Desigualtat energètica.

Investigadors de la Universitat de Leeds, van combinar dades de la Unió Europea i el Banc Mundial per calcular la distribució de les petjades energètiques

Aquest estudi, demostra que les petjades energètiques creixen amb la despesa i, com a conseqüència, es distribueixen desigualment. Entre tots els països i classes d’ingressos de l’estudi, el 10% superior consumeix aproximadament 20 vegades més energia que el 10% inferior.

Font: La voz de Galicia

A més, a mesura que augmenten els ingressos, les persones gasten més dels seus diners en béns que consumeixen molta energia, com ara vacances o cotxes, fet que comporta una elevada desigualtat energètica. De fet, els investigadors han trobat que els consumidors principals del 10% més utilitzen 187 vegades més energia de combustible en vehicles respecte al 10% inferior.

Extrema desigualtat energètica en el transport

El transport presentava una de les més grans desigualtats, amb el 10% més gran dels consumidors que utilitzen més de la meitat de l’energia relacionada amb la mobilitat, la gran majoria basada en combustibles fòssils. En canvi, els combustibles residencials, com els que s’utilitzen en la cuina i la calefacció, i l’electricitat es distribueixen molt més equitativament, el 10% superior dels consumidors consumeix aproximadament un terç del total.

Els resultats exposen la diversitat de béns i serveis en termes de distribució i necessitats energètiques. Els investigadors també identifiquen les àrees clau en què s’hauria de reduir el consum.

Les categories de consum relacionades amb el transport són entre les menys igualades. Sense reduir la demanda energètica d'aquests serveis, ja sigui mitjançant taxes, promovent el transport públic i limitant l'ús de vehicles privats, o tecnologies alternatives com són els vehicles elèctrics, l'estudi proposa que si els ingressos i la riquesa milloren, el nostre consum de combustible fòssil en el transport es disminuirà.

Desigualtat energètica entre països

L’estudi posa de manifest la distribució desigual de les petjades energètiques entre països, amb un 20% de ciutadans del Regne Unit pertanyent al 5% més gran dels consumidors d’energia, juntament amb el 40% de ciutadans alemanys i el 100% de la població de Luxemburg.

Mentrestant, només el 2% de la població xinesa es troba en el 5% més gran dels consumidors d'energia i només el 0,02% de la població índia.

El 20% més pobre de la població del Regne Unit encara consumeix més de cinc vegades més energia per persona que el 84% inferior a l'Índia, és un grup d'aproximadament mil milions de persones.

Aquest resultats demostren que es pot mesurar les petjades energètiques de tot tipus de béns i serveis, a tot el món, de manera comparable. Aquest tipus de recerca és molt prometedora per modelar les implicacions distributives futures de les polítiques climàtiques i energètiques.

El creixement i l'augment del consum continuen essent objectius fonamentals de la política i l'economia actuals. La transició cap a una energia de carboni zero, es facilitarà mitjançant la reducció de la demanda, cosa que significa que els principals consumidors jugaran un paper important en la reducció del consum energètic en excés.

Els autors adverteixen que, sense reduccions del consum i intervencions polítiques importants, el 2050 les empremtes energètiques es podrien duplicar del que eren el 2011, fins i tot si l’eficiència energètica millora.

Si es consideren les categories de consum examinades, hi podria haver un augment del 31% atribuït al combustible únic del vehicle i un altre 33% a la calefacció i l’electricitat. Si el transport continua confiant en combustibles fòssils, aquest augment seria desastrós per al clima.

Tot i això, l'estudi suggereix que es pot prevenir la desigualtat persistent mitjançant una intervenció adequada. Les diferents categories requereixen diferents formes d’acció: el consum intensiu d’energia, com els avions i els vehicles i camions, que es produeix majoritàriament amb ingressos elevats, es podria regular mitjançant impostos energètics, per exemple, mentre que la petjada energètica de la calefacció i l’electricitat es pot reduir de forma massiva amb programes d’inversions públiques a escala a la restauració d’habitatges

Font: Universitat de Leeds

Cal tenir en compte seriosament la manera de canviar la distribució enormement desigual del consum d'energia global per fer-hi front. el dilema de proporcionar una vida digna a tothom a la vegada que protegeix el clima i els ecosistemes.

