Transformacja energetyczna bez cyfryzacji to infrastruktura bez przyszłości

Elektrownie fotowoltaiczne na dachach hal produkcyjnych, farmy wiatrowe powiązane umowami PPA, generatory biogazowe i wodorowe, własne magazyny energii - dla zakładów przemysłowych inwestycja we własne OZE staje się odpowiedzią na:

• rosnące koszty,
• niestabilność cen na rynku hurtowym,
• presję dekarbonizacyjną ze strony łańcuchów dostaw
• potrzebę zabezpieczenia ciągłości pracy procesów produkcyjnych.

To właściwy kierunek. Ale ci, którzy już tę drogę przeszli, uczą się teraz trudniejszej lekcji. O tym, że postawienie instalacji to dopiero połowa drogi.

Instalacja fotowoltaiczna produkuje wtedy, gdy świeci słońce - nie wtedy, gdy zakład jej potrzebuje. W weekendy, podczas postojów czy w godzinach nocnych energia trafia do sieci po cenach, które w coraz większej liczbie godzin w roku schodzą poniżej zera.

Tymczasem w szczycie produkcji zakład i tak dobiera drogi prąd z sieci, bo własne źródło nie nadąża albo akurat nie produkuje. Magazyn energii stoi naładowany, bo system nie wie, że za dwie godziny pojawi się niedobór. Efekt? Rachunki za energię nie spadają tak, jak powinny, a inwestycja zwraca się wolniej niż zakładał inwestor.

To nie jest problem techniczny. To problem braku warstwy, która łączy aktywa w całość. I ten problem pojawia się niezależnie od tego, czy zakład właśnie rozważa pierwsze instalacje, czy zarządza już portfelem własnych źródeł energii.

Każda instalacja przemysłowa generuje dziś ogromne ilości danych: produkcja z instalacji PV, stan magazynu energii, bieżące zużycie poszczególnych linii produkcyjnych, harmonogram zmian, prognozy pogody, ceny na rynku. Dane są dostępne również dla firm, które dopiero planują inwestycję: historyczne zużycie, profile obciążeń, taryfy. Rzadko jednak trafiają do analizy przed podjęciem decyzji o skali i konfiguracji instalacji. Problem polega na tym, że na obu etapach dane żyją osobno, w systemach SCADA, w systemach ERP zakładu, w arkuszach kalkulacyjnych.

Wyobraźmy sobie typowy zakład z instalacją PV o mocy kilku megawatów i magazynem energii. Operator instalacji widzi produkcję. Kierownik produkcji zna harmonogram. Dział śledzi ceny energii. Ale nikt - ani żaden człowiek, ani żaden system - nie patrzy na te dane jednocześnie i nie podejmuje na ich podstawie decyzji w czasie rzeczywistym. Decyzja o tym, kiedy ładować magazyn, kiedy zwiększyć pobór z sieci, a kiedy ograniczyć, zapada z opóźnieniem albo nie zapada wcale. Zakład działa reaktywnie zamiast prewencyjnie.

W skali roku, przy rocznym zużyciu energii liczonym w dziesiątkach gigawatogodzin, mówimy o realnych stratach energii wytworzonej po zerowych lub ujemnych cenach, kosztach mocy pobranych w szczytowych godzinach. Firmy planujące inwestycję, które nie uwzględniają warstwy zarządczej już w modelu finansowym, po prostu zawyżają oczekiwany zwrot.

Oczywistą odpowiedzią na trudności z odbiorem nadwyżek byłaby rozbudowa sieci dystrybucyjnej - więcej przepustowości, szybsze przyłączenia, większe możliwości eksportu. To warunek konieczny, ale niewystarczający.

Dla zakładu przemysłowego sieć to środowisko, a nie rozwiązanie. Nawet najlepsza infrastruktura dystrybucyjna nie zmieni faktu, że instalacja PV produkuje bez związku z rytmem procesu produkcyjnego, a magazyn energii ładuje się i rozładowuje według domyślnych ustawień zamiast strategii energetycznej zakładu. Rozbudowa sieci obniży częstotliwość redyspozycji, ale nie sprawi, że energia z własnej instalacji trafi do właściwej linii produkcyjnej dokładnie wtedy, gdy jest potrzebna.

Zarządzanie energią przestaje być kwestią techniczną - staje się czynnikiem przewagi konkurencyjnej, a w coraz bardziej niestabilnych czasach nawet warunkiem przetrwania firmy. Efektywne i elastyczne wykorzystanie, wytwarzanie i magazynowanie energii ma bezpośredni wpływ na wynik finansowy, tempo rozwoju i bezpieczeństwo działania przedsiębiorstwa. Wymaga to zarządzania złożonym zestawem danych w połączeniu z prognozowaniem zdarzeń rynkowych - a to jest właśnie problem, z którym dziś mierzy się większość zakładów.

