В статье по ссылке ниже коллеги из Центра НТИ "Энерджинет" приводят обзор потребностей развития энергетики для новой промышленной революции. Среди прочего мой взгляд привлекло одно утверждение, которое наглядно демонстрирует, насколько междисциплинарной является тема экономического развития в условиях энергоперехода. Коллеги цитируют работу российского ученого-экономиста, который указывает на существенную зависимость роста экономики от повышения скорости транспортировки людей и грузов и приводит квадратичную зависимость скорости транспортировки от плотности запасаемой энергии. Таким образом акцентируется внимание на том, что энергетический уклад является сдерживающим фактором, а смена укладов будет драйвером экономического роста.

Мне в связи с этим вспоминается дискуссия, в которой мы с коллегами по Новой лиге университетов (Европейский Университет в Санкт-Петербурге, Сколтех, РЭШ и Шанинка) участвовали в рамках круглого стола "Прикладные исследования в области климатической и социальной политики" в октябре 2021 года. В рамках установочного доклада этой дискуссии Михаил Эгонович Дмитриев приводил оценки, согласно которым для России драйвером экономического роста могло бы стать повышение качества и связности сети региональных дорог, которые напрямую определяют скорость грузоперевозок. Таким образом, более полный тезис, по-видимому, состоит в том, что экономический рост зависит от скорости транспортировки людей и грузов, которая в свою очередь зависит как от плотности энергии, так и от качества региональной дорожной сети.

https://xn--r1a.website/internetofenergy/2606

Инверторы, формирующие сеть
#энергопереход
Переход к более экологичной энергии сталкивается с техническими вызовами, особенно в вопросе стабильности энергосистем. Инверторные источники энергии (IBR), такие как аккумуляторные батареи и солнечные панели, играют ключевую роль в этом процессе, но их интеграция требует новых подходов. Одним из таких решений становится технология автономных инверторов в режиме источников напряжения, или Grid-Forming (GFM), которая позволяет энергосистемам работать даже при минимальном участии традиционных генераторов или вовсе без них.
Описание технологии GFM и потенциала ее использования в сетях приводится в статье "Инверторы, формирующие сеть", вышедшей в № 2, т. 22 журнала Power & Energy за 2024 год.
Подробнее читайте в заметке.

Китай развивает виртуальные электростанции, управляемые ИИ
#энергопереход #регулирование
В условиях глобального перехода к низкоуглеродной энергетике Китай активно развивает виртуальные электростанции (VPP) – сложные системы управления распределёнными источниками энергии. Одним из ключевых вызовов в этой сфере является обеспечение гибкости, надёжности и интеллектуальности работы таких систем. В статье "Как виртуальные электростанции с технологиями искусственного интеллекта меняют энергетический ландшафт Китая", вышедшей в № 6, т. 22 журнала Power & Energy за 2024 год (авторы: Chen, Q., Wang, X., Feng, C., Li, C., & Zheng, K.) рассматривается использование искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации работы VPP и повышения их эффективности, приводится описание технологии VPP и потенциала ее использования в энергосистеме Китая. Предлагаем вашему вниманию её краткий обзор.

Интернет энергии по-японски
#практикиInternetofEnergy #энергопереход
В журнале IEEE Electrification Magazine, т.12, №4 за декабрь 2024 года вышла чрезвычайно любопытная статья японских авторов из Токийской энергетической компании (TEPCO), во многом созвучная работам Центра «Энерджинет».

1. Энергетический переход является частью новой промышленной революции. Его целью и ключевой метрикой является обеспечение повышения производительности и гибкости технических систем. Углеродная нейтральность - только одно из требований.

2. Движущей силой новой промышленной революции является объединение распределенной электрификации с роботизацией на основе искусственного интеллекта и машинного обучения.

3. Будущее энергетической инфраструктуры видится в формировании на ее базе мульти-инфраструктуры за счет технического и оперативного слияния электрических сетей, центров обработки данных, телекоммуникаций, а также систем электрического транспорта и теплоэнергетики. Энергия в таких инфраструктурах будет стремиться существовать в превращенных формах с большой добавленной стоимостью (ценностью), например, в форме данных и обученных ИИ-моделей.

4. Электроэнергетика превратится в Интернет энергии. Элементарной ячейкой энергосистемы будет "машина X" - просьюмер (в т.ч. мобильный), имеющий собственные источники энергии и энергетической гибкости, управляемый интеллектуальной системой, выполняющий необходимые вычисления, реализующий различные пользовательские практики. Фрактальным образом такие машины будут объединяться в кластеры и системы вплоть до систем планетарного масштаба.

5. В Интернете энергии появятся локальные (распределенные) энергетические рынки, позволяющие множеству местных генераторов, просьюмеров и потребителей, в том числе роботам, оптимизировать и балансировать производство и распределение энергии, не теряя при этом связи с национальными и региональными энергетическими рынками, которые получат со стороны локальных (распределенных) рынков огромный ресурс гибкости и глобальной оптимизации энергоснабжения.