Font: Universitat de Leeds

Millorar la resiliència a les smartgrids.

Millorar la resiliència mitjançant les micro-xarxes sostenibles crea valor mitjançant els paradigmes de xarxes intel·ligent

Font:Microgird Knowlege

Resiliència

La resiliència del sistema elèctric s’ha convertit en un factor important quan hi han incidències de gran abast. Segons el Departament d’Energia dels Estats Units, al voltant del 58% de les falles d’energia elèctrica, són el resultat d’unes males condicions meteorològiques. D'altra banda, els ciberatacs al sistema elèctric representen una amenaça addicional per a la resiliència del sistema elèctric. Un sistema d’energia resilient ha de ser capaç d’anticipar, suportar i respondre a contingències sense precedents. Els actuals estàndards de fiabilitats del sistema elèctric, estan pensats  per suportar contingències d’alta probabilitat i baix impacte. Tanmateix, la resiliència té l'objectiu de suportar les pertorbacions  de baixa probabilitat i gran impacte. No obstant això, es considera que el sistema elèctric és una infraestructura crítica i qualsevol dany, afecta directament a l'economia d'un país, ja que depenen de l’energia elèctrica per al seu funcionament. Per exemple, una interrupció elèctrica durant una setmana en una regió podria produir grans pèrdues per a la indústria de les telecomunicacions, cosa que afectarà directament l'economia del país.

Font: Bloom Energy

Micro-xarxes sostenibles

Les micro-xarxes, són inherentment resistents a causa de la seva capacitat per operar desconnectades de la xarxa elèctrica en cas d'incidències i tornar-se a connectar quan la xarxa torna a estar disponible. Quan es genera una illa, els generadors  s’han de fer càrrec de les càrregues per continuar subministrant  elèctricitat. Històricament, els generadors de gasoil, les micro-turbines i les centrals tèrmiques, s'han utilitzat per a la generació local en els  centres on hi ha la càrrega. Tanmateix, el seu funcionament depèn de la disponibilitat de combustible als propis dipòsits. En aquests casos, una micro-xarxes sostenible amb una combinació diversa de renovables és clau per millorar la resiliència. Una micro-xarxes sostenible, podria passar per una llarga desconnexió de la xarxa.

Font Energy News

A la majoria de països, la no paritat a la xarxa elèctrica amb les renovables, encara fa que el subministrament de la xarxa sigui una opció més barata. Per tant, és imprescindible la voluntat de pagar per una generació d’alt cost (cost de resiliència) amb renovables i emmagatzematge. A més, el nivell de resiliència és subjectiu i difereix entre diversos sectors i consumidors. Un client residencial pot optar per estar sense servei elèctric, en comptes de pagar per la resiliència. Mentre que, el sector de serveis i de producció exigeix ​​un alt nivell de resiliència, ja que una interrupció pot produir una gran pèrdua. A més, l’anàlisi tradicional cost-benefici produeix un cost  net més gran per aquests projectes. Així doncs, una valoració adequada de la resiliència i l'estimació de la generació amb uns  potencials ingressos, atrauria inversions en microgrids sostenibles.

Creació de valor mitjançant paradigmes de les xarxes  intel·ligents.

