Konventionell inte längre: Sex teknologier som formar framtidens konventionella kraftverk.
Återkomsten av konventionella kraftverk mitt i den globala energikrisen understryker deras avgörande roll för att möta den växande efterfrågan på elektricitet. Genom att utnyttja data och digitala lösningar som IIoT och EAM förbättras säkerhet och tillförlitlighet. Strategier som prediktivt underhåll och koldioxidreducering säkerställer hållbarhet. Cybersäkerhet är en avgörande fråga och kräver robusta åtgärder för att skydda mot cyberhot och säkerställa driftens integritet. När kraftverk hanterar dessa utmaningar kommer deras prestation att forma energipolitiken och allmänhetens uppfattning.
Har nedgången för konventionella kraftverk blivit för stor? I takt med att världen kämpar med en energikris återvänder allt fler länder till kol-, gas- och kärnkraft, och allt fler letar efter sätt att antingen förlänga livslängden på befintliga flottor eller påskynda nya projekt.
Återkomsten av konventionella kraftverk kan vara mer än bara en blipp. I en värld där den globala efterfrågan på el fortfarande växer snabbt - IEA:s World Energy Outlook Report 2022 uppskattar att den kommer att öka med 25-30 procent till 2030 och med nästan 80 procent till 2050 - förväntas de spela en viktig roll för att kompensera för ojämnheterna i vind- och solkraft. Denna återkomst kommer dock inte att sätta stopp för strävan efter en renare, grönare och smartare kraftproduktion. En ny generation konventionella kraftverk som använder data och banbrytande digitala lösningar ser nu dagens ljus, men vilka tekniker är det som formar deras framtid?
Operatörerna satsar på IIoT och EAM för att göra kraftverken säkrare och mer tillförlitliga.
Användningen av sensorer och IIoT (Industrial Internet of Things) i kraftverk är inget nytt. En enda utrustning, t.ex. en gasdriven turbin, kan ha hundratals sensorer, och ett modernt kraftverk kan ha tiotusentals. Dessa sensorer kan utföra en mängd olika uppgifter. Genom att upptäcka förändringar i t.ex. temperatur, tryck eller seismiska krafter spelar de en viktig roll för att göra kraftverken säkrare. De data de producerar bidrar också till algoritmer för maskininlärning och prediktiv analys som kan hjälpa operatörerna att upptäcka tidiga tecken på fel i kritiska komponenter, optimera underhållet och undvika kostsamma driftstopp.
För att kunna dra nytta av dessa fördelar måste man övervinna två utmaningar. För det första kan det vara svårt att modernisera befintliga kraftverk, som ibland har varit i drift i årtionden, och det krävs en stegvis, målinriktad implementering och stöd från en erfaren partner. För det andra måste dessa dataströmmar samlas i ett enda gränssnitt och kopplas till andra källor, till exempel operatörsronder, utrustningsinformation eller driftdata från kraftverkets industriella styrsystem (ICS). Livslängden för ett kraftverks utrustning sträcker sig över årtionden, och kraftverksoperatörer kämpar ofta med icke-digitaliserad information samt inkompatibla programvaror och dataformat. Detta gör det ännu viktigare att ha en centraliserad, modern applikation, till exempel en digital tvilling eller en Enterprise Asset Management-plattform, som kan fungera som en en "superkonnektor" för olika datakällor och utnyttja dem med AI-driven analys.
Tre datadrivna tillvägagångssätt: Prediktivt underhåll, grundorsaksanalys och koldioxidminskning.
En sådan plattform kommer också att vara central för en annan viktig uppgift: Att bevisa kraftverkets verkliga hållbarhet och efterlevnad genom siffror. För kraftverk som drivs med fossila bränslen kommer det viktigaste målet att vara att visa att de på ett tillförlitligt sätt kan minska utsläppen. Observatörer håller också ett vakande öga på banbrytande initiativ som det gaseldade kraftverket Keadby 3, som kommer att bli Storbritanniens första anläggning utrustad med teknik för avskiljning och lagring av koldioxid (CCS). Denna innovativa metod syftar till att lagra koldioxid i tidigare uttömda gas- och oljekällor under havet.
För kärnkraftverk kommer fokus inte att ligga på koldioxidutsläpp, utan på deras förmåga att fungera säkert och uppfylla lagstadgade krav.
Eftersom flera länder, däribland Storbritannien, förlänger livslängden för vissa av sina äldre anläggningar, kommer den allmänna opinionen i allt högre grad att uppmärksamma underhåll och driftstopp.
Det här är ett område där datadrivna kraftverk kan briljera. Avancerad analys kan möjliggöra förebyggande underhåll och säkerställa att utrustningen kan repareras innan den går sönder - en metod som kan öka utrustningens drifttid med 10 till 20 procent, enligt Deloitte, ett globalt konsultföretag. Dessutom kan avancerade plattformar även utföra grundorsaksanalys (RCA) och föreslå korrigerande åtgärder.
Cybersäkerhet som en licens för att bedriva verksamhet.
I takt med att data spelar en allt större roll i beslutsfattandet för automatiserade processer blir cybersäkerhet ett allt större problemområde. Under det senaste året har energi- och råvaruinfrastrukturer blivit viktiga mål för illvilliga aktörer. IBM har avslöjat att Storbritanniens energisektor var huvudmålet för 24 procent av alla cyberattacker i landet förra året, så energisektorn är helt klart ett högprioriterat mål för onda aktörer.
Med dessa hot i åtanke letar många företag efter lösningar för att stärka cybersäkerheten i sin driftteknik (OT) och minska risken för cyberattacker. För kritisk infrastruktur som konventionella kraftverk är ett viktigt fokusområde att identifiera risker genom att ta fram en helhetsbild av tillgångsinventeringen, i kombination med en fullständig förståelse av attackytan utifrån tillgångens placering, enhetstyp, patchstatus och vanliga sårbarheter och exponeringar (CVE).
Kraftproduktionsanläggningar har en blandning av OT/IT-system, inklusive olika typer av hårdvara, programvara och kommunikationsprotokoll. Att ha en heltäckande och alltid uppdaterad inventering av alla OT- och IT-tillgångar och slutpunkter är avgörande för att förstå vilka svaga punkter som finns i er miljö. Om ett säkerhetsintrång skulle inträffa är det viktigt att ha en effektiv incidenthantering och återställningsprocess för att återgå till driftstatus så snabbt som möjligt, dvs. en återställningsplan med flera säkerhetskopior.
Den utmaning som många ägare och operatörer står inför är det stora antalet geografiskt utspridda anläggningar, begränsade cyberresurser och alltför många sårbarheter för att kunna hanteras effektivt. Att hantera cyberhot, tillsammans med operativa och miljömässiga utmaningar, kommer att vara avgörande för kärnkraftverk samt gas- och koleldade kraftverk under de kommande åren. Deras förmåga att uppnå konkreta resultat inom säkerhet, trygghet och hållbarhet kommer inte bara att ha en betydande inverkan på operatörernas finansiella resultat, utan även på allmänhetens uppfattning och energipolitiken under det kommande årtiondet.