Odpowiedzią na ten problem są systemy zarządzania energią - EMS (Energy Management System) oraz systemy zarządzania biznesowego transformacją energetyczną.

EMS działają na warstwie operacyjnej: komunikują się z systemami SCADA instalacji OZE i magazynów energii, integrują dane z systemu produkcyjnego zakładu i zbierają wszystko w jednym miejscu.

Electrum, firma zarządzająca portfelem aktywów energetycznych o łącznej mocy ponad 3 GW - obejmującym farmy wiatrowe, instalacje fotowoltaiczne, magazyny energii i projekty hybrydowe - obserwując ten problem z pierwszej ręki, wdrożyła w Polsce pierwsze tego typu rozwiązania. Jednym z nich jest wielkoskalowy projekt hybrydowy łączący farmę fotowoltaiczną z instalacją wiatrową w jednym systemie zarządzania EMS, stanowiący pierwszy w kraju przypadek uwzględnienia dwóch źródeł energii już na etapie umowy przyłączeniowej.

Nad warstwą EMS Electrum oferuje usługę Energy Inteligence (EIX), to kompleksowa usługa zarządzania wartością biznesową oraz optymalizacji wykorzystania aktywów związanych z wytwarzaniem i konsumpcją energii wspierana środowiskiem analitycznym, oprogramowaniem oraz prognozowaniem, w tym z wykorzystaniem narzędzi AI. Usługa jest realizowana w sposób ciągły poprzez platformę cyfrową EIX wspartą zespołem ekspertów Electrum z dziedzin zarządzania wartością biznesu, finansów, zarządzania aktywami, transformacji energetycznej i dekarbonizacji. Usługa EIX pozwala zarządzać aktywami OZE poprzez cele i wskaźniki biznesowe: wpływ na wynik i wartość, bezpieczeństwo biznesu, ryzyko i ciągłość działania. Platforma EIX pozwala badać i projektować scenariusze biznesowe związane z energią oraz dekarbonizacją i na tej podstawie uruchamiać działania optymalizacyjne i inwestycyjne.

Systemy EMS oraz EIX przestają być niszą dla największych graczy. Sięgają po nie prywatne firmy z sektora OZE, ale coraz częściej też przedsiębiorstwa przemysłowe, które zainwestowały we własne źródła energii i chcą je lepiej dopasować do profilu własnego zużycia.

Im więcej urządzeń podłączonych do sieci, im więcej systemów wymieniających dane w czasie rzeczywistym, tym większa powierzchnia potencjalnego ataku. Dla zakładu przemysłowego ryzyko jest podwójne: skuteczny atak na system zarządzania energią może oznaczać nie tylko utratę danych, ale fizyczne zakłócenie ciągłości produkcji - nieplanowany przestój linii, błędy w zarządzaniu mocą, naruszenie bezpieczeństwa procesowego.

Ryzyko rośnie proporcjonalnie do skali cyfryzacji. Każdy nowy punkt komunikacji - między instalacją OZE, magazynem, systemem EMS i systemem ERP zakładu - to potencjalny punkt wejścia. A jednak bezpieczeństwo cyfrowe jest wciąż traktowane jako dodatek, o którym myśli się po podpisaniu kontraktu na system zarządzania energią, nie przed.

Bezpieczeństwo musi być wbudowane w architekturę systemu od pierwszego dnia. W praktyce oznacza to m.in. wdrożenie w ramach EIX: Security Operations Center (SOC) i Network Operations Center (NOC) - usługi, które na bieżąco monitorują zdarzenia w systemach i reagują na potencjalne zagrożenia, zanim przerodzą się w kryzys. Electrum stosuje to podejście jako integralną część prowadzenia klientów przez proces transformacji cyfrowej.

Polskie przedsiębiorstwa przemysłowe są na różnych etapach tej drogi. Część już zainwestowała w źródła i teraz uczy się, jak z nich naprawdę korzystać. Część stoi przed tą decyzją i ma szansę zaplanować całość - instalację i warstwę zarządczą - jako jeden system od samego początku. Druga fala transformacji, ta cyfrowa, dopiero nadchodzi i będzie trudniejsza, bo jej efekty są mniej widoczne. Nikt nie będzie robił zdjęć systemowi EMS/EIX tak, jak robi się je nowej instalacji na dachu hali.

Ale to właśnie ta niewidoczna warstwa zadecyduje o tym, czy inwestycja energetyczna przyniesie obiecane oszczędności i zwrot w zakładanym czasie - czy stanie się infrastrukturą bez przyszłości: fizycznie imponującą, ale niezdolną do pracy w realiach XXI wieku.