Sota el funcionament normal d'una xarxa elèctrica, els generadors convencionals basats en combustibles fòssils estan inactius durant molt de temps. Per tant, no genera cap valor durant tota la seva vida, a part de proporcionar surant unes hores la funció de reserva o back-up. No obstant això, una micro-xarxes sostenible connectada a una xarxa elèctrica,  podria participar en diversos serveis i  generar ingressos mitjançant tecnologies de les xarxes intel·ligents. En primer lloc, és possible minimitzar les factures dels comercialitzadors elèctrics mitjançant una gestió eficient de la generació local. Els controladors de les  micro-xarxes, es poden programar per participar en el mercat d'energia mitjançant la distribució òptima de recursos tenint en compte el temps d'ús segons un senyal tarifari. En aquestes circumstàncies, l’emmagatzematge d’energia local, té un paper fonamental, ja que podria aportar energia durant hores punta. Una micro-xarxa sostenible amb bateries de resposta ràpida i en un règim de mercat desregulat, és possible aprofitar al màxim els beneficis participant al mercat. A més del mercat de capacitats, pot participar al mercat dels ancilliary  services. Les ofertes de liquidació al mercat dels ancilliary  services solen ser elevades a causa de la demanda immediata de recursos.

Font: Tecnaton

La demand respond,  és un altre paradigma de la xarxa intel·ligent que permet generar ingressos addicionals controlant les càrregues no crítiques quan ho requereixi el distribuïdor/comercialitzador. Tot i això, també és possible reduir el consum d'energia de la xarxa sense perdre càrregues, gràcies a la generació local. Com a bonus addicionals, els vehicles elèctrics poden augmentar encara més la resiliència sense comportar cap cost inicial. L’argument està avalat gràcies a la mobilitat per a la qual,  es compren els VE. Una gran oferta de VE,  es podrien connectar a la micro-xarxa i proporcionar electricitat  en determinades condicions. No obstant això, una estimació precisa de la distribució espacial i temporal dels VE (patró de conducció) podria afectar el cost de la resiliència.

Conclusió

Les infraestructures crítiques d’un país com les telecomunicacions, els exercits, la companyies d’aigua, gas  i els hospitals, requereixen d'un sistema d’alimentació altament resistent ja que són responsables de l’economia, el benestar social i la seguretat dels ciutadans. Amb els generadors  existents i una quantitat finita d’emmagatzematge de combustible en el dipòsits, és costòs per augmentar la resiliència. El funcionament dels generadors de gasoil i les micro-turbines per al subministrament de reserva és una proposta costosa en països com Islàndia, Noruega, Suècia, etc., on el cost del combustible és molt elevat. No obstant això, una potencial solució, seria integrar una barreja diversa de renovables i sistemes d’emmagatzematge d’energia per formar un microgrid sostenible. Mentrestant, una tècnica de control eficaç, milloraria la resiliència i permetria la transició cap a una energia sostenible. No obstant això, l’augment de la resiliència sovint comporta un cost a suportar. La pèrdua monetària evitada per una elevada resiliència compensa l’alta inversió financera. Una anàlisi cost-benefici amb una estimació adequada d'ingressos de la generació prevista  per part de la microgrid atrauria inversió. Per tant, s’hauria d’aconseguir un equilibri entre el cost i la resiliència per obtenir una solució factible.

Font: IEEE Smartgrid

Petites Centrals Nuclears.

Donada les tendències actuals cap als recursos energètics segurs, nets i renovables, un empresari de Silicon Valley recentment va presentar una iniciativa per reanimar l'entusiasme per l'energia nuclear.

L’expert expert en robòtica, Bret Kugelmass, va crear un c web que contenia models detallats, estudis d’enginyeria i una àmplia anàlisi econòmica per a la construcció de plantes nuclears a tot el món. Aquesta és la primera iniciativa d'aquest tipus i l'accés a totes les dades és gratuït.

Font: OPEN-100

Kugelmass diu que l’energia nuclear per si sola té el potencial d’aportar electricitat de baix contingut en carboni per satisfer les necessitats energètiques mundials. Però, també diu que només es pot aconseguir amb un enorme augment del nombre d’ instal·lacions nuclears .

Malgrat ser l'única font de generació d'electricitat baixa en carboni als Estats Units, amb el pas del temps, la tendència cap a la construcció de reactors cada cop més grans i complexos ha fet que l'energia nuclear sigui poc competitiva.

Els plànols publicats al seu web, afirmen que es pot construir una planta per  300 M US$  i es podria construir en dos anys a construir-se.

