10 инноваций в энергетической отрасли в 2025 году
Энергетические технологии развиваются в трёх направлениях: декарбонизация, децентрализация и оцифровка. Солнечные батареи и экологически чистое производство водорода снижают выбросы углекислого газа и обеспечивают надёжность энергоснабжения.
Блокчейн позволяет торговать энергией напрямую (P2P), а интернет вещей (IoT) — мониторить активы в режиме реального времени для более эффективного распределения энергии. Эти десять технологий будут определять развитие энергетической отрасли в ближайшие годы. Специалисты смогут ориентироваться в этих технологических сдвигах и оставаться востребованными.
1. Аддитивное производство
В ветроэнергетике и солнечной энергетике аддитивное производство позволяет создавать сложные компоненты лопастей турбин и солнечных батарей. При этом используется меньше материалов и энергии, что снижает воздействие на окружающую среду. Кроме того, производство крупных деталей на месте сокращает логистические процессы и выбросы углекислого газа.
3 практических примера использования 3D-печати в энергетике
- Аддитивное производство позволяет изготавливать сложные детали с замысловатым дизайном. Это обеспечивает производство компонентов по требованию для обслуживания оборудования и разработки новых продуктов (NPD).
- 3D-печать позволяет создавать малосерийные партии специализированных корпусов и защитных кожухов, адаптированных к конкретному оборудованию и условиям окружающей среды. Они обеспечивают лучшую защиту чувствительных компонентов.
- Производство сменных компонентов по требованию сокращает время простоя и расходы на складские запасы. Технологии 3D-печати позволяют отказаться от дорогостоящей индивидуальной оснастки, необходимой для обслуживания и ремонта критически важных объектов энергетической инфраструктуры.
Material Hybrid Manufacturing
Стартап из США Material Hybrid Manufacturing разрабатывает технологию Hybrid3D для создания компактных устройств хранения энергии. Она позволяет изготавливать индивидуальные высокопроизводительные аккумуляторные системы с помощью 3D-оптимизации и адаптивной печати.
2. Искусственный интеллект
Энергетические компании используют искусственный интеллект для оптимизации процессов производства, распределения и управления потреблением энергии. С помощью аналитики на основе ИИ можно точно прогнозировать энергопотребление, а предиктивное обслуживание продлевает срок службы объектов инфраструктуры. Цифровые двойники на базе ИИ также помогают настроить работу, снизить затраты и воздействие на окружающую среду.
3 практических примера использования ИИ в энергетике
- Управление интеллектуальными сетями осуществляется с помощью искусственного интеллекта. Он анализирует данные в режиме реального времени, оптимизируя распределение энергии и балансируя спрос и предложение. Это снижает потери энергии, повышает надёжность системы, особенно в периоды пикового потребления или неожиданных сбоев.
- Анализ энергопотребления позволяет выявить закономерности и неэффективность, чтобы спрогнозировать расход энергии и разработать стратегии энергосбережения для поставщиков и потребителей. Такой подход сокращает расходы и уменьшает воздействие на окружающую среду.
- Предиктивное обслуживание заключается в мониторинге состояния оборудования для прогнозирования его отказов. Упреждающий подход минимизирует время простоя, продлевает срок службы активов и снижает затраты на обслуживание.
KAKTI
Стартап KAKTI из Дании предлагает ИИ-пилот для оптимизации энергоснабжения района.
Он использует математические алгоритмы, чтобы оптимизировать производство энергии и топливный баланс, а также интегрировать возобновляемые источники. Это помогает поставщикам энергии улучшить планирование и прогнозирование производства, снизить затраты и повысить устойчивость системы.
3. Дополненная реальность и виртуальная реальность
Визуализация сложных систем энергетической инфраструктуры в реальном времени помогает точнее их проектировать, обслуживать и устранять неисправности.
Например, дополненная реальность накладывает цифровую информацию на физическое оборудование и помогает техникам в ремонте или установке. Это повышает точность работы, снижает количество ошибок и время простоя.
А виртуальная реальность создаёт безопасные среды для обучения и моделирования, где работники могут практиковаться в опасных ситуациях без риска.
3 практических примера использования AR и VR в энергетике
- AR и VR создают реалистичные сценарии для обучения работников. Это позволяет им получать навыки в безопасной среде, что улучшает усвоение знаний и готовит к работе в реальных условиях. Кроме того, такой подход снижает затраты на обучение.
