دیجیتالی‌سازی؛ یک الزام استراتژیک برای حفظ مزایای اقتصادی انرژی‌های تجدیدپذیر

به گزارش برق نیوز، آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) در تازه‌ترین گزارش خود با موضوع دیجیتالی‌سازی در نظام‌های انرژی تأکید کرده است که تحول دیجیتال در بخش برق جهان می‌تواند یکی از بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده‌های گذار به انرژی پاک و پایدار باشد و به باور این نهاد، دیجیتالی‌سازی از طریق استفاده از حسگرها، کنتور‌های هوشمند، پلتفرم‌های داده و فناوری‌های نوین مبتنی بر هوش مصنوعی، می‌تواند ستون فقرات آینده سیستم‌های انرژی را شکل دهد و در دستیابی به امنیت، مقرون‌به‌صرفه بودن و قابلیت اطمینان انرژی در سطح جهانی نقشی تعیین‌کننده ایفا کند.

در گزارش آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) آمده است که شبکه‌های برق در سراسر جهان با افزایش بی‌سابقه پیچیدگی روبه‌رو هستند. با توجه به پیش‌بینی آیرنا (IRENA) مبنی بر آن‌که تا سال ۲۰۵۰ سهم برق از مصرف نهایی انرژی به ۵۲ درصد برسد – یعنی دو برابر میزان فعلی برق‌رسانی جهانی – دیگر نمی‌توان بدون ابزار‌های دیجیتال، چنین شبکه گسترده و پویا را مدیریت کرد.

رشد سریع منابع تولید پراکنده مانند، پنل‌های خورشیدی خانگی و نیروگاه‌های بادی کوچک، افزایش چشمگیر مصرف برق ناشی از گسترش خودرو‌های برقی و مراکز داده و نیاز به حفظ پایداری شبکه در شرایط نوسان تولید و مصرف، همگی ضرورت یک دگرگونی دیجیتال عمیق در ساختار‌های انرژی را نشان می‌دهند.

آژانس تصریح می‌کند که دیجیتالی‌سازی تنها یک روند فناورانه نیست، بلکه یک الزام استراتژیک برای حفظ مزایای اقتصادی انرژی‌های تجدیدپذیر محسوب می‌شود. بدون سیستم‌های هوشمند مبتنی بر داده، امکان هماهنگی میان میلیون‌ها واحد تولید و مصرف پراکنده، پیش‌بینی دقیق الگو‌های مصرف و واکنش سریع به نوسانات عرضه وجود نخواهد داشت. آیرنا در گزارش خود می‌نویسد که دیجیتالی‌سازی، در کنار توسعه ظرفیت‌های تولید تجدیدپذیر، «موتور محرک اصلی» تحقق هدف جهانی سه‌برابر شدن ظرفیت انرژی‌های پاک تا سال ۲۰۳۰ در چارچوب «توافق کنفرانس اقلیمی سازمان ملل متحد موسوم به COP۲۸» است.

در بخش دیگری از گزارش، آمار و نمونه‌های ملموسی از کشور‌های مختلف ارائه شده که نشان می‌دهد استفاده از هوش مصنوعی و ابزار‌های دیجیتال چگونه توانسته کارایی و بهره‌وری شبکه‌های برق را افزایش دهد. برای نمونه، در دانمارک به کارگیری سامانه‌های هوش مصنوعی در پیش‌بینی تولید برق تجدیدپذیر باعث کاهش ۱۰ تا ۱۵ درصدی هزینه‌های ذخیره عملیاتی و صرفه‌جویی سالانه بیش از ۹ میلیون دلار برای مصرف‌کنندگان شده است. در آزمایش‌های کنترل‌شده نیز شبکه‌های مجهز به فناوری‌های خودکار توانسته‌اند میزان قطعی برق را تا ۴۵ درصد کاهش دهند و مدت زمان خاموشی‌ها را بیش از ۵۰ درصد کوتاه‌تر کنند.

در کشور‌های استرالیا، هند و بریتانیا، هوش مصنوعی دقت پیش‌بینی تولید انرژی بادی و خورشیدی را تا ۴۵ درصد نسبت به روش‌های سنتی افزایش داده و در نتیجه، میزان اتلاف انرژی‌های تجدیدپذیر به شکل قابل توجهی کاهش یافته است. این پیشرفت‌ها به شبکه‌های برق امکان داده‌اند که در محدوده‌هایی فراتر از ظرفیت‌های عملیاتی سنتی فعالیت کنند، بدون آنکه پایداری سیستم به خطر بیفتد.

