Jaką rolę odgrywają i odegrają w najbliższej przyszłości cyfrowe rozwiązania w rozwoju gospodarki wodorowej?

W nadchodzących dekadach technologie cyfrowe przekształcą światowy system energetyczny, czyniąc go niezawodnym i zrównoważonym. Rozwiązania cyfrowe będą zasadniczym elementem rozwoju gospodarki wodorowej, umożliwiając szybsze i lepsze zwiększanie skali i optymalizację łańcucha wartości dostaw (zielonego) wodoru. Każdy z poszczególnych etapów łańcucha dostaw w branży wodorowej: produkcja, magazynowanie, przesył i dystrybucja oraz wykorzystanie, może zyskać na wzroście efektywności oraz bezpieczeństwa przeprowadzenia procesu dzięki wykorzystaniu narzędzi IT. Oznacza to, że nowoczesne cyfrowe technologie będą mieć zasadnicze znaczenie w pokonywaniu wielu przeszkód w komercjalizacji, projektowaniu i łańcuchu dostaw oraz zwiększaniu skali i obniżeniu kosztów produkcji wodoru.

Czyli przyszłość OZE jest ściśle powiązana z rozwiązaniami cyfrowymi i co dzięki temu możemy uzyskać w zakresie produkcji zielonego wodoru?

Efektywna produkcja i przetwarzanie zielonego wodoru na masową skalę, nie jest możliwa bez digitalizacji i automatyzacji procesów opartych na takich technologiach jak między innymi: Internet of Things (IoT) czy Blockchain. Technologie te można wykorzystać do lepszego prognozowania produkcji energii ze źródeł odnawialnych, zapotrzebowania rynku czy oceny efektywnego sposobu produkcji wodoru. Technologie cyfrowe mogą pomóc w procesie optymalizacji instalacji OZE i dopasować produkcję energii do aktualnego zapotrzebowania na nią. Sektor dostaw energii elektrycznej oraz wodoru również może zyskać na większej produktywności i wydajności, a także na poprawie bezpieczeństwa pracowników dzięki rozwojowi koncepcji wirtualnej elektrowni.

W ostatnich miesiącach coraz bardziej popularny staje się temat wirtualnych elektrowni, czy mógłby pan przybliżyć, czym są i jaką rolę odgrywają w sektorze OZE?

Wirtualna elektrownia to centralnie optymalizowany i sterowany za pomocą systemu IT zespół rozproszonych jednostek wytwórczych i/lub odbiorczych, połączonych w ramach lokalnej sieci dystrybucyjnej. System IT, który zbiera pomiary ze wszystkich źródeł wytwórczych na danym obszarze za pomocą inteligentnych liczników, co umożliwia efektywną optymalizację działań instalacji OZE. Monitorowanie podaży energii wytworzonej z grupy instalacji OZE i dostosowanie jej do popytu na energię jest bardzo dynamicznym i złożonym procesem, który wymaga nowoczesnych rozwiązań opartych o odpowiednie opomiarowanie i analizę danych zbieranych w czasie rzeczywistym – dzięki chmurze obliczeniowej można budować wirtualne systemy potrafiące przetwarzać ogromne ilości danych. Dzięki zastosowaniu rozwiązań, z zakresu IT czy sztucznej inteligencji, wirtualna elektrownia jest w stanie dostosować swój sposób działania do zmieniających się warunków na rynku energii, czy stanu obciążenia sieci. Takie rozwiązania umożliwiają przezwyciężenie trudności związanych z wykorzystania oddalonych od siebie instalacji OZE, zlokalizowanych na danym terenie.  

Jakie konkretne, dostępne rozwiązania cyfrowe mogą pana zdaniem przyczynić się do rozwoju gospodarki wodorowej?

Moim zdaniem ważną rolę w gospodarce wodorowej odegrają rozwiązania cyfrowe, które umożliwią efektywne wykorzystanie danych, co pozwoliłoby na usprawnienie procesów związanych z wytwarzaniem wodoru czy zarządzaniem infrastrukturą. Jednym z cyfrowych rozwiązań umożliwiających poprawę efektywności gospodarki wodorowej jest cyfrowy bliźniak (ang. digital twin). Jest to wirtualna reprezentacja fizycznego obiektu (np. infrastruktura wodorowa), która zawiera przetworzone dane, pozwalające zrozumieć i modelować działanie tego obiektu. Cyfrowy bliźniak umożliwia użytkownikom wizualizację funkcjonowania modeli poszczególnych jednostek produkujących wodór, sprawdzanie ich stanu, przeprowadzanie analiz i generowanie użytecznych informacji, co ma na celu przewidywanie i optymalizację wydajności danej inwestycji wodorowej.

Jakie dane uwzględnia modelowanie przez cyfrowego bliźniaka, jakie parametry są składowymi?

Cyfrowy bliźniak może modelować wiele projektów i scenariuszy, w tym zmienne takie jak pogoda, zmienność popytu ze strony dostawców energii, optymalizując projekty wodorowe w celu maksymalizacji zwrotu z inwestycji i minimalizacji ryzyka. Rozwiązanie typu cyfrowy bliźniak może zoptymalizować nakłady inwestycyjne (CAPEX) związane z projektami wodorowymi przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka oraz niewielkiej zmianie nakładów operacyjnych (OPEX). Wykorzystanie uczenia maszynowego, cyfrowego bliźniaka i IoT może zapewnić bezpieczeństwo działania infrastruktury technologicznej, niezbędnej dla produkcji i dostarczania wodoru.

Technologia cyfrowego bliźniaka może również rejestrować i monitorować w czasie rzeczywistym stan funkcji obiektu fizycznego. Dzięki temu inżynierowie mogą przewidzieć, jak zmieniające się warunki wpłyną na wydajność infrastruktury wodorowej.  Korozja materiałów czy deformacja gruntu mogą spowodować naruszenie integralności obiektów infrastruktury i tym samym uniemożliwić jej prawidłowe działanie. Wykorzystanie rozwiązań IT, opartych na sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym może skutkować  wypracowaniem efektywnego systemu modelowania np. potencjału wystąpienia zjawiska korozji, stanowiącego ważny element w procesie oceny opłacalności  inwestycyjnej w infrastrukturę wodorową i jej utrzymania.