- Техническое обслуживание с помощью AR: эта технология помогает техникам получать инструкции в реальном времени при работе в удалённых или опасных местах. Это позволяет специалистам не приезжать на объект лично и ускоряет решение проблем.
- Планирование инфраструктуры с помощью VR: технология позволяет визуализировать энергетические объекты до начала строительства. Разработчики могут взаимодействовать с цифровыми моделями, что обеспечивает точное планирование и уменьшает недостатки проектирования. Также это упрощает процесс планирования и минимизирует дорогостоящие изменения.
Brilliance
Голландский стартап Brilliance разрабатывает лазерный двигатель, использующий свет красного, синего и зелёного (RGB) спектра. Эта технология основана на нитриде кремния, что позволяет создавать компактные решения с высокой яркостью и низким энергопотреблением.
Световые двигатели от Brilliance можно интегрировать в любое проекционное устройство. Они обеспечивают контроль питания, уменьшение спекл-фильтра и герметичность конструкции.
4. Большие данные и аналитика
Энергетические компании используют большие данные и аналитику для управления данными со счётчиков, датчиков и электросетей. Это помогает сократить потери энергии и повысить надёжность её распределения.
Аналитика также позволяет выявлять неисправности оборудования на ранних стадиях, что минимизирует время простоя и эксплуатационные расходы. Кроме того, анализ данных помогает энергетическим компаниям учитывать погодные условия и потребление энергии, а также интегрировать возобновляемые источники энергии в энергосистему.
3 практических примера использования больших данных и аналитики в энергетике
- Аналитика и большие данные помогают предсказать спрос на энергию. Это позволяет коммунальным службам корректировать производство и распределение энергии, снижая риск перепроизводства и потерь.
- Анализ данных в реальном времени повышает эффективность энергосистем и предотвращает проблемы с их работой. Это сокращает перебои в работе и повышает операционную эффективность.
- Аналитические решения прогнозируют доступность возобновляемой энергии и управляют колебаниями. Это помогает создать устойчивый энергобаланс, снизить зависимость от ископаемого топлива и поддерживать стабильность сети.
Enzum
Enzum — это стартап из Эстонии, который с помощью искусственного интеллекта оптимизирует системы хранения энергии.
Он собирает данные об исторических ценах на энергию, производстве и параметрах аккумуляторов. На основе этих данных модели машинного обучения прогнозируют состояние заряда (SoC), состояние здоровья (SoH) и глубину разряда (DoD). Это помогает оптимизировать работу систем хранения энергии.
Также продукт предлагает функции предиктивного обслуживания и индивидуальные стратегии зарядки. Они помогают минимизировать потери энергии и продлить срок службы активов.
5. Блокчейн
Блокчейн позволяет производителям и потребителям возобновляемой энергии совершать прямые сделки. Эта технология также помогает эффективно управлять энергосистемами, автоматически балансируя спрос и предложение при интеграции возобновляемых источников энергии. Кроме того, блокчейн позволяет проследить происхождение энергии, что повышает доверие к рынкам «зелёной» энергии и эффективность работы.
3 практических примера использования блокчейна в энергетике
- Блокчейн позволяет осуществлять прямые транзакции с прозрачностью и безопасностью без посредников, что снижает транзакционные издержки, улучшает процесс торговли и повышает доверие между сторонами.
- Блокчейн обеспечивает целостность и безопасность данных, передаваемых через энергетическую сеть. Он создаёт неизменяемую бухгалтерскую книгу, которая защищает инфраструктуру от киберугроз и обеспечивает надёжное энергоснабжение.
- Прозрачная и отслеживаемая система проверяет происхождение и подлинность возобновляемой энергии, обеспечивая точный учёт и торговлю REC.
Blue Freedom
Британский стартап Blue Freedom использует блокчейн и DAO (децентрализованная автономная организация) для повышения прозрачности, децентрализации и устойчивости в энергетике.
Green Grid Network (GGN) безопасно и децентрализовано отслеживает энергетические данные и транзакции. Сообщества могут демократично управлять ресурсами и внедрять инновации в сети с помощью DAO. Микроконтроллеры оптимизируют данные в реальном времени и обеспечивают безопасную связь с блокчейном.
Blue Freedom снижает неэффективность энергетических рынков и помогает сообществам контролировать потребление энергии.
6. CleanTech
Энергетическая отрасль использует экологичные решения для оптимизации производства, хранения и распределения энергии.
Например, безлопастные ветряные турбины улавливают энергию ветра с помощью колебаний. Они требуют меньше места и инфраструктуры по сравнению с традиционными турбинами.
