Сейчас наступил переломный момент. По прогнозам, к 2050 году численность населения планеты достигнет отметки 10 млрд. человек, и это случится в период беспрецедентной экологической нестабильности. Ответственное отношение к окружающей среде означает поиск путей жизнеобеспечения всего человечества в естественных пределах планеты с сохранением уровня безопасности, здоровья и благополучия. Это невероятно сложная задача, но, мы считаем, что вполне достижимая. И важнейшая роль здесь отведена ИИ и другим технологиям. Рассмотрим вызовы, которые будут определять будущее и то, как технологии помогут достичь эти амбициозные цели.
За последние несколько десятилетий мы добились невероятных результатов в отказе от угольной генерации электроэнергии. Стоимость генерации ветряной и солнечной энергии снизилась больше, чем ожидалось, что сделало ее доступным источником электроэнергии. Стоимость установки новых ветряных турбин и солнечных батарей также продолжает снижаться, повышая привлекательность инвестиций с политической и экономической точки зрения.
Страны и компании вносят свой вклад в производство электрической энергии без углерода, причем Intel планирует использовать 100% возобновляемых источников энергии на всех своих производственных мощностях к 2030 году. Великобритания, сердце промышленной революции 18-го и 19-го столетий, закрыла все, кроме трех угольных энергоблоков. А, по прогнозам, США к 2050 году будут получать 42% электроэнергии из возобновляемых источников.
Когда речь идет о генерации электроэнергии, вычислительные технологии играют важную, хотя зачастую незаметную роль. Например, поддержка возобновляемых мощностей может стать проблематичной, но передовая робототехника способна помочь сократить расходы и сложность эксплуатации. Дрон Intel Falcon 8+ помогает оптимизировать повседневный контроль и обслуживание солнечных ферм.
Периферийная аналитика, встроенная в Интернет вещей, также может помочь повысить эффективность операций обслуживания источников возобновляемой энергии. Например, затраты на обслуживание и управление ветряными турбинами зачастую составляют 20–25% от всех расходов в течение срока службы.
Но простая генерация дешевой, чистой электроэнергии — только часть решения, а основная проблема остается в ее распределении и хранении. Ветряная и солнечная энергия имеет непостоянный характер, то есть практически отсутствует возможность контролировать нормы выработки электроэнергии. Если ветер не дует, а солнце не светит, то энергосети будут обесточены. И наоборот, необычно солнечный или ветреный день может привести к избытку энергии в сетях и вызвать скачки напряжения и перегрузку оборудования.
Задача создания подключенной системы
Разработка эффективных решений хранения в масштабах энергосетей, таких как ионно-литиевые батареи или водородное топливо крайне важна для получения стабильной возобновляемой сети. Эти инновации поддерживаются решениями ИИ. Например, разработка ионно-литиевых батарей может быть дорогостоящим и затратным по времени процессом. Но исследователи из Стэнфорда, MIT и научно-исследовательского института Toyota использовали методы моделирования на базе искусственного интеллекта для существенного ускорения времени разработки, сократив процесс, который обычно занимает несколько месяцев, до нескольких часов.
Умные энергосистемы также могут помогать различными способами. Например, умные приборы могут предоставлять информацию, необходимую для точного расчета индивидуального использования электроэнергии, что поможет сократить расход электроэнергии в целом, как частными, так и производственными потребителями.
Чтобы умные энергосети работали эффективно, требуется надежное решение для анализа поступающих данных о расходе электроэнергии и соответствующей оптимизации. Например, решение для умной энергосистемы компании Axiomtek, которое помогает упростить управление данными энергосистемы, работает на базе процессоров Intel Atom® x5, Intel® Celeron® и Intel® Core™.
Еще одно решение для создания стабильных и возобновляемых энергосетей — это микроэнергосистемы. Их можно отсоединять от основных национальных электросетей и предоставлять местным общинам больше контроля над электроэнергией. Микроэнергосистемы также позволяют упростить интеграцию экологически чистой электроэнергии в энергосети и сократить дистанцию, а значит и потери при передаче.
Эти более мелкие энергосети могут даже повысить общую устойчивость энергосетей. Микроэнергосети могут работать, когда основная система неисправна, и обеспечивать управление спросом, который помогает стабилизировать энергосети (особенно важно в контексте наших недорогих, но непостоянных возобновляемых источников). Надежная и гибкая архитектура ПО особенно важна для возможности настройки и контроля множества составляющих микроэнергосетей эффективным и экономичным способом.
Мы не построим устойчивый мир, меняя подход к энергоснабжению в одиночку. Но это совершенно жизненно важный шаг. ИИ и периферийные системы Интернета вещей станут бесценным средством понимания и оптимизации энергосистем для формирования устойчивого будущего.