6. В деле энергетического перехода и формирования Интернета энергии самую значимую роль сыграют платформы и платформенные решения и бизнес-модели (Utility 3.0), позволяющие объединять распределенные ресурсы энергии и гибкости, осуществлять их взаимодействие, распределенное управление ими, балансировать спрос и предложение, осуществлять их коллективную оптимизацию. Платформенные бизнес-модели, по мнению авторов, должны быть интересны в первую очередь сетевым компаниям, они предвидят преобразование на этих принципах TEPCO в течении 5 лет.

Перевод статьи можно почитать здесь.

Железный конь на новый лад
#электромобили #Н2номика #энергопереход
🚜 В старом советском фильме "Богатая невеста" 1937-го года звучит песня И. Дунаевского и В. Лебедева-Кумача "Ой вы кони стальные...". Тогда "стальным конем" метафорически назывался трактор, но почти 100 лет спустя это словосочетание перестало быть метафорой, но все так же символизирует технический прогресс.
🐎 Вчера компания Kawasaki представила новый вид транспортного средства - водородного... коня. Биомиметический робот-вездеход Corleo на водородных топливных элементах и с искусственным интеллектом позволяет в буквальном смысле скакать по бездорожью, карабкаться и прыгать.
🤖 В статье об Интернете энергии по-японски, перевод которой мы опубликовали вчера, упоминается "машина Х" - синтез электромобильности с ИИ, постоянно подключенный к телекоммуникациям. Так вот водородный конь Corleo - такая "машина X", образ которой выходит далеко за рамки электромобиля с автопилотом.

«Неужели переход к "зеленой" энергетике прерван?»
#энергопереход
Аналитики крупнейшей инвестиционной компании Bridgewater Associates изучают последствия изменения политики в сфере энергетического перехода в США и Европе. Читайте про их основные выводы в короткой
заметке.

А здесь можно ознакомиться с нашими комментариями к проведенному исследованию:
1. Как мы и отмечали в своих публикациях, энергопереход – это не замещение старых источников энергии новыми, а их дополнение на фоне растущего и меняющегося спроса. С начала 2000-х тема энергоперехода была избыточно политизирована, сейчас, когда политика меняется, приоткрывается истинное назначение и содержание энергоперехода. При этом надо помнить, что планетарный климатический фактор никуда не денется, и имеет смысл готовить фундаментальные мероприятия по адаптации к новому климатическому режиму, в т.ч. в энергетике.

2. Климатическая повестка форсировала появление новых энергетических технологий, сейчас пришло время более гармонично их использовать при формировании нового энергетического уклада. Энергетический переход не прерывается, он только переходит в другую фазу своего развития. На этой стадии поменяются принципы становления нового уклада, вместо деструктивной формулы «3D» (декарбонизация, децентрализация, дигитализация) пришло время «3С» (со-обеспечение, со-организация, со-развитие).

3. В энергопереходе важны не только источники энергии, а вся цепочка от присвоения сил природы до их превращения в полезную работу для потребителей. Необходимо обратить внимание на вызовы к энергетике, связанные с глубокой электрификацией отраслей экономики, масштабным развитием роботизации и ИИ, экономическим освоением ранее неосвоенных территорий, развитием транспортных систем нового поколения и т.д. Стратегически более надежны те инвестиционные решения в технологии новой энергетики, которые учитывают эту целостность и ориентируются прежде всего на новые потребительские практики.

Спасибо Андрей Осипцов за наводку на исследование.

#энергопереход
Вчера по приглашению Ассоциации европейского бизнеса выступили на заседании Комитета по устойчивому развитию с темой "Энергопереход - не только климата ради". Пришло время позиционировать энергопереход как более комплексную историю, далеко выходящую за рамки климатической повестки.

Основные тезисы:
1. Климатическая политика играет важную роль в стимулировании различных технологий энергетического перехода. Однако климат является лишь одним из многих драйверов энергетического перехода, не всегда самым важным.
2. Энергетический переход является предпосылкой для промышленного развития, повышения производительности труда и роста экономической эффективности в целом.
3. Предприятия практически любой отрасли могут получить выгоду от энергетического перехода, выступая либо поставщиками, либо потребителями соответствующих технологий и продуктов.

Центры устойчивости вместо "аварийных убежищ"
#энергопереход
Наблюдаемое в последние годы учащение экстремальных погодных явлений угрожает надежности электросетей, что приводит к длительным отключениям электроэнергии, значительным экономическим потерям и человеческим жертвам. В качестве примеров можно привести ураган «Мария» в Пуэрто-Рико (2017) и зимние штормы в Техасе (2021). Подобные явления создают угрозу для жизни людей, экономики и инфраструктуры.