گزارش IRENA همچنین به تأثیر مستقیم دیجیتالی‌سازی بر رفتار مصرف‌کنندگان اشاره می‌کند؛ براساس پژوهش‌های انجام‌شده در ایالات متحده، حدود ۷۰ درصد مصرف‌کنندگان با استفاده از ابزار‌های هوشمند مانند ترموستات‌های دیجیتال، شارژر‌های هوشمند خودرو‌های برقی و سامانه‌های مدیریت انرژی خانگی، توانسته‌اند ضمن کاهش هزینه‌ها، کنترل بیشتری بر مصرف خود به دست آورند و آسایش بیشتری تجربه کنند. این یافته نشان می‌دهد که تحول دیجیتال نه‌تنها کارایی شبکه را افزایش می‌دهد بلکه بر تصمیم‌گیری‌های مصرف‌کنندگان نیز اثرگذار است و مشارکت آنها را در مدیریت بار شبکه تسهیل می‌کند.

در آلمان نیز نتایج بررسی مؤسسه اقتصادی ZEW نشان می‌دهد که ۴۲ درصد شرکت‌های تولیدی، انگیزه اصلی خود از اجرای پروژه‌های دیجیتال را کاهش مصرف انرژی عنوان کرده‌اند. به گفته مجمع جهانی اقتصاد (WEF)، هوش مصنوعی می‌تواند میزان مصرف انرژی در بخش‌های ساختمان، تولید و لجستیک را بین ۱۰ تا ۶۰ درصد کاهش دهد؛ رقمی که در صورت گسترش جهانی می‌تواند میلیارد‌ها دلار صرفه‌جویی به همراه داشته باشد و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

آژانس در ادامه، چارچوبی برای دسته‌بندی ارزش افزوده دیجیتالی‌سازی در پنج حوزه کلیدی ارائه می‌دهد؛ نخست، پایش هوشمند (Monitoring) که لایه زیربنایی تمام تصمیم‌گیری‌ها و بهینه‌سازی‌ها به شمار می‌رود و داده‌های لازم را برای تحلیل و اقدام فراهم می‌کند. دوم، پیش‌بینی (Forecasting) که به‌ویژه با استفاده از یادگیری ماشینی توانسته دقت پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت را به کمتر از ۵ درصد خطا کاهش دهد و از این طریق برنامه‌ریزی ذخیره و تولید را بهینه‌تر سازد. سوم، بهینه‌سازی عملیاتی (Operational Optimisation) که از طریق کنترل بلادرنگ تجهیزات شبکه، تلفات را کاهش می‌دهد و ظرفیت شبکه را افزایش می‌دهد. چهارم، خودکارسازی مصرف نهایی (End-use Automation) که با ابزار‌هایی مانند پلتفرم‌های مدیریت تقاضا و بازار‌های انرژی دیجیتال، هزینه‌ها را برای مصرف‌کنندگان پایین می‌آورد و فشار بر شبکه در ساعات اوج مصرف را کاهش می‌دهد و در نهایت، شفافیت که با ایجاد دسترسی آزادتر به داده‌ها، زمینه نوآوری و رقابت سالم میان بازیگران صنعت را فراهم می‌کند.

این آژانس همچنین چهار چالش عمده را بر سر راه تحقق کامل این تحول برمی‌شمرد؛ نخست، کمبود زیرساخت داده و نبود استاندارد‌های لازم برای تبادل امن اطلاعات میان بازیگران مختلف؛ دوم، شکاف مهارت‌های دیجیتال در نیروی کار جهانی که مانع از بهره‌گیری کامل از فناوری‌های نو می‌شود؛ سوم، فقدان مقررات به‌روز برای ادغام فناوری‌های دیجیتال در شبکه‌های برق و ناهماهنگی میان بخش انرژی و فناوری اطلاعات و چهارم، نبود همکاری سازمان‌یافته میان دولت‌ها، اپراتور‌های شبکه، شرکت‌های فناوری و مراکز داده.

براین اساس، آیرنا (IRENA) پیشنهاد می‌کند که کشور‌های عضو گروه G۷ با تدوین یک دستور کار جامع و هدفمند، رهبری جهانی این تحول را بر عهده گیرند. در این چارچوب، ارتقای امنیت سایبری، سرمایه‌گذاری در آموزش مهارت‌های دیجیتال، تنظیم مقررات نوآورانه و تقویت همکاری میان ذی‌نفعان می‌تواند راه را برای ایجاد شبکه‌های برق هوشمند، امن و کارآمد هموار سازد.

در پایان، این گزارش تأکید می‌کند که جهان در لحظه‌ای سرنوشت‌ساز از تاریخ انرژی قرار دارد؛ فرصتی محدود برای هماهنگ‌سازی سیاست‌ها، مقررات و سرمایه‌گذاری‌ها در جهت دیجیتالی‌سازی فراگیر شبکه‌های برق. به باور آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA)، دیجیتالی‌سازی نه‌تنها به افزایش امنیت و پایداری انرژی کمک می‌کند، بلکه با کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری و تسهیل دسترسی همگانی به برق، گامی بلند در مسیر آینده‌ای پاک‌تر، ارزان‌تر و عادلانه‌تر برای همه مردم جهان خواهد بود.