El projecte, anomenat OPEN100,  accelerarà el desenvolupament de l'energia nuclear, oferint al món una alternativa assequible als combustibles fòssils. El treball, és un projecte del Centre d’Impacte Energètic (EIC), un institut de recerca fundat per Kugelmass per trobar solucions per al canvi climàtic i la descarbonització global cap al 2040.

Font: OPEN-100

L’informe és la culminació de 1.500 entrevistes i visites a més de 100 instal·lacions nuclears de 15 països per part del personal investigador de l’EIC.

La iniciativa arriba més de 40 anys després que la seguretat nuclear es va introduir en la consciència nord-americana en el 1979, quan un reactor de l'illa Three Mile, a Pennsilvània, va fallar. Dos milions de persones van estar exposades a petites quantitats de radiació. La neteja va durar 14 anys i va costar un milió de dòlars aproximadament. Com a resultat, des de llavors no es va posar en servei nio acabar cap central nuclear iniciada després de 1974.

Altres preocupacions sobre la seguretat nuclear són l’emmagatzematge de residus nuclears, la proliferació nuclear, les amenaces terroristes i els riscos de càncer.

Cal recordar l'esdeveniment nuclear més temible del món, en el 2011 a la instal·lació de Fukushima Daiichi, al Japó, provocada per un terratrèmol i un tsunami. Tot i que hi va haver poques o cap víctima mortal directa relacionades amb la radiació es podria interpretar que els riscos de mort o de danys a les centrals nuclears no són diferents dels altres tipus de llocs industrials.

Mostrar al món que hi ha un futur  per a l'energia nuclear. No només es podria abordar el canvi climàtic , sinó també la pobresa energètica, l'aire net i l'aigua neta. Per a aquest propòsit, Kugelmass ha creat una spin-off  anomenada Last Energy que unirà inversors privats amb projectes nuclears mundials.

Font: OPEN-100

Disseny resilient a ciberatacs per xarxes intel·ligents.

Un atac cibernètic podria provocar una falla global del sistema elèctric.

Moltes empreses de distribució d'electricitat constantment són objectius mitjançant ciberatacs, la solució passa per fer un idsseny d'una infraestructura de xarxa resistent als atacs de manera que pugui detectar ràpidament ciberatacs furtius i proporcionar una resposta intel·ligent per recuperar la xarxa afectada.

L'actual infraestructura elèctrica està experimentant una gran transformació en tots els sistemes de generació, transport i distribució per proporcionar fiabilitat, eficiència i sostenibilitat del sistema elèctric. En els últims anys, diverses aplicacions de control, protecció i control  d’amplia àrea (WAMPAC), com aren els  estimadors d’estat (SE), control de generació automàtica (AGC),  aplicacions basades en sincrofasors per els sistemes de gestió d'energia (EMS) per proporcionar una resposta automatitzada basada en l’estat de la vigilància i la supervisió en temps real per mantenir l’estabilitat i la fiabilitat del sistema d’energia. Les vulnerabilitats existents, a causa de la seva dependència de la comunicació SCADA no xifrada i dels dispositius de dades compartits insegurs, els han exposat a innumerables ciberatacs. 

Per tant,  un sistema resistent a l’atac (ARS) es defineix com la integració del sistema de detecció d’anomalies (ADS) i del sistema de mitigació d’atacs (AMS). L'ADS inclou un conjunt d'algorismes i models de detecció perfectament integrats que detecten ciberatacs basats en desviacions en les dades observades. Un cop detectada una anomalia, el sistema de mitigació de l’atac (AMS)  comença a respondre a partir de la consciència situacional i de possibles contramesures contra els ciberataques.

Sistema resistent a l’atac = Sistema de detecció d’anomalies + Sistema de mitigació d’atacs

Arquitectura conceptual del sistema resistent a l’atac

La figura 1 mostra l'arquitectura conceptual d'un sistema resistent a l'atac per a les aplicacions del sistema de gestió d'energia (EMS). En aquesta arquitectura, al centre de control s’executen diverses aplicacions WAMPAC, que reben mesures dels sensors de camp, realitzen funcions analítiques i proporcionen senyals de control, si cal, per tancar el bucle. A partir de les superfícies d’atac donades, un atacant intel·ligent pot manipular mesures o inhabilitar la comunicació, més d’una manera furtiva, que pot afectar el funcionament habitual del WAMPAC. Això, motiva la necessitat de desenvolupar un sistema d'ajuda a resoldre accions ja que són possibles diferents enfocaments per desenvolupar el sistema ADS i AMS.

Fig. 1. Arquitectura conceptual del sistema resistent a l’atac per a WAMPAC-EMS.

El sistema de detecció d’anomalies (ADS), en funció del tipus i la naturalesa de les aplicacions WAMPAC, presenta dos tipus diferents de mètodes ADS basats en models i els ADS impulsats per dades. Es basen en la idea de capturar signatures de ciberatacs desenvolupant models precisos i aprofitant les mesures del sistema d’energia i els paquets de xarxa per detectar diferents classes de ciberatacs.

Model basat en models: Proporciona mesures històriques o segures i redundants per desenvolupar un model de predicció, es detecten ciberatacs basats en regles definides durant l'anàlisi comparativa basada en la correlació estadística i temporal dels fluxos de dades entrants.

Model basat en dades: Aplica tècniques d’aprenentatge de màquines i mineria de dades d’última generació, com ara arbres de decisió (supervisats), agrupació de mitjans K (No vigilat), anàlisi de components principals (PCA), etc., per detectar anomalies mitjançant un volum immens de dades. 

Aquest mètode consisteix en el pre-processament de dades, selecció de funcions d’entrada, entrenament i proves en temps real de diferents classificadors participants i, en funció de les seves actuacions, el millor classificador està seleccionat per a una presa de decisions òptima.

Sistema de mitigació d’atac (AMS)

Es poden considerar diverses estratègies de mitigació a les capes d’infraestructura i aplicacions per minimitzar l’impacte dels esdeveniments no desitjats. Per exemple, durant el reconeixement de l'atac, com ara el ping o l'escaneig de xarxa de mapes, es poden enviar alertes a l'operador del centre de control per proporcionar consciència de la situació sobre les possibles amenaces. De la mateixa manera, durant els atacs de denegació de servei  (DoS), el sistema donat es pot tornar a configurar, com ara restaurar el sistema o la topologia de xarxa, per mantenir el funcionament normal. La taula I mostra el sistema ARS proposat basat en models i basat en dades per a diferents aplicacions WAMPAC. Per exemple, en el cas de la seguretat ciber-física de control de generació automàtica (AGC), les previsions de càrrega en temps real s’aprofiten per dissenyar ARS basat en models.

En definitiva, el desenvolupament d’un sistema resistent a l’atac per a aplicacions WAMPAC en una xarxa intel·ligent és una tasca difícil, ja que requereix un profund coneixement i comprensió de les seves operacions i la topologia de la xarxa de xarxa.

Font: IEEE Smart Grid

Aerogeneradors flotants a la badia de Biscaia.

A pocs quilòmetres de la costa del País Basc, al nord d’Espanya, aviat hi hauran noves tecnologies  d'energia eòlica offshore. 

La firma espanyola Saitec Engineering va encapçalar titulars a finals de l'any passat amb el seu  concepte de turbina flotant , i es va comprometre a desplegar un prototip a l'abril del 2020. Recentment,  Saitec ha anunciat una col·laboració amb la divisió de renovables del titan energètic alemany RWE.

Font: Saitec

L'acord és com a resultat de la confiança en la capacitat del nou concepte, anomenat BlueSATH, per portar Espanya a l'avantguarda del creixent mercat energètic offshore. El projecte DemoSATH , un model a escala 1: 6 d'una turbina flotant, té el nom de la característica més innovadora del seu disseny, el Swing-Around Twin Hull. Dos flotadors de formigó, s’uneixen per formar una estructura que des de l’aigua, sembla aproximadament un catamarà amb una placa d’acer que hi ha per sota per obtenir estabilitat. Un sistema d’amarratge d’un sol punt  amb tres cables  fondeja l’estructura al fons marí, permetent que la secció flotant s’inclini,  al voltant de l’amarre reaccionant al flux de l’aigua.