Одним из решений данной проблемы является создание центров устойчивости (Resilience Hub) – общественных объектов, предназначенных для обеспечения устойчивости локальных сообществ до, во время и после экстремальных событий. Центры устойчивости сочетают энергетические, социальные и инфраструктурные ресурсы, управляются местными организациями и доступны для всех.

Обзор объектов такого типа приводится в статье, вышедшей в журнале IEEE Power & Energy за 2024 год (авторы Alex Farley, Hollis Belnap, Masood Parvania). Подробно рассмотрены структура таких центров, активы и цели, описана схема скоординированного оперативного управления сетью центров для создания максимальных выгод для местных сообществ, энергосистем и других заинтересованных сторон. Предлагаем вашему вниманию краткий обзор статьи.

Луна должна быть компьютером
#AI #энергопереход #космизм
Омар Шамс - инженер по AI из Google, исследователь в сфере AI и физик-теоретик. Он в статье для журнала Palladium предложил построить вычислительную и энергетическую инфраструктуры для AI на Луне. Вот его тезисы:

🖥 Лидеры отрасли, такие как Сэм Альтман из OpenAI, считают целесообразными масштабные инвестиции в вычислительную мощность для AI. Их оценки основаны на эмпирическом наблюдении, что увеличение объема "вычислений”, доступных этим системам искусственного интеллекта, приводит к регулярному улучшению их производительности в логарифмическом масштабе. Эти законы масштабирования искусственного интеллекта, вероятно, будут действовать и в обозримом будущем и представляют собой один из важнейших двигателей современного технологического прогресса.

⚡️ Развитие вычислительных мощностей требуют значительных затрат энергии. Сегодня рабочие нагрузки AI во всем мире потребляют около 20 тераватт-часов (ТВтч) в год и составляют примерно 10% от общего энергопотребления центров обработки данных. Эти рабочие нагрузки растут намного быстрее, чем рабочие нагрузки, не связанные с искусственным интеллектом, и находятся на пути к удвоению к 2028 году. Дополнительное ускорение этим процессам придает качественное развитие технологий (повышение уровня автономии AI по классификатору OpenAI), требующее еще больших вычислений, еще большей энергии. Если законы масштабирования будут соблюдаться и AI реализует новый экономический потенциал, то взрывной рост спроса на энергию будет удваиваться или учетверяться десятилетие за десятилетием. Это заметное ускорение по сравнению с исторической тенденцией удвоения потребления энергии каждые тридцать-пятьдесят лет!

🌍 С этим связана одна проблема: мы не можем продолжать наращивать потребление энергии подобным образом, не сделав Землю негостеприимной для органической жизни. Это не связано с выбросами углерода и возникающим в результате этого парниковым эффектом; скорее, это связано с законами термодинамики. Чем больше энергии мы потребляем, тем больше тепла вырабатывают наши машины. Даже сегодня это отработанное тепло уже нагревает планету со скоростью примерно 2% от того, что можно отнести к парниковому эффекту. В конечном итоге наши машины будут нагревать Землю сильнее, чем даже Солнце.

🚀 Так что же делать? В космос! Благодаря Falcon 9 от SpaceX стоимость выхода на низкую околоземную орбиту снизилась примерно с 50 000 долларов за килограмм до примерно 3000 долларов за килограмм. Создание и эксплуатация дата-центров AI на орбите может показаться привлекательным, но мы быстро столкнемся с синдромом Кесслера, при котором плотность космического мусора на низкой околоземной орбите становится настолько высокой, что может сделать эксплуатацию спутников и космических аппаратов на этих орбитах все более сложной или невозможной.

🌗 Остается Луна! Луна богата кремнием из отложений реголита на ее поверхности, необходимым ингредиентом для производства графических процессоров. Достижения в области робототехники означают, что создание робота, который может сам себя собирать, или меньшей базы механизмов, которые могут самовоспроизводиться, находится в пределах досягаемости. Примерно через двадцать лет у нас будут роботы, способные выполнять любые механические действия, какими бы тонкими они ни были, на которые способно человеческое тело. Площадь поверхности Луны составляет 14,6 миллиона квадратных миль, что примерно соответствует размеру Азии. Если бы мы хотя бы половину Луны графическими процессорами и солнечными панелями, Луна могла бы поддерживать в миллиард раз больше вычислений, чем кластер Colossus (проект Маска), а с несколькими тактами закона Мура, продвигающими технологию чипов вперед, даже в триллион раз больше вычислений.

☀️ Хотя трудно оценить, когда нам абсолютно понадобится компьютер размером с Луну, мы знаем, что мы не сможем увеличить потребление энергии нашей планетой на два порядка, не вызвав катастрофического потепления, к которому мы были близки еще до революции искусственного интеллекта, примерно через 200 лет.