Novi računalni modelni alat razvijen od strane istraživačkog tima MIT Energy Initiative (MITEI) pomoći će planerima infrastrukture koji rade u sektorima električne energije i drugih energijski intensivnih sektora bolje predvidjeti i pripremiti buduće potrebe i uvjete prilikom razvoja planova za proizvodnju električne energije, prenosne linije i druge potrebne infrastrukture. Alat može smanjiti vrijeme potrebno za planiranje i pomoći osigurati da električna mreža nastavi pružati korisnicima efikasnu, pouzdanu i jeftinu električnu energiju koja zadovoljava standarde emisija i regulativa. Alat je razvijen kao dio filantropski podržanog istraživačkog projekta kroz MITEI u suradnji s Princeton University i New York University.
Poznavanje budućnosti električnih mreža
Macro, novi alat, posebno je dizajniran za planere električnih kompanija, regulatore i istraživače koji pokušavaju razumjeti kako električne mreže i drugi energetski sektori mogu evoluirati uz nove tehnologije i politike ili različite načine korištenja električne energije i energijski intensivnih robe, objašnjava MITEI istraživački znanstvenik Ruaridh Macdonald. Unoseći detalje o dostupnim generacijskim jedinicama, očekivanim zahtjevima, troškovima, mogućim novim tehnologijama i potencijalnim ograničenjima politike, planeri mogu istražiti različite opcije za dizajn i operaciju buduće infrastrukture koja će minimizirati cijene i maksimalizirati vrijednost za sve. Posebno, za razliku od tradicionalnih modela, Macro uzima u obzir ko-ovisnosti između industrijskih sektora.
S daljnjim razvojem, Macro omogućit će zakonodavcima istraživati u realnom vremenu uticaje potencijalnih političkih opcija na ishodke koji se kreću od emisija ugljičnog dioksida do pouzdanosti mreže do cijena robe i više.
Povećanje zahtjeva za električnom energijom
Zahtjev za električnom energijom sada se brzo povećava, djelomično zbog povećane upotrebe umjetne inteligencije i elektrifikacije svega od vozila do zgrada. Zbog toga će biti potrebno više proizvodnje i prenošenja električne energije. Tisuće vjetroelektrana i solarnih projekata sada dolaze na liniju, ali te jedinice ne mogu uvijek generirati električnu energiju, pa su potrebne komplementarne izvore energije i skladišne kapacitete. Osim toga, potrošači energije kao što su podatkovni centri, proizvodni centri i bolnice imaju stroge zahtjeve za pouzdanošću koji moraju biti ispunjeni. Još jedna složenost planera je obveza smanjivanja ili čak eliminiranja emisija ugljičnog dioksida.
Novi alat nadmašuje stare modele
Macro se temelji na povijesti modela proširenja kapaciteta (CEM), uključujući GenX i DOLPHYN, koje su razvili istraživači MITEI-a kako bi pomogli električnim kompanijama planirati budućnost. GenX je dizajniran 2017. godine kako bi podržao donošenje odluka vezano za investicije u električne mreže, kao i real-vremensko funkcioniranje mreže, te kako bi istražili uticaje mogućih političkih inicijativa na te odluke. DOLPHYN, objavljen 2021. godine, ima istu jezgro strukture kao GenX, ali s dodatnim sektorima, uključujući proizvodnju vodika, biogoriva i više.
Međutim, Macdonald, Jesse Jenkins, jedan od kreatora GenX i sada profesor na Princeton University, i Dharik Mallapragada, jedan od kreatora DOLPHYN i sada profesor na New York University, shvatili su da moraju izgraditi veće i viši razlučivostni modeli od onih koje su GenX ili DOLPHYN sposobni kako bi dobili točnije odgovore o uticajima politike i novih tehnologija.
Inovativna arhitektura Macra
Macdonald, Jenkins i Mallapragada, zajedno s suradnicima iz Princeton, Filippo Pecci i Luca Bonaldo, izumili su novu arhitekturu koja pruža potrebne proširene mogućnosti. Prilikom izgradnje Macra, oni i njihovi timovi razvili su skup od četiri jezgrovne komponente koje se mogu kombinirati kako bi opisale energetski sustav za bilo koji industrijski proces. „Svaka komponenta opisuje osnovne radnje u energetskom sustavu: prijenos, skladištenje, transformaciju i ulazak ili izlazak iz mreže“, objašnjava Macdonald. „Jer komponente nisu sektor-specifične, možemo ih koristiti za izgradnju mreža električne energije, robe i podataka.” S Macro, korisnici mogu se fokusirati na određene oblasti ekonomije, na primjer, za međuregionalni prijenos električne energije ili robe. Ova fleksibilnost dovela je druge istraživačke grupe da počnu koristiti Macro za svoje projekte. „U stvari, već imamo neke koji istražuju proizvodnju cementa i proizvodnju određenih kemikalija“, kaže Macdonald.
S Macro, korisnik može problem razbiti na manje dijelove. Većina softvera koji se koristi za ovakvo modeliranje dizajnirana je da radi na jednom računalu. „S novom arhitekturom Macra, možemo lako dekomponirati veliki problem u mnoge male probleme koje možemo pokrenuti na zasebnim računalima“, kaže Macdonald. To čini Macro pogodnim za pokretanje na modernim klasterima za visoku performansu računanja. Također pruža dodatnu korist prilikom planiranja električnih mreža. Određeni aspekti proširenja su pogodniji za pokretanje na zasebnim računalima.
Zaključak
Macro predstavlja revolucionarni korak u modeliranju električnih mreža i drugih energijski intensivnih sektora. Njegova sposobnost da uzima u obzir ko-ovisnosti između različitih sektora i njegov fleksibilni dizajn čine ga neprocjenjivim alatom za planere, regulatore i istraživače. S daljnjim razvojem, Macro ima potencijal da značajno utječe na budućnost planiranja električnih mreža i ostvarenja zelenih ciljeva.
Česta pitanja
Koji su glavni ciljevi Macra?
Glavni ciljevi Macra su poboljšanje predviđanja budućih potreba i uvjeta u električnim mrežama i drugim energijski intensivnim sektorima, te smanjenje vremena potrebnog za planiranje i osiguranje da električna mreža nastavi pružati efikasnu, pouzdanu i jeftinu električnu energiju koja zadovoljava standarde emisija i regulativa.
Kako Macro razlikuje od prethodnih modela?
Macro se razlikuje od prethodnih modela kao što su GenX i DOLPHYN po tome što može uzimati u obzir ko-ovisnosti između različitih industrijskih sektora i po tome što je dizajniran da radi na modernim klasterima za visoku performansu računanja. Također, Macro omogućuje korisnicima da se fokusiraju na određene oblasti ekonomije i da istražuju uticaje potencijalnih političkih opcija u realnom vremenu.
Koji su glavni prednosti Macra?
Glavni prednosti Macra uključuju njegovu sposobnost da uzima u obzir ko-ovisnosti između različitih industrijskih sektora, njegov fleksibilni dizajn koji mu omogućava da se koristi za različite aplikacije, te njegovu sposobnost da radi na modernim klasterima za visoku performansu računanja. Također, Macro omogućuje korisnicima da istražuju uticaje potencijalnih političkih opcija u realnom vremenu.
Kako se Macro koristi u praksi?
Macro se trenutno koristi u različitim istraživačkim projektima, uključujući istraživanje proizvodnje cementa i kemikalija. Korisnici mogu unijeti detalje o dostupnim generacijskim jedinicama, očekivanim zahtjevima, troškovima, mogućim novim tehnologijama i potencijalnim ograničenjima politike, te istražiti različite opcije za dizajn i operaciju buduće infrastrukture.
Kako se Macro razvio?
Macro je razvijen kao dio filantropski podržanog istraživačkog projekta kroz MIT Energy Initiative u suradnji s Princeton University i New York University. Razvili su ga Ruaridh Macdonald, Jesse Jenkins i Dharik Mallapragada, zajedno s suradnicima iz Princeton, Filippo Pecci i Luca Bonaldo.