Igual que les perforacions petrolieres en alta mar, l’energia eòlica a alta mar, va créixer en part a partir de l’empenta per minimitzar el soroll i la pertorbació dels humans que generen les turbines. Ancorar quelcom tan pesat com és un aerogenerador a escala industrial al fons marí, requereix traslladar al mar molts materials costosos, i també, un cop construïda una turbina, és difícil de reparar.

Fins i tot a les aigües poc profundes, el vent en alta mar suposa un repte. En les últimes dècades, les turbines han augmentat fins a altures sorprenents, cercant vents cada cop més ràpids i consistents. Els parcs eòlics offshore, afronten elevats costos d’instal·lació, que obliguen les empreses a col·laborar amb grans proveïdors d’energia per compartir el risc de desenvolupar els nous dissenys.

Les turbines offshore, han estat tradicionalment finançades en mono-pilar: grans tubs d’acer, introduïts al sòl marí per martells hidràulics i sovint pesats amb llastos de roca. Com més gran sigui el mono-pilar, més elevat serà el cost. Passant a materials més lleugers, com seria el formigó, es pot millorar la viabilitat d'un projecte offshore fins a un cert punt. Una guia sobre l’energia eòlica offshore  patrocinat per la corona britànica suggereix com mantenir tècnicament i financerament l’instal·lació del mono-pilar en aigües a més de 35 metres.

Font: Saitec

El DemoSATH serà atracat a la plataforma de l'energia marina de Biscay (BiMEP), un  lloc de prova per a la tecnologia de recollida d'energia oceànica, on les aigües s'eleven fins a 90 metres sobre el mar. Aquest aerogenerador lliurarà la seva energia a la xarxa elèctrica propera d'Armintza i compta amb un ampli sistema de control de l’oceà, on els enginyers de Saitec poden fer un seguiment de la resposta del prototip davant l’activitat canviant la forma de les onades i diversos tipus de clima. Un cop el prototip de la turbina s'instal·li a l’Abril, el pla passa per controlar el DemoSATH de 2 MW durant 12 mesos com a validació final del disseny.

Han estat necessaris quatre anys de proves de R + D  per arribar a aquest punt. El nou projecte es va iniciar a Saitec Engineering abans de començar a Saitec Offshore Technologies a mitjan 2016, uns mesos abans que el primer parc aerogenerador flotant a gran escala del món (no afiliat a Saitec) fos operatiu a Europa. El projecte Hywind Escòcia, que consta de cinc turbines de 30 MW a la costa d'Aberdeenshire, Escòcia, és  un dels dos parcs eòlics flotants operatius del món.

Igual que Saitec, el disseny de Hywind  s’inspira en les estructures flotants dels equips de perforació de petroli offshore. També es basa en un disseny de turbina anterior patrocinat per Equinor(aleshores Statoil), la corporació petrolera estatal noruega. Hywind es va rendibilitzar el juny passat gràcies a un acord amb el propi gegant energètic europeu, Danske Commodities, que  comprarà tota la producció energètica de la granja durant les dues pròximes dècades. Altres projectes, inclòs el  primer parc eòlic flotant dels Estats Units, encara es troben en fases inicials.

Font: Saitec Enginneering

Integració de nodes transactius per optimitzar el rendiment energètic.

El següent enfocament, avalua l’aplicabilitat de l’energia transactiva amb la implementació de la tecnologia distribuïda per proporcionar una visió de l’arquitectura disponible per fer transaccions d’energia residencial i avaluar el rendiment en termes de cost energètic, eficiència energètica i rendiment ambiental. 

El  Distributed Ledger Technology  (DLT), te com objectiu aprofitar una xarxa típica de distribució elèctrica per a una aplicació residencial en topologia d’anell i permetre que els nodes distribuïts transactius  puguin intercanviar energia d’acord amb les preferències dels usuaris finals en termes de cost, ús i rendiment ambiental.

