Uspon energetski orkestriranih gradova: Mogu li pametne mreže podnijeti potražnju za umjetnom inteligencijom?

Digitalni sustavi koje koriste pametni gradovi koji se oslanjaju na umjetnu inteligenciju prebacuju veliki udio potrošnje električne energije u podatkovne centre. Kako bi održivo zadovoljili ovu rastuću potražnju, gradovi moraju napraviti sljedeći korak u svojoj digitalnoj transformaciji.

Ključno pitanje više nije mogu li gradovi postati pametniji, već mogu li njihovi energetski sustavi postati dovoljno inteligentni da podrže gospodarstvo umjetne inteligencije.

Koje su karakteristike grada s koordiniranim upravljanjem energijom?

Globalno, podatkovni centri potrošili su oko 415 TWh u 2024. godini, što predstavlja približno 1,5% svjetske potrošnje električne energije. Prognoze sugeriraju da bi se ta brojka mogla povećati na otprilike 945 TWh do 2030. godine.

Kako bi zadovoljili ovu rastuću potražnju, gradovi s koordiniranim upravljanjem energijom oslanjaju se na kombinaciju:

• Pametnih mreža koje prate tokove električne energije u stvarnom vremenu.
• Sustava za upravljanje energijom pokretanih umjetnom inteligencijom koji predviđaju potražnju i optimiziraju opskrbu.
• Distribuiranih energetskih resursa, kao što su krovni solarni paneli, baterije i mikromreže.
• Električna vozila koja mogu poslužiti kao mobilne jedinice za pohranu energije.

Umjesto da se slijedi tradicionalni model mreže, gdje velike elektrane proizvode električnu energiju koja teče u jednom smjeru, pametno upravljanje energijom stvara dinamičan ekosustav u kojem zgrade, vozila, obnovljivi izvori energije i potrošači kontinuirano međusobno djeluju.

Kako pametna mreža koristi umjetnu inteligenciju za upravljanje energijom?

Pametna mreža omogućuje prijelaz s modela reaktivne električne energije na onaj koji je prediktivan i koordiniran. Kontinuiranim primanjem podataka, umjetna inteligencija može identificirati obrasce i odrediti kako uravnotežiti opskrbu, potražnju, skladištenje i distribuciju električne energije.

Prognoziranje potražnje

Prikupljanjem podataka s pametnih brojila, vremenskih uvjeta, povijesnih obrazaca potrošnje, razine prometa, industrijske aktivnosti i proizvodnje obnovljive energije, umjetna inteligencija može procijeniti količinu električne energije koja će gradu biti potrebna u različitim scenarijima.

Automatsko uravnoteženje ponude i potražnje

Kako bi se uravnotežila energija koja se generira s energijom koja se troši, umjetna inteligencija može puniti baterije kada postoji višak energije, preusmjeriti tokove između različitih područja ili aktivirati dodatne proizvodne kapacitete.

Integracija obnovljivih izvora energije

Obnovljivi izvori energije poput solarne i energije vjetra ovise o vremenskim uvjetima i stoga imaju varijabilnu proizvodnju. Umjetna inteligencija pomaže u predviđanju kada će se povećati proizvodnja solarne ili vjetroelektrane, omogućujući određivanje treba li proizvedenu energiju odmah pohraniti ili potrošiti.

Koje izazove predstavlja integracija potražnje potaknute umjetnom inteligencijom u pametne mreže?

Zahtjevi za kapacitet mreže i međusobnu povezanost povezani s umjetnom inteligencijom mogu rasti brže od same električne infrastrukture, što potencijalno može dovesti do preopterećenih trafostanica ili nedostatka transformatora.

Osim toga, visoko međusobno povezan energetski sustav stvara nove ranjivosti i rizike za kibernetičku sigurnost koji mogu ugroziti pametne uređaje.

Integracija obnovljivih izvora energije također može stvoriti izazove, jer umjetna inteligencija zahtijeva stabilnu opskrbu energijom.

S regulatorne perspektive, izazovi uključuju određivanje naknada za priključak, raspodjelu troškova i investicijskih poticaja, kao i odlučivanje tko će imati prioritetni pristup tijekom kritičnih situacija, s obzirom na to da je kapacitet mreže ograničen.

Gradovi već upravljaju energijom na pametan i koordiniran način

Austin

Austin je poslužio kao glavno poligon za tehnologije pametnih mreža usmjerene na smanjenje vršne potražnje i poboljšanje pouzdanosti mreže.

Grad je implementirao programe pametnih brojila, inicijative za integraciju obnovljivih izvora energije i sustave upravljanja punjenjem električnih vozila.

Tokio

Tokio je uložio značajna sredstva u distribuirane energetske sustave kako bi osigurao pouzdanu opskrbu električnom energijom tijekom prekida uzrokovanih potresima. Među tim ulaganjima su izgradnja kogeneracijskih sustava velikih razmjera, mikromreža i rješenja za pohranu energije u baterijama.