Stromausfälle drohen unseren Sommer zu ruinieren, dank der vorhergesagten Hitzewellen und der Dürre, die weiterhin als Gegengewicht zu den plötzlichen Überschwemmungen fungiert, die viele Gebiete des Landes in die Knie gezwungen haben. Aber uns selbst Hand anzulegen, und sei es auch nur bei der Bewältigung möglicher Stromausfälle, ist eine der faszinierendsten und zugleich umstrittensten Neuheiten des neuen Jahrtausends: künstliche Intelligenz. Seine Einsatzmöglichkeiten im Energiesektor sind interessant, Kleinkinder. Wissenschaft versus Naturkatastrophen? Der Kampf verspricht hart zu werden und jeder der beiden „Anwärter“ lässt in diesen Tagen seine Karten fallen.
Analysten von Entso-e, dem Verband europäischer Betreiber nationaler Stromübertragungsnetze, haben uns in ihrem Italien gewidmeten Abschnitt vor den neuen Stromausfällen gewarnt Ausblick Sommerbericht 2023.
Trotz der jüngsten Regenfälle leidet unser Land immer noch unter einer sehr langen Dürreperiode, die, wie Experten auf diesem Gebiet wissen, zu einem Schirmeffekt im Boden hinsichtlich der Aufnahmefähigkeit von Niederschlägen geführt hat. Um dieses strukturelle Ungleichgewicht wieder auszugleichen, wäre die Rückkehr zu weniger intensiven und gleichmäßigeren Niederschlägen ideal. Aber so ist es nicht. Und das Wasserreserven liegen deutlich unter der Alarmstufe.
Sommer 2023: Wo Netzwerkprobleme auftreten
Die Flüsse leiden. Die Wasserkraftwerke, die die „Mutter“-Pflanzen aller erneuerbaren Energien versorgen, leiden. Und so wird die elektrische Last auf den Park neuer erneuerbarer Energien (hauptsächlich Photovoltaik) verlagert, den unser Land glücklicherweise erwirbt, vor allem aber auf traditionelle Kraftwerke, die in Italien hauptsächlich auf mit Methangas betriebene Turbinen angewiesen sind. Turbinen, die jedoch mit genau dem Wasser gekühlt werden müssen, an dem offensichtlich ein Mangel besteht, so dass die Wasserressourcen, die unser Land für die Wasserkraftproduktion bereitstellen kann, im Vergleich zu historischen Werten sogar halbiert sind.
Dies ist im Wesentlichen diealarmierende Aussichten für den Sommer von Entso-e in dem Bericht dargelegt, der tatsächlich eine Reihe positiver Urteile sowohl über unseren Weg hin zu erneuerbaren Energien als auch über die Fähigkeiten, die sich bei der schwierigen Verwaltung der Netze ergeben, vorbehält. Seit 2021 verzeichneten die italienischen erneuerbaren Energien einen Anstieg der Produktionskapazität um 3,4 Gigawatt und decken damit fast die Hälfte – 60,1 Gigawatt gegenüber 62 GW nicht erneuerbarer Energie – der gesamten theoretischen Stromproduktionskapazität ab (in Wirklichkeit muss es sich um die tatsächlich verfügbare Leistung handeln). (nach unten korrigiert, da erneuerbare Energien im Vergleich zu Gasturbinenanlagen schlechter programmierbar sind). Terna, unser Netzmanager, der viel für uns getan hat die Infrastruktur anpassen mögliche Lücken schließen. Aber wenn man den Trend bedenkt, bleibt das Problem bestehen, betont Entso-e. In der Zwischenzeit kommt künstliche Intelligenz zur Rettung.
Künstliche Intelligenz: das Enea-Modell zur Antizipation von Ausfällen
Sollen Kraftwerke der unvermeidlichen Wartung mit den daraus resultierenden vorübergehenden Blockaden unterzogen werden? Notausfälle so weit wie möglich eindämmen, um Ausfälle und Energieengpässe zu bewältigen? Stromübertragungsströme umleiten, um überbeanspruchte Leitungen rechtzeitig abzusichern? Algorithmen und Big-Data-Analysen können viel bewirken. Und vor allem mehr als das, was in den derzeitigen Mitteln und Möglichkeiten der Netzbetreiber möglich ist.
Aus dieser Prämisse ergibt sich die Prognosesystem von Enea unter dem Rafael-Projekt, gefördert und finanziert vom Ministerium für Universität und Forschung, um die Vision des Risikomanagements in kritischen Infrastrukturen in Zusammenarbeit mit zwei Universitäten zu stärken: dem Polytechnikum von Bari und Roma Tre. Das System basiert auf den neuen Techniken von Maschinelles Lernen und wurde bereits auf einem erheblichen Teil des Stromverteilungsnetzes in Süditalien getestet. Und die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Ieee Transactions on Industry Applications veröffentlicht.
Um das neue Prognosesystem zu erstellen, verwendeten die Forscher das klassische „geschichtete“ Definitionsmodell, das in den fortschrittlichsten Anwendungstechniken der künstlichen Intelligenz verwendet wird. Das Team trainierte den Algorithmus zunächst anhand von Daten zu Ausfällen, die zwischen 2015 und 2020 im definierten Teil des Netzes aufgetreten sind, und korrelierte die Netzausfälle mit den Energieflüssen und mit den meteorologischen Rahmenbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag). Nachdem das System trainiert worden war, simulierten sie die möglichen Szenarien und stimmten die Lösungen fein ab, um Ereignisse mit den besten Gegenmaßnahmen zu antizipieren: von der Netzaufteilung im Stressfall bis hin zu Sicherheitsunterbrechungen, von der korrekten Steuerung der Flüsse in die verschiedenen Richtungen bis zur Neudefinition von Programmen zur Anlageninstandhaltung, um die Auswirkungen möglicher Ausfälle abzumildern.
Künstliche Intelligenz zur Bewältigung des Klimawandels
Vorsehungspraktiken heute. In Zukunft noch mehr. „Der Klimawandel verursacht a Zunahme von Hitzewellen Und dieser Trend wird sich aufgrund der globalen Erwärmung noch verschärfen, da die Zahl der Ausfälle im Stromverteilungsnetz, insbesondere in städtischen Gebieten, zunimmt“, bemerkte Maria Valenti, Leiterin des Enea-Labors für intelligente Netze und Energienetze. Und auch die saisonale Häufigkeit von Pannen verändert sich. Früher fanden sie durch den Einsatz von Heizungen vor allem im Winter statt, mit einer vorhersehbareren Dynamik als heute.
Tatsächlich haben sich die Spitzen des Strombedarfs durch den massiven Einsatz von Klimaanlagen in die Sommersaison verlagert. Und mit der fortschreitenden Zunahme der Nutzung wird es zu einem weiteren Anstieg der Nachfrage kommen, diesmal über alle Jahreszeiten verteiltElektrifizierung in der Heizung (mit der Tendenz, Erdgaskessel zugunsten von Wärmepumpen aufzugeben, die umweltfreundlicher und heute effizienter sind) und die fortschreitende Bekräftigung von Elektromobilität, mit ihrer unersättlichen Ladeinfrastruktur. Wenn die Versprechen der Netzstrategen wahr werden, werden es natürlich die Batterien von Elektroautos sein, die durch die Praxis zum Gleichgewicht des Systems beitragen werden Fahrzeug zum Netz. Ein Grund mehr, warum es wirklich helfen wird massiver Einsatz künstlicher Intelligenz um das Elektrizitätssystem zu regeln, das vielleicht effizienter, aber verdammt komplexer wird.