Gairebé tots els clients residencials estan monitoritzats amb un comptador intel·ligent per facturar i, en laguns csos, disposen d'un sistema de gestió d’edificis amb controls automàtics amb càggegues gestionables, generació d’energia renovable, carregadors per VE i termòstats intel·ligents. Aquests recursos energètics distribuïts s’ajusten en el que es conneix com un node transactiu, però tradicionalment les transaccions energètiques s'estan realitzant en els sistemes de gestió distribuït, que gestiona el distribuïdors (DSO). Aquest nou model apropa la capa transactiva als recursos energètics distribuïts, amb cada node representat per un agent amb funcions de gestió d’energia i, juntament amb un model dinàmic de la xarxa d’energia local, que pot resoldre amb exactitud les transaccions en temps real.

Plataforma de distribució de xarxes d’energia lògica (Font:IEEE Smart Grid)

Cada agent té la capacitat de gestionar el preu, la disponibilitat d'energia i les fonts de cada transacció amb contractes intel·ligents, tal com es descriu al Blockchain en energia transactiva. Els elements de l’energia transactiva defineixen els objectes de dades de l’arquitectura del contracte intel·ligent a construir, un model d’informació comú amb requisits funcionals mesurables en termes de cost, potència de processament i velocitat de processament per aconseguir el resultat desitjat. Els models previs, permeten tres tres tipus de transaccions, peer-to-peer, peer-to-DSO i DSO-to-DSO. No obstant tot seguit s'explicarà les aplicacions residencials entre iguals i l'establiment de l'arquitectura per avaluar l'aplicabilitat i els beneficis.

Reptes de l'energia transactiva d'avui

Alguns dels reptes que denuncien els distribuïdors i els reguladors de les aplicacions esmentades són:

Cost de l’energia: Els distribuïdors i els reguladors estableixen tarifes basades en patrons d’ús energètics predefinits, valors màxims de demanda i cost de generació i distribució. Canviar a fonts d’energia assequibles alternatives en temps real requereix la capacitat d’equilibrar l’oferta i la demanda d’energia, acumular recursos energètics i verificar el rendiment dels escenaris disponibles. Aquestes funcions de la xarxa elèctrica, resideixen fora dels límits del distribuïdor i  necesstien de contracte intel·ligent amb el DSO. La prova de conceptes per establir marcs normatius que donin suport a l’estalvi d’energia és el principal repte que tenen avui els distribuïdors.

Ús energètic: L’intercanvi d’energia entre agents de xarxa per optimitzar l’ús, varia segons la disponibilitat dels recursos energètics. Agregant aquests recursos i proporcionant una filosofia de control transparent i fiable per als agents i els operadors del sistema, permet la integració de nodes transactius. Un mecanisme de consens per als agregadors per gestionar els recursos energètics amb funcions de control transparent i determinista mitiga la responsabilitat i garanteix un funcionament fiable del sistema.

Rendiment ambiental: Els comercialitzadros i operadors del sistema proporcionen alternatives ambientals per reduir l’impacte ambiental durant la generació d’energia, i la distribució, no obstant això, la traçabilitat del flux d’energia a les fonts ambientals és complexa a causa de la topologia de les xarxes de distribució i la intermitència d’energies renovables. Proporcionar a les comercialitzadoress visibilitat, predicció i traçabilitat dels recursos d’energia renovable per fer front a la no linealitat de la disponibilitat de recursos energètics establiria un marc regulatori per donar suport als objectius ambientals lògics de la xarxa d’energia. 

Energia Transactiva amb DLT

Resum de les mesures de rendiment per a la implementació d'energia transactiva per quantificar els beneficis de cada tecnologia.

Cost de l’energia: El  cost de l’energia inclou l'estalvi màxim, l'intercanvio d’energia i l'intercanvi de fonts d’energia en el moment de la facturació. El DLT, permet accions dinàmiques per validar, verificar, cometre i tancar transaccions d'energia segons un flux de treball proposat per l'aplicació. Aquest enfoc proporciona els avantatges d’un flux de treball fiable i d’un model transparent de confiança per establir un marc regulador per a una capa transactiva més propera als recursos energètics distribuïts.

Ús energètic:  S’obté l’optimització d’eficiència energètica mesurant i ajustant l’ús per circuits a la xarxa de distribució. Aquest enfocament considera un protocol de prova de consens escollit definit en el contracte intel·ligent, combinat amb les funcions lògiques de la xarxa elèctrica i els punts de referència de l’agent per proporcionar un model determinista per gestionar l’ús d’energia per al node transactiu.

Rendiment ambiental: Les  tecnologies distribuïdes Ledger (LDT), combinades amb un model del sistema elèctric, faciliten la transparència entre els agents per identificar accions deterministes per reduir la complexitat en el model transactiu per a la planificació, el seguiment, la transacció de guanys del rendiment ambiental, les obligacions de compliment i els objectius ambientals de la xarxa d’energia lògica. 

Tenint en compte els controls de seguretat intel·ligents del NIST i els requisits CIP NERC, els sistemes que participen en una xarxa de blocs transactius hauran de tenir papers i permisos per crear i controlar les transaccions energètiques que siguin coherents amb els marcs de seguretat existents. Per tant, els sistemes SCADA de distribució i els dispositius IoT intel·ligents de propietat del client que participin en una xarxa d’energia transactiva interaccionaran en una xarxa lògica distribuïda per executar i supervisar el rendiment de les  transaccions d’energia per als requeriments de processament d’energia, velocitat i cost com a part del marc analític. 

Els sistemes SCADA de distribució hauran de tenir diferents permisos que els sistemes IoT de propietat del client per executar transaccions energètiques. Per exemple, Els sistemes IoT de propietat del client només poden crear contractes intel·ligents per informar del consum d’energia o de la producció d’energia si s’associen a un DER (per exemple, PV solar) per a un consumidor. Aquests dispositius poden crear ofertes de transacció energètica si preveuen necessitats futures d’energia. Els sistemes intel·ligents creats pels sistemes IoT energètics de propietat del client es poden llegir mitjançant els sistemes de distribució SCADA (DSCADA) per desencadenar contractes intel·ligents destinats a satisfer les necessitats energètiques dels clients. Tanmateix, els sistemes IoT de propietat del client no podran llegir transaccions energètiques dels sistemes DSCADA. L'aprofitament de dades sobre generació i demanda d'energia, permetrà obtenir detalls avançats de l'anàlisi  de les dades que es poden calcular a la frontera entre client i distribuïdor per satisfer la demanda d'energia amb el menor cost possible per als clients, i en última instància determinarà el cost energètic. 

La xarxa de comptadors intel·ligents basat amb el blockchain, és la més adequada per al model energètic proposat, ja que permet aplicar els controls de seguretat de l'autenticació i l'autorització en els sistemes. La tecnologia  distribuïda s’aprofita com a registre d’instruccions de transaccions a través de sistemes energètics. A més dels controls de seguretat existents per verificar que els sistemes que realitzen transaccions energètiques estan autoritzats per fer-ho, els algoritmes de consens desplegats en xarxes autoritzades augmentaran significativament la dificultat de denegació de servei o d'atac de denegació distribuïda de serveis contra la xarxa blockchain. I si es produís, els sistemes que participen a la xarxa de llibres distribuïts tindran un registre de transaccions que poden identificar fàcilment l’actor malintencionat. Perquè en una xarxa distribuïda de llibres,

Un cop tornat a connectar un dispositiu a la xarxa, es poden descarregar els registres de les transaccions que s’han enviat a la xarxa blockchain, incloses les transaccions d’energia enviades per aquest dispositiu, en el procés de sincronització. La naturalesa intrínseca de la transacció immutable de base de rol, base de permisos, impedeix la manipulació de les dades.

Font: IEEE Smart Grids