Поезда на солнечных батареях используют солнечную энергию для транспортировки. Это снижает зависимость от ископаемого топлива.
Технология углеродных нанотрубок генерирует энергию из окружающих источников.
Водородные энергетические системы позволяют точно контролировать потоки энергии с помощью датчиков давления.
Искусственный интеллект автоматизирует и оптимизирует управление энергосистемами. Он корректирует энергопотоки в режиме реального времени на основе данных.
Квантовые вычисления моделируют сложные энергетические системы. Это помогает лучше понять стратегии производства и хранения возобновляемой энергии.
Все это обеспечивает более оцифрованное, автономное будущее для глобальной энергетической инфраструктуры.
3 практических примера использования чистых технологий в энергетике
- Технологии хранения энергии, такие как современные аккумуляторы и тепловые системы, накапливают избыточную энергию от возобновляемых источников. Это стабилизирует энергоснабжение и снижает зависимость от ископаемого топлива.
- Интеллектуальные сети с аналитикой данных и автоматизированными системами управления оптимизируют распределение энергии. Они балансируют спрос и предложение, минимизируют перебои и поддерживают децентрализованные источники энергии.
- Инновационные материалы, технологии и процессы снижают энергопотребление в зданиях, промышленности и транспорте. Это сокращает расходы и выбросы углекислого газа.
Realta Fusion
Американский стартап Realta Fusion разрабатывает компактную термоядерную систему для экологичного промышленного тепло- и энергоснабжения.
Система основана на концепции магнитного зеркала: два сверхпроводящих магнита удерживают плазму, заставляя заряженные частицы двигаться между ними. Это улучшает удержание плазмы и обеспечивает нагрев. Нагрев происходит за счёт ионного и электронного радиочастотного нагрева в сочетании с инжекцией высокоэнергетических нейтральных частиц.
Модульные системы можно настроить для производства энергии без выбросов парниковых газов.
7. Облачные вычисления
Облачные вычисления используют новейшие технологии: пограничные вычисления для ускоренной обработки данных рядом с энергетическими активами, гибридные облачные системы, объединяющие публичные и частные облачные инфраструктуры.
Искусственный интеллект и машинное обучение прогнозируют потребности в энергии и оптимизируют нагрузки, а блокчейн обеспечивает безопасность и прозрачность транзакций данных. Квантовые вычисления позволяют использовать моделирование и симуляцию для точного прогнозирования спроса на энергию. Эти достижения способствуют цифровой интеграции и оперативному контролю.
3 примера использования облачных вычислений в энергетике
- Управление распределёнными энергетическими ресурсами (DER) осуществляется с помощью облачных вычислений. Они обеспечивают централизованную платформу для обработки данных от МЭР. Это позволяет принимать решения и оптимизировать их в реальном времени.
- Облачные решения анализируют данные от различных компонентов энергосистемы. Это помогает предотвратить отключения, оптимизировать работу энергосистемы и снизить расходы за счёт выявления потенциальных проблем до их обострения.
- Удаленный мониторинг активов позволяет в реальном времени отслеживать и управлять энергетической инфраструктурой в разных точках, что повышает надежность и срок службы активов, а также сокращает время простоя благодаря своевременному вмешательству.
Pratexo
Pratexo — это американский стартап, который предлагает систему балансировки мощности. Она управляет колебаниями спроса и предложения энергии в экосистемах электрификации в режиме реального времени.
Система объединяет распределённые источники энергии и быстро реагирует на отклонения частоты, чтобы передавать электроэнергию. Компания также поддерживает стабильность энергосистемы с помощью настраиваемых решений на платформе edge-to-cloud.
8. Технологии подключения
Энергетическая отрасль развивается благодаря технологиям подключения. Они нужны для управления сетями, интеграции возобновляемых источников энергии и удалённой работы.
Например, низкоорбитальные спутники (LEO) собирают данные о распределённых энергетических активах по всему миру в режиме реального времени. Неназемные сети 5G (NTN) обеспечивают мгновенную связь для стабильной работы энергосистемы и распределения энергии. Квантовое шифрование защищает конфиденциальные энергетические данные, а оптическая лазерная связь позволяет быстро передавать информацию на большие расстояния. IoT-датчики с пограничными вычислениями улучшают контроль за энергией и обслуживание оборудования. Эти технологии совершенствуют цифровую инфраструктуру энергетических систем во всём мире.
3 примера использования технологий подключения в энергетике
- Умные счётчики передают данные об энергопотреблении в режиме реального времени. Это позволяет отслеживать расход энергии и сокращать её потери.
- Поставщики и потребители обмениваются данными, чтобы автоматически регулировать энергопотребление в пиковые периоды. Так можно сбалансировать нагрузку на энергосистему, предотвратить перебои в работе и сократить количество дорогостоящих и загрязняющих окружающую среду пиковых станций.
- Интеграция датчиков, систем управления и аналитики данных автоматизирует управление энергосистемой. Она повышает эффективность энергосистемы: оптимизирует распределение энергии, сокращает время простоя и быстрее реагирует на неполадки.
DEWINE Labs
Стартап DEWINE Labs из Австрии предлагает коммуникационные решения на основе технологии Bluetooth low energy (BLE). Они обеспечивают передачу данных в реальном времени на большие расстояния, настраивают параметры связи для надёжности, позволяют разным беспроводным технологиям работать вместе и продлевают срок службы батареи за счёт энергоэффективности.
Компания также работает над улучшением устройств BLE: увеличивает радиус действия, пропускную способность и возможности передачи данных в реальном времени. Это улучшает связь и повышает производительность.
9. Интернет вещей (IoT)
IoT-подключение помогает работать эффективнее: оно позволяет отслеживать работу в реальном времени и оптимально использовать ресурсы.
IoT объединяет датчики, устройства и платформы для анализа данных в энергетике. Это помогает принимать решения и прогнозировать обслуживание. Также подключение позволяет точно контролировать производство и распределение энергии, что снижает потери и повышает надёжность энергоснабжения.
Сети 5G ускоряют обработку данных и делают управление сложными энергетическими системами более эффективным.
3 практических примера использования IoT в энергетике
- Управление активами с помощью IoT позволяет отслеживать физические активы в реальном времени. Это помогает эффективно использовать ресурсы, снижает затраты и обеспечивает более эффективное принятие решений.
- Установка датчиков на оборудовании позволяет заранее обнаруживать потенциальные проблемы. Это сокращает время простоев, продлевает срок службы объектов инфраструктуры и снижает затраты на обслуживание.
- Мониторинг и управление работой трансформатора в реальном времени позволяет адаптировать его работу к меняющимся условиям нагрузки и окружающей среды. Это делает систему более энергоэффективной, снижает потери и повышает стабильность.
EcoPhi Renewables Engineering
Стартап EcoPhi Renewables Engineering из Германии создаёт передовую систему управления фотоэлектрическими установками и энергопотреблением. Она отслеживает, контролирует и повышает эффективность солнечных установок, систем хранения энергии, станций зарядки электромобилей и тепловых насосов. Система также анализирует данные в режиме реального времени, оповещает о событиях и составляет отчёты. Это помогает управлять энергопотреблением, снижать расходы на эксплуатацию и повышать энергоэффективность.
10. Передовая робототехника
Роботы с искусственным интеллектом и машинным обучением, интегрированные в сферу энергетики, обеспечивают более точное и безопасное обслуживание, снижая затраты. Они выполняют сложные задачи в опасных условиях, например, на морских нефтяных вышках и атомных электростанциях, где они минимизируют риски для человека. Кроме того, эти роботы собирают и анализируют данные в режиме реального времени, что позволяет повысить эффективность принятия решений и работы.
3 примера использования робототехники в энергетике
- Беспилотники и краулеры исследуют труднодоступные места, где есть энергетическая инфраструктура. Они делают детальные снимки и собирают данные с датчиков, что позволяет проверять состояние ветряных турбин и морских буровых установок без риска для людей. Это быстрее, безопаснее и дешевле, чем проверки, которые проводят люди.
- Роботы ремонтируют сложные объекты, например подводные трубопроводы или высоковольтные линии электропередачи. Благодаря искусственному интеллекту они работают точнее и эффективнее людей, а также не подвергают их опасности.
- Мониторинг трубопроводов с помощью робототехники и передовых датчиков позволяет обнаруживать утечки, коррозию и другие неисправности. Эта технология предоставляет данные в режиме реального времени и помогает быстро устранять проблемы, что снижает риск экологических катастроф и обеспечивает безопасную транспортировку энергоресурсов.
Solar Bot
Стартап Solar Bot из Бразилии предлагает автономное решение для очистки солнечных панелей.
Модели S-Bot и S1 используют поток ветра, чтобы мягко удалить грязь без трения и очистить панели без воды. Это повышает эффективность выработки энергии и снижает расходы на обслуживание.
03.10.2024, 3037 просмотров.