettő képes olajat oxidálni, és ezáltal csökkenteni a kiömlés mértékét, vagy megelőzni azt. Jelenleg a szakértők az Oleispira antartica baktérium nemzetségét tanulmányozzák, hogy kiderítsék, milyen képes létezni alacsony hőmérsékleten. Ez az innováció lehetővé teszi számunkra, hogy hatékony stratégiát dolgozzunk ki a környezet megőrzésére és az olajszennyezés megelőzésére.

És végül egy másik innováció a növényi és állati sejtekből nyert autóipari bioüzemanyagok. A biodízel és az etán (a bioüzemanyagok legnépszerűbb típusai) segít stabilizálni a helyzetet a világpiaci árakkal és csökkenteni a kutatás-fejlesztési költségeket.

A jövőbe tekintve: milyen újításokat alkalmaznak

A fentieken túl innovációk az energetikában más eredményeket is tartalmaz, amelyek közül néhányat már meglehetősen széles körben használnak. Például ez a szélenergia - a szélenergia felhasználása különféle típusú motorok működtetésére. Hasonló rendszereket sok külföldi országban találunk, és ez a technológia itt is alkalmazásra talál.

A hőszivattyúkat nem szabad elhanyagolni, joggal nevezhetjük az energia jövőjének. A hőenergia-termelés révén jelentősen javítják a környezeti helyzetet, miközben jelentősen növelik a lakosság életszínvonalát, hiszen a hőszolgáltatás az egyik kulcsfontosságú energiaágazat. A hőszivattyúk működési elve az alacsony hőmérsékletű megújuló energia átalakításán alapul, több mint egy évszázada ismert, de csak most kezdik aktívan használni.

Modern hőerőművek – ipari léptékű innováció

2004-ben megkezdődött egy olyan innováció tanulmányozása, mint a cseppfolyósított szénhidrogén gázok (LPG) hőerőművekben történő alkalmazása. A dízel üzemanyag helyett PB-gáz használata javítja a környezetbiztonságot. Ezenkívül ez az üzemanyag magas fogyasztói tulajdonságokkal és alacsonyabb költséggel rendelkezik más típusú üzemanyagokhoz képest. Ma egy ilyen innováció már számos teszten átesett, és megbízhatósága és hatékonysága különbözteti meg.

LED lámpák - kiváló és megfizethető minőség

A legújabb energetikai innovációt LED-lámpáknak nevezhetjük. Viszonylag nemrégiben jelentek meg a piacon, de már sikerült meglehetősen széles részesedést szerezniük. A fénycsövekhez és lámpatestekhez képest a LED-es opciók praktikusabbak és gazdaságosabbak, élettartamuk pedig hosszú. A praktikus anyag lehetővé teszi a költségek csökkentését, ami nagyon fontos a fogyasztók széles köre számára. Ez az új termék továbbra is egyre népszerűbb, különösen szembetűnő az irodai LED-lámpák és az üzletek világítástechnikai eszközeinek növekedése.

A modern ozmotikus erőművek előnyei

Eredeti újítás az energia világában az ozmotikus állomás, amely tengeri sós víz felhasználásán alapul. Az ozmózis egy fizikai hatás, amely a fák törzsében fordul elő, és arra szolgál, hogy tápláló nedveket vigyen át arra a területre, ahol a fotoszintézis megtörténik. Szaktudósok hasonló eljárást javasoltak a vízzel való kölcsönhatáshoz. Ha édes és sós vizet egy válaszfallal ellátott edénybe helyeznek, a nyomáskülönbség hatására az ozmózis folyamat működik. Hasonló reakciót lehet alkalmazni a vízerőművek üzemeltetésében is.

Egy érdekes ötlet további fejlesztést igényel - különösen, miközben a tudósok nem tudják megoldani az ozmotikus állomások számára legmegfelelőbb membránok kiválasztásának kérdését. Ha ez sikerül, akkor az új termék szilárdan megállja a helyét a vízenergia területén, és jelentősen növeli az energiatermelés mennyiségét, stabilan ellátva a világ folyamatosan növekvő lakosságát.

Az olyan folyamatok tartalékai, mint az ozmózis, meglehetősen lenyűgözőnek nevezhetők. Ez az innováció segít az óceánmélység energiájának egyszerű kiaknázásában az emberi életben, mivel a víz sótartalma nagymértékben függ a hőmérséklettől, és a mélység szintjével változik. E tekintetben a technológia lehetővé teszi annak elkerülését, hogy a vízerőművek építését a folyótorkolatokhoz kössék, közvetlenül az óceánokba helyezhetők el. Ezért ma a tudósok aktívan fejlesztik ezt az innovációt a gyors megvalósítás érdekében.

Attól, hogy milyen aktívan valósulnak meg innovációk az energetikábanés az emberi élet más ágazataiban az életkörülmények sikeres és teljes körű kialakításától, az életminőség javításától és a napi szükségletek megtakarításától függ. Éppen ezért a szakértők a világ minden tájáról nap mint nap tanulmányozzák az új fejlesztéseket és gyakorlati körülmények között próbálják ki azokat, hogy valóban jövedelmező és hasznos innovációkat találjanak.