Seminarium odbyło się 7 marca 2024 r. w formule zdalnej. Otwarcia spotkania dokonał Sławomir Kopeć, który przypomniał, że seminarium jest elementem realizacji projektu Obserwatorium Transformacji Energetycznej, a jednocześnie stanowi wprowadzenie do zagadnień, które znajdą rozwinięcie podczas obrad II KER. Zarysował również tematykę kolejnych spotkań.
Seminarium było koordynowane przez dra Krzysztofa Hellera z Wydziału Informatyki AGH, który we wprowadzeniu zastrzegł, że temat cyfryzacji energetyki rozproszonej (ER) jest niezwykle szeroki i bez zastosowania technik informatycznych, teleinformatycznych i przetwarzania danych właściwie nie można mówić o rozwoju ER. Nawiązał do raportu amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii, z którego wynika, że kwestia rozwoju sieci typy smart grid jest tak złożona, że bez standaryzacji i ustalenia uniwersalnych zasad interoperacyjności nie będą one miały szansy się rozwijać. Pokazał schemat ilustrujący przepływ energii z perspektywy klienta/odbiorcy. Widać na nim wyraźnie, że każdy z 5 podmiotów zaangażowanych w proces i pełniących w nim odmienne role, potrzebuje narzędzi teleinformatycznych, żeby utrzymywać wzajemną współpracę. Stąd ważna rola interoperacyjności.
Heller podkreślił również, że kluczową kwestią jest pobieranie danych pomiarowych – a narzędzia sztucznej inteligencji wspierają ten proces. Kolejna istotna sprawa to wprowadzanie zasady „cyfrowych bliźniaków”. Najprościej rzecz ujmując, „cyfrowy bliźniak” to modelowanie rzeczywistości przy pomocy narzędzi teleinformatycznych, tworzenie cyfrowej kopii rzeczywistości. Taki proceder dotyczy nie tylko sieci elektroenergetycznych, ale całych fragmentów przemysłu czy środowiska. Obszarowe bliźniaki muszą się ze sobą komunikować, na bieżąco adaptować się do zmian i umożliwiać podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym. Heller opowiedział o ważnym europejskim projekcie, który rozwija ideę „cyfrowych bliźniaków” – TwinEU – Key Facts w ramach programu Horizon 2020. Podkreślił, że póki co w programie nie ma ani jednego uczestnika z Polski, ale ma nadzieję, że niebawem uda się to zmienić.
Następnie głos zabrał Jarosław Wojtulewicz, doradca zarządu ds. strategii, reprezentujący firmę Apator. W swoim wystąpieniu pt. „Akwizycja danych z sieci energetycznych i ich przetwarzanie oraz praktyczne wykorzystanie” skupił się na korzyściach i zagrożeniach wynikających z instalowania inteligentnych liczników. Podkreślił, że smart metering jest tylko jednym z elementów inteligentnych sieci, a w zakresie kompetencji Apatora leży również m.in. opomiarowanie energii elektrycznej, a także dostarczanie aparatury łączeniowej niskiego napięcia na wysokie prądy, automatyki i urządzeń typu ICT. W energetyce zawodowej firma działa od dawna, a teraz poszerza ofertę w kierunku energetyki rozproszonej. Wśród korzyści wynikających z wykorzystania inteligentnych sieci prelegent wymienił zwłaszcza potencjał danych pozyskiwanych z inteligentnych liczników, który rośnie wraz ze wzrostem liczby zainstalowanych w Polsce urządzeń oraz ze stopniem zróżnicowania odbiorców (prosument, OSD i OSP, POB, sprzedawca, agregator, operator pomiarów itd.). Dodał, że dane pomiarowe z liczników mogą mieć rozległe zastosowanie, m.in. w efektywnym gospodarowaniu energią, analityce wewnętrznej, rozliczeniach, benchmarkingu, predykcji wydatków, detekcji uszkodzeń, alarmach, śledzeniu emisji itd. Następnie zademonstrował przykład współpracy Apatora z firmami Phoenix Systems i Atende. Chodzi o wykorzystanie licznika III generacji Edge IoT. Przedstawił wnioski z analizy, którą reprezentowana przez niego firma wykonała razem z KIGEIT dla Ministerstwa Klimatu i Środowiska, dotyczącej korzyści z wdrożenia poszczególnych typów liczników. Zwrócił uwagę na nowe akty prawne, które regulują np. sposób weryfikacji i dopuszczania elementów infrastruktury krytycznych, w tym liczników smart, na rynek polski. Zaznaczył, że brak takiej weryfikacji wzmaga zagrożenie zamierzonym atakiem cyfrowym na infrastrukturę. Przyznał, że z dotychczasowej analizy potencjalnych wektorów ataku wynika, że najbardziej narażony na atak jest łańcuch dostaw. Zagrożenie to polega na tym, że w pojedynczym elemencie licznika zostaje zapisany wektor ataku, potocznie zwany koniem trojańskim. Na takiej zasadzie działał problem milenijny. Podczas gdy istnieją systemy chroniące przed atakiem fizycznym i atakiem na kanał komunikacyjny, atak na łańcuch dostaw jest w zasadzie niewykrywalny.
Można jednak podejmować kroki, które zminimalizują to ryzyko. Wśród rekomendacji pojawiło się działanie wzorowane na czeskim Urzędzie Bezpieczeństwa, który ostrzegł, by nie zamawiać komponentów z obszarów wysokiego ryzyka, póki nie działa system certyfikacji. Wojtulewicz wyraził oczekiwanie, by podobny apel wystosowało ministerstwo właściwe do spraw cyberbezpieczeństwa lub pełnomocnik. Więcej zaleceń pojawiło się w raporcie przygotowanym wspólnie z KIGEIT. Prelegent odesłał uczestników do pełnej treści dokumentu: https://kigeit.org.pl/FTP/if/SIS-SG/230804_Stanowisko_KIGEiT_Bezp_liczn_e.e.pdf.
Szerzej na temat cyberbezpieczeństwa w kontekście ochrony danych i systemów w energetyce opowiedział w kolejnym wystąpieniu Rafał Kozieł, Senior Expert Photovoltaics & Standarization, SMA Solar Technology AG. Przyznał rację tezie Hellera, że przyszłość energetyki wiąże się koniecznością jej cybernetyzacji. Jego zdaniem, aby model rozproszony mógł dobrze działać, konieczne jest stworzenie systemu sieciowego, który będzie nadzorował pracę urządzeń i zapewniał przepływ informacji pomiędzy nimi, a dodatkowo umożliwiał bilansowanie i rozliczanie energii. Zauważył, że stosowane w tym celu systemy komputerowe są niestety narażone na różnego rodzaju zagrożenia. Tego rodzaju ataki są na przykład elementem wojny hybrydowej prowadzonej aktualnie przez Rosję. Prelegent podzielił takie ataki na dwie grupy. Pierwszy to klasyczny atak na protokół komunikacyjny, zwany atakiem hakerskim. Charakteryzuje się on tym, że po naruszeniu bariery bezpieczeństwa dochodzi do negatywnych działań, próby destabilizacji czy wycieku krytycznych danych. Właściciel takiej instalacji zwykle nie ma świadomości zagrożenia. Drugi typ to atak na łańcuch dostaw, który zachodzi jeszcze na etapie projektowania lub produkowania urządzenia. Instalowany jest w nim tzw. koń trojański lub bomba logiczna, która uaktywnia się w określonym czasie lub na sygnał autora. W opinii prelegenta jest to jeszcze groźniejsza sytuacja, gdyż umożliwia zdalny dostęp do urządzenia osobom niepowołanym lub prowadzi do zniszczenia albo wyłączenia urządzenia. Tego rodzaju działanie może mieć niebezpieczne konsekwencje, zwłaszcza że jest trudne do wykrycia bez szczegółowego analizowania kodów źródłowych lub oprogramowania.
Następnie Kozieł wymienił sposoby obrony przez takimi atakami, które są stosowane w SMA i szerzej – na świecie. Profilaktyka obejmuje m.in. edukację użytkowników na temat zagrożeń, redukcję miejsc potencjalnego ataku, transparentność i ciągłe doskonalenie, szyfrowaną komunikację wewnętrzną, bazowanie na produkcji unijnej, uwierzytelnianie, a opcjonalnie także komunikację zewnętrzną i zabezpieczony zewnętrzny dostęp. Prelegent zaznaczył, że w konsekwencji naruszenia tych zasad może dojść nawet do blackoutu. Przykładowo w Polsce jednoczesne wyłączenie w słoneczny dzień kilku gigawatów systemów fotowoltaicznych doprowadziłoby do znaczącej niestabilności systemu.
Następnie Kozieł przedstawił regulacje wdrażane obecnie w Europie i w Polsce, które mają na celu zmniejszyć ryzyko potencjalnych ataków, a wśród nich: Dyrektywę NIS z 2016 r., Dyrektywę NIS2 z 2023 r. czy Rozporządzenie DORA, które ma wejść w życie w 2025 r. Dokumenty nakładają na przedsiębiorstwa obowiązek wprowadzenia systemu do obsługi incydentów oraz opracowania planu działania w przypadku wystąpienia ataku. Podmioty, które nie będą stosować się do nowych zasad, muszą liczyć się z karami finansowymi oraz blokadą obrotu ich produktów na rynku europejskim.
Na koniec Kozieł powiedział o możliwych kierunkach wzmocnienia suwerenności technologicznej Polski i Europy.
Kolejną prelegentką była Martyna Wiącek, która w firmie Aigorithmics pełni funkcję AI & Data Strategy Advisor. Prelegentka opowiedziała o roli sztucznej inteligencji w transformacji cyfrowej sektora energetycznego. W pierwszej części wystąpienia przedstawiła wnioski z raportu opracowanego przez Obserwatorium Transformacji Cyfrowej THINKTANK przy Ministerstwie Cyfryzacji 2023 r. pt. „Jak sztuczna inteligencja może przyspieszyć transformację sektora energetycznego”, a w drugiej opowiedziała o zastosowaniu AI w infrastrukturze energetycznej na przykładzie use cases.
Zaczęła od zaprezentowania piramidy etapów wdrożenia AI. Zastrzegła, że sztuczna inteligencja żyje na danych i nie jest łatwa do zaimplementowania. Jednocześnie transformacja cyfrowa energetyki jest nieunikniona, gdyż pojawia się tu za dużo danych, by dało się je przetworzyć manualnie. Poszczególne etapy, które trzeba przejść, by wdrożyć sztuczną inteligencję w firmie, to kolejno: zrozumienie biznesowe, działania organizacyjne, stworzenie strategii, pozyskiwanie danych, zbudowanie infrastruktury danych, zarządzanie danymi, działania analityczne i wdrożenie sztucznej inteligencji, szczególnie uczenie maszynowe.
Następnie prelegentka nawiązała do wspomnianego na początku raportu, zaznaczając, że skupia się on nie tyle na celach, co na sposobach ich osiągnięcia. Założeniem raportu jest opisanie praktycznego wymiaru transformacji cyfrowej sektora energetycznego i wstęp do realizacji tego procesu, przedstawienie transformacji cyfrowej z punktu widzenia potrzeb przedsiębiorstwa działającego na tym rynku oraz wskazanie, jakie kluczowe czynniki umożliwiają przyspieszenie cyfryzacji sektora, jak można wpłynąć na ich rozwój i w jaki sposób wesprzeć realizację zakładanych celów w zdefiniowanym czasie. Dokument może zainteresować liderów przedsiębiorstw związanych z energetyką, liderów firm IT, które chcą współpracować z energetyką, oraz decydentów zajmujących się polityką gospodarczą i energetyczną kraju.
W dalszej części Wiącek wymieniła przykłady zastosowania AI w sektorze energetycznym w rozbiciu na dwie grupy. Wśród typów rozwiązań AI wskazała: prognozowanie, wykrywanie anomalii, tworzenie modeli rekomendacyjnych, predictive maintenance, computer vision. Z kolei pod względem ulokowania AI w łańcuchu dostaw tworzenia wartości wspomniała o generacji, przesyle oraz dystrybucji sprzedaży. Zauważyła, że zastosowanie sztucznej inteligencji jest możliwe zarówno w infrastrukturze energetycznej (predictive maintenance, cyfrowy bliźniak i computer vision), jak i w odnawialnych źródłach energii (forecasting, detekcja anomalii i predictive maintenance). Na koniec przedstawiła dwa praktyczne przykłady zastosowania AI w branży energetycznej.
Pierwszy dotyczył prognozowania zapotrzebowania i produkcji energii elektrycznej i polegał na opracowaniu platformy bilansującej zapotrzebowanie i produkcję energii elektrycznej ze źródeł OZE (farmy wiatrowe i fotowoltaiczne). Drugi miał na celu zoptymalizować zużycie energii dzięki zastosowaniu platformy prognostyczno-sterująco-optymalizującej umożliwiającej efektywne bilansowanie zapotrzebowania z potencjałem wytwórczym w zakresie chłodu i energii elektrycznej.
Ostatnim prelegentem seminarium był Piotr Błach, kierownik zespołu ds. rynku OZE w Transition Technologies. Swoje wystąpienie poświęcił problematyce zarządzania zasobami w kontekście wirtualnych elektrowni, rynku usług bilansujących i elastyczności. Na początku zarysował profil działalności reprezentowanej przez siebie spółki, który obejmuje dostarczanie kompleksowych rozwiązań wspierających handel i udział w rynku energii, a także komunikację z operatorami jako jeden z kluczowych elementów związanych z działaniem energetyki rozproszonej. Zaznaczył, że w tych i innych działaniach firmy ważnym elementem jest cyberbezpieczeństwo.
Następnie prelegent przeszedł do omówienia idei wirtualnych elektrowni. Wyjaśnił, że pod tym pojęciem kryje się określony układ łączący źródła fizyczne, którymi nie muszą być jedynie jednostki wytwórcze, ale również odbiorcy elastycznie regulujący swoje zapotrzebowanie na energię oraz jednostki magazynowe. Mimo rozproszenia zasobów, z punktu widzenia rynku taki układ jest traktowany jako jeden obiekt, czyli de facto elektrownia, pod warunkