Projekt za biliardy - chytré rozvodné sítě přicházejí

Matt Theall sice pracuje v Intelu, ale zároveň je prezidentem HomeGrid konsorcia, které se zaměřuje na vývoj řešení pro nový standard g.hn (gigabit homenetworking) a návazných standardů pro aplikační vrstvy v chytrých rozvodných sítích.

Jde o oblast, která je na rozhraní IT a energetiky a úzce souvisí s rozvojem chytrých rozvodných sítí – smartgrids, které by se v budoucnu mohly stát významnou alternativou klasických telekomunikačních sítí. Uvítali jsme proto nabídku společnosti Ness, která se na našem trhu zaměřuje na technologii inteligentního měření, se s ním setkat a zjistit novinky a aktuální trendy v této oblasti.

CIO: Jaká je role Intelu v energetice či přesněji v oblasti chytrých sítí?

Matt Theall: Intel je jedním ze zakladatelů iniciativy Open Energy, která je zaměřena jak na řízení energetických systémů, tak na možnosti budoucího využití chytrých rozvodných sítí.

Začněme tedy u „smartgridu“ – budování chytrých rozvodných sítí a nasazování speciálních chytrých měřidel spotřeby je téma, o němž se hovoří již řadu let, zároveň je to ale cíl, který se příliš nepřibližuje. Setkal jsem se dokonce i s firmami, které do energetiky kvůli rozvoji chytrých sítí takříkajíc vstoupily a nyní své aktivity s ohledem na pomalé tempo utlumují.

Myslím, že v mnoha zemích začal reálný rozvoj chytrých sítí v posledních osmnácti měsících. Zčásti je to hnáno rostoucími cenami energie, zčásti potřebou vyrovnávat výrobu a spotřebu energie a zabránit výpadkům. Je to odvětví, které dělá teprve první krůčky, nicméně je určitě dál, než se může při pohledu zvenčí zdát – zajímají se o ně prakticky všechny energetické společnosti a řada vlád. Například v USA vláda na rozvoj chytrých sítí vyčlenila již přes osm miliard dolarů – ale i to je jen začátek. Chytré elektrické hodiny jsou již instalovány do ostrého provozu v řadě evropských zemí a jednání o prvních projektech probíhají pochopitelně i v České republice. Očekáváme, že celkové náklady na přestavbu rozvodných sítí po celém světě se budou pohybovat přinejmenším ve stovkách miliard dolarů, existují ale i odhady hovořící až o čtrnácti bilionech dolarů (tedy řádově biliardách či postaru kvadrilionech korun – pozn. red.).

To je skutečně astronomická částka. Kvůli čemu ji budeme muset utratit? Jsou to ceny energie, měnící se způsob jejího užívání a v poslední době i výroby, nebo výpadky způsobené nedostatečnou kapacitou sítě a jejím přetížením? Protože upřímně řečeno, kupříkladu v Česku jsou rozsáhlé „blackouty“ způsobené nedostatečnou výrobní či přenosovou kapacitou prakticky neznámé. Jistě se mohou objevit výpadky způsobené extrémy počasí, ale těm asi chytré sítě nezabrání. V případě ceny je na místě při nákladech, které zmiňujete, otázka, zda chytré sítě naopak energii neprodraží natolik, že se stane takříkajíc luxusním zbožím – ostatně již dnes nejsme od takové situace daleko.

Těch faktorů je řada. Schopnost vyrovnávat zátěže je zásadní – i když Česko možná nemá problémy s rozsáhlými výpadky, musí rozvodné sítě zvládat vyrovnávání zátěže mezi průmyslovými oblastmi, městy či oblastmi s rozdílnou spotřebou a výrobou energie. Roli hraje i rychlý růst populace.To poslední se nás v Evropě rozhodně netýká.

Možná, nicméně současné rozvodné sítě využívají infrastrukturu a principy, které byly vymyšleny a zavedeny před více než sto lety lidmi, jako je Edison. Je to velmi zastaralý systém, který se nedokáže vyrovnat s novinkami, jako jsou obnovitelné zdroje.

Jsem rád, že jsme se k obnovitelným zdrojům dostali. Ty totiž díky způsobu, jímž jsou budovány a zapojovány, a stupidnímu systému dotací způsobují v rozvodných sítích často více problémů než užitku – zatímco dříve bylo třeba reagovat pouze na nestálou spotřebu, nyní se zcela nestálou a nespolehlivou stává i výroba energie.

Ano, potřebujeme být schopni vše lépe analyzovat a řídit.

Takže zatímco dříve byla tíže regulace na těch, kdo energii vyráběli, nyní hodíte nutnost regulovat svou spotřebu na hlavu zákazníkům?

Ne, na klienty ne. Jde spíš o schopnost výrobců a distributorů energie monitorovat a řídit různá zařízení v rozvodné síti – řada z nich je mimo domácnosti, například transformátory, elektrické hodiny. Jiné spotřebiče, jejichž chod budou chtít rozvodné závody monitorovat, pochopitelně se svolením zákazníka, jsou v domácnosti – může se jednat například o ledničky, myčky, pračky, světla a další spotřebiče, jejichž používání budou chtít monitorovat, možná že ne přímo na úrovni vaší domácnosti, ale například čtvrti, v níž žijete, aby bylo možné zajistit stabilitu rozvodné sítě.

To zní děsivě. Zejména když si vzpomenu, jak jste zmínil, že se o celou problematiku zajímá řada vlád. V takovém případě totiž nejde o otázku poptávky a nabídky, ale převážně či pouze o vládní regulaci. Energetika byla pochopitelně vždy do určité míry regulována, nicméně v poslední době nabývá regulace v této oblasti naprosto absurdní podoby, kterou výtečně ilustrují zákazy klasických žárovek.

Nemyslím, že by rozvoj chytrých sítí byl primárně iniciován či řízen ze strany vlád. Jejich zájem souvisí spíše s dostupností elektřiny a bezpečnostními otázkami, zejména riziky nabourání systémů pro řízení rozvodných sítí a případnými následky, které by jejich narušení mohlo mít.

Existují alespoň nějaká data či odhady toho, jak velké budou po přebudování rozvodných sítí úspory ztrát při přenosu energie – a tedy do jaké míry lze pokrýt náklady na „smartgrid“ z těchto úspor (či podobných) a nakolik budou přeneseny na zákazníky ve vyšší ceně energie?

Takové výpočty bohužel nemám k dispozici. Budou se navíc lišit výrazně v jednotlivých zemích, neboť i stav rozvodných sítí se výrazně liší.

Co vše si pod pojmem chytré rozvodné sítě máme představit?

První věcí, kterou většina rozvodných závodů či energetických společností chce zavádět, jsou chytré elektrické hodiny (tzv. smart meter). Ty nahrazují klasické hodiny, které je třeba odečítat přímo u zákazníka. Základní funkcí chytré sítě je schopnost hodin odesílat údaje o spotřebě přímo rozvodné společnosti (nejčastěji přímo po rozvodné síti), což přináší jasnou a významnou úsporu v procesu účtování spotřeby energie.

Dobrá, to jistě zajímá distributory, co by ale mělo na konceptu chytrých sítí zajímat spotřebitele?

Jednou z možností v budoucnu bude například sledovat spotřebu každého „chytrého“ spotřebiče – na obrazovce své televize si budete moci například znázornit přehled toho, kolik který spotřebič využil za poslední měsíc energie, a upravit tak své chování a jejich používání, abyste ušetřili.

Budeme v takovém případě muset nahradit všechny spotřebiče za „chytré“, nebo budou existovat i nějaká „udělátka“ či doplňky – například chytré zásuvky či adaptéry? Koneckonců nahrazení všech spotřebičů v domácnosti jen kvůli měření jejich spotřeby je nereálné a cyklus jejich výměny činí typicky pět až deset a někdy i dvacet let.

Předpokládáme, že budou určitě chytré adaptéry, které bude možné zapojit mezi zásuvku a spotřebič, tak abyste nemuseli kupovat nové spotřebiče, dříve než skončí jejich běžná životnost. Nové přístroje budou postupně mít tuto funkci standardně vestavěnou.

Doposud jsme hovořili zejména o dopadu na samotné výrobce a distributory energie či domácnosti, byť jsme vynechali zajímavé téma elektromobilů, jak ale chytré rozvodné sítě ovlivní byznys, například to, jakým způsobem je řízeno IT?

Podobně jako domácnosti i podniky jistě ocení možnost lépe monitorovat a následně řídit spotřebu energie a s tím související náklady. Napadá mě příklad jedné školy ve Spojených státech, která po nasazení řešení monitorování a řízení spotřeby dokázala ušetřit čtyřicet procent nákladů na energie změnou pravidel pro provozování klimatizace v tělocvičně a učebnách během týdne a zejména o víkendech.

Na začátku jste zmínil g.hn, můžeme se tedy podívat blíže na tuto oblast?

Je to technologie, která umožňuje přenášet data, zvuk i obraz prakticky po libovolném drátě – je jedno, zda se jedná o rozvodnou síť, telefonní síť, koaxiální kabely. Umožňuje tvorbu domácích sítí, ale také lokálních sítí zahrnujících například místní čtvrť.

G.hn je tedy součástí rodiny technologií chytrých rozvodných sítí?

Ano, jde o to, využít infrastrukturu rozvodných sítí jako nosné médium pro síťové přenosy a zařídit spolupráci různých protokolů, které na chytrých sítích mohou fungovat – právě například pro účely monitorování spotřebičů nebo řízení jejich spouštění v době, kdy je levnější elektřina.

Je zajímavé, že zatímco IT začalo coby centralizovaná infrastruktura typu mainframe, posléze se decentralizovalo do distribuovaného výpočetního modelu a nyní se opět centralizuje v podobě cloudů, energetika začala decentralizovaná (první továrny měly obvykle vlastní lokální elektrárny), posléze se centralizovala v podobě současných rozvodných sítí a s příchodem „smartgridu“ se opět decentralizuje. Lze tedy předpokládat, že se jedná o cyklus – byť v délce desítek let?

Nemyslím si. Koncept současné rozvodné sítě je skutečně sto let starý, současná změna souvisí jednak s novými způsoby výroby energie a také s informačními technologiemi, které umožňují vzdálené monitorování a řízení. Je to postupný evoluční proces spíše než cyklus.

Jedním z důvodů lepší odolnosti evropských rozvodných sítí je možná i to, že byly podobně jako internet budovány s jistými rezervami, tak aby byly schopny lépe přestát případný válečný konflikt. Jak odolné budou v tomto směru chytré sítě – může být rozvodná síť efektivní i odolná zároveň?

Rozhodně. Síť bude mít vlastní inteligenci a bude lépe zvládat připojování a odpojování náročných spotřebičů i lokálních zdrojů. Výrazně posílena by měla být i oblast kybernetické bezpečnosti, která představuje v současné době patrně větší riziko než možnost otevřeného válečného konfliktu.