Umjetna inteligencija i put prema čistoj energiji

Svjetska pažnja se sve više usmjerava na vezu između umjetne inteligencije (AI) i porasta potrošnje energije. Dok se data centri koji se grade kako bi podržali AI mogu potencijalno naprezati električne mreže, povećati cijene usluga i prekide u opskrbi, te usporiti prijelaz na čistu energiju, AI također može pomoći u energijskoj tranziciji.

Na primjer, upotreba AI smanjuje potrošnju energije i prateće emisije u zgradama, prijevozu i industrijskim procesima. Također, AI pomaže optimizirati dizajn i smještaj novih vjetrenjača, solarnih postrojenja i skladišta energije.

Na električnim mrežama, upotreba AI algoritama za kontrolu operacija pomaže povećati učinkovitost i smanjiti troškove, integrirati rastući udio obnovljivih izvora energije, te čak i predvidjeti kada je potrebno servisirati ključnu opremu kako bi se spriječile kvarovi i mogući prekidi u opskrbi.

AI može pomoći planerima mreže zakazati investicije u proizvodnju, skladištenje energije i drugu infrastrukturu koja će biti potrebna u budućnosti. AI također pomaže istraživačima otkrivati ili dizajnirati nove materijale za nuklearne reaktore, baterije i elektrolizere.

Istraživači na MIT-u i drugdje aktivno istražuju te i druge mogućnosti za podršku prijelazu na čistu energiju. Na svojoj konferenciji istraživanja 2025. godine, MITEI objavio je Data Center Power Forum, ciljani istraživački napor za članove MITEI-a zainteresirane za izazove vezane uz potrošnju energije u data centrima.

Kako AI pomaže u prijelazu na čistu energiju

Korisnici se uglavnom oslanjaju na kontinuiranu opskrbu električne energije, a operateri mreže dobivaju pomoć od AI kako bi to postigli – dok istovremeno optimiziraju skladištenje i distribuciju energije iz obnovljivih izvora.

Međutim, s sve većom instalacijom solarnih i vjetrenjača – oba izvora energije koja se dobiva u manjim količinama i neprestano – te rastućom prijetnjom vremenskih događaja i kibernapada, osiguravanje pouzdanosti postaje sve složenije. “Točno je tamo gdje AI može doći na scenu,” kaže Anuradha Annaswamy, senior istraživačica na Odjelu za mehaničko inženjerstvo MIT-a i direktorica MIT-ovog laboratorija za aktivno-adaptivnu kontrolu. “U suštini, morate uvesti cijelu informacijsku infrastrukturu kako biste dopunili i dopunili fizičku infrastrukturu…. električna mreža je složen sustav koji zahtijeva metičnu kontrolu na vremenskim razinama od desetljeća sve do mikrosekundi. Problem se može pratiti do osnovnih zakona fizike električne energije: snabdjevanje električnom energijom mora biti jednako potrošnji električne energije u svakom trenutku, inače se proizvodnja može prekinuti. U prošlim desetljećima operateri mreže su uglavnom pretpostavljali da je proizvodnja fiksna – mogli su računati koliko će svaka velika termoelektrana proizvoditi električne energije – dok je potražnja varirao u vremenu na prilično predvidiv način. Kao rezultat, operateri su mogli provesti određene termoelektrane kako bi pokrenuli po potrebi kako bi zadovoljili potražnju sljedećeg dana. Ako su se dogodili neki prekidi, posebno odredjene jedinice bi se pokrenule po potrebi kako bi popunili manjak.

Danas i u budućnosti, morat će se još uvijek podudarati snabdjevanje i potražnja, čak i s rastom broja malih, neprestalih izvora proizvodnje i vremenskih poremećaja i drugih prijetnji mreži. AI algoritmi pružaju sredstvo za složenu upravljanje informacijama potrebno za predviđanje unutar samo nekoliko sati koje termoelektrane trebaju pokrenuti, dok istovremeno osiguravaju da je frekvencija, napon i druge karakteristike dolazne električne energije kao što je potrebno za pravilno funkcioniranje mreže.

Također, AI omogućuje nove načine povećanja snabdjevanja ili smanjenja potražnje u vremenima kada se snabdjevanje na mreži skraćuje. Kao što Annaswamy navodi, baterija u vašem električnom vozilu (EV) kao i ona napunjena solarnim panelima ili vjetrenjačama može – kada je potrebno – poslužiti kao izvor dodatne električne energije koja se može uvesti u mrežu. I uz real-time cijene, vlasnici EV-a mogu odabrati pomaknuti punjenje s vremena kada je potražnja na vrhuncu i cijene su visoke na vrijeme kada su i potražnja i cijene niže. Također, novi pametni termostati mogu se postaviti tako da se unutarnja temperatura spusti ili povisi – raspon definiran od strane korisnika – kada je potražnja na mreži na vrhuncu. I data centri sami mogu biti izvor fleksibilnosti potražnje: odabrani AI izračuni mogu se odgoditi po potrebi kako bi se izgladile vrhovi potražnje. Tako, AI može pružiti mnoge prilike za finu podesu snabdjevanja i potražnje po potrebi.

Dodatno, AI omogućuje “prediktivnu održavanje”. Svaki prekid rada je skup za tvrtku i ugrožava nedostatak za korisnike koje služi. AI algoritmi mogu prikupljati ključne podatke o performansama tijekom normalnog rada i, kada se čitanja udalje od normalnog, sustav može upozoriti na problem prije nego što dođe do prekida.

Primjeri AI u akciji

Optimizacija dizajna vjetrenjača i solarnih postrojenja

AI se koristi za optimizaciju dizajna i smještaja vjetrenjača i solarnih postrojenja kako bi se povećala učinkovitost i smanjili troškovi. Na primjer, AI algoritmi mogu analizirati podatke o vjetru i sunčevom zračenju kako bi odabrali optimalne lokacije za postavljanje vjetrenjača i solarnih panela, te optimizirati njihovu orijentaciju i nagib kako bi se maksimalno iskoristila dostupna energija.

Upravljanje električnim mrežama

AI se koristi za upravljanje električnim mrežama kako bi se povećala učinkovitost i smanjili troškovi. Na primjer, AI algoritmi mogu predvidjeti potražnju električne energije u realnom vremenu i prilagoditi proizvodnju kako bi se zadovoljila ta potražnja, minimizirajući gubitke i smanjujući troškove.

Prediktivno održavanje

AI se koristi za prediktivno održavanje električnih mreža kako bi se spriječili prekidi u opskrbi. Na primjer, AI algoritmi mogu analizirati podatke o radu mreže u realnom vremenu i predvidjeti kada će se pojaviti problemi prije nego što dođe do prekida, omogućujući operaterima mreže da preduzmu potrebne korake kako bi spriječili prekid.

Istraživanje novih materijala

AI se koristi za istraživanje novih materijala koji mogu biti korisni u prijelazu na čistu energiju. Na primjer, AI algoritmi mogu analizirati velike količine podataka o materijalima kako bi otkrili nove materijale s željenim svojstvima, kao što su visoka učinkovitost, niska cijena i dugotrajnost.

Zaključak

Kao što je vidljivo, AI ima veliku ulogu u prijelazu na čistu energiju. Od optimizacije dizajna vjetrenjača i solarnih postrojenja do upravljanja električnim mrežama i prediktivnog održavanja, AI pruža mnoge prilike za poboljšanje učinkovitosti i smanjenje troškova u prijelazu na čistu energiju. Međutim, važno je da se AI koristi odgovorno i etički kako bi se osiguralo da se prijelaz na čistu energiju vrši na način koji je u korist društva i okoline.

Česta pitanja

Kako AI može pomoći u smanjenju emisija ugljika?

AI može pomoći u smanjenju emisija ugljika na nekoliko načina. Na primjer, AI algoritmi mogu optimizirati proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora, minimizirajući gubitke i povećavajući učinkovitost. Također, AI može pomoći u upravljanju električnim mrežama kako bi se integrirali obnovljivi izvori energije i smanjili potreba za izgradnjom novih termoelektrana.

Koji su glavni izazovi u prijelazu na čistu energiju?

Glavni izazovi u prijelazu na čistu energiju uključuju povećanje potražnje za električnom energijom, integraciju obnovljivih izvora energije u električne mreže, te upravljanje intermitentnim izvorima energije kao što su vjetrenjače i solarna postrojenja. Također, važno je osigurati pouzdanu opskrbu električnom energijom i minimizirati troškove.

Kako AI može pomoći u optimizaciji dizajna vjetrenjača i solarnih postrojenja?

AI može pomoći u optimizaciji dizajna vjetrenjača i solarnih postrojenja na nekoliko načina. Na primjer, AI algoritmi mogu analizirati podatke o vjetru i sunčevom zračenju kako bi odabrali optimalne lokacije za postavljanje vjetrenjača i solarnih panela, te optimizirati njihovu orijentaciju i nagib kako bi se maksimalno iskoristila dostupna energija. Također, AI može pomoći u predviđanju performansi vjetrenjača i solarnih postrojenja, omogućujući operaterima da preduzmu potrebne korake kako bi se poboljšala njihova učinkovitost.

Kako AI može pomoći u upravljanju električnim mrežama?

AI može pomoći u upravljanju električnim mrežama na nekoliko načina. Na primjer, AI algoritmi mogu predvidjeti potražnju električne energije u realnom vremenu i prilagoditi proizvodnju kako bi se zadovoljila ta potražnja, minimizirajući gubitke i smanjujući troškove. Također, AI može pomoći u integraciji obnovljivih izvora energije u električne mreže, te u predviđanju kada će se pojaviti problemi na mreži kako bi se spriječili prekidi u opskrbi.

Kako AI može pomoći u prediktivnom održavanju?

AI može pomoći u prediktivnom održavanju na nekoliko načina. Na primjer, AI algoritmi mogu analizirati podatke o radu mreže u realnom vremenu i predvidjeti kada će se pojaviti problemi prije nego što dođe do prekida, omogućujući operaterima mreže da preduzmu potrebne korake kako bi spriječili prekid. Također, AI može pomoći u identifikaciji problema na mreži prije nego što dođe do prekida, smanjujući vjerojatnost prekida i poboljšavajući pouzdanost opskrbe električnom energijom.

Koji su glavni prednosti upotrebe AI u prijelazu na čistu energiju?

Glavni prednosti upotrebe AI u prijelazu na čistu energiju uključuju povećanu učinkovitost, smanjenje troškova, poboljšanu integraciju obnovljivih izvora energije u električne mreže, te poboljšanu pouzdanost opskrbe električnom energijom. Također, AI može pomoći u otkrivanju novih materijala koji mogu biti korisni u prijelazu na čistu energiju, te u optimizaciji dizajna i smještaja vjetrenjača i solarnih postrojenja.

Koji su glavni rizici upotrebe AI u prijelazu na čistu energiju?

Glavni rizici upotrebe AI u prijelazu na čistu energiju uključuju mogućnost prekida u opskrbi električnom energijom, povećanje potražnje za električnom energijom, te mogućnost da AI algoritmi ne budu točno kalibrirani za određene uvjete. Također, važno je osigurati da se AI koristi etički i odgovorno kako bi se osiguralo da se prijelaz na čistu energiju vrši na način koji je u korist društva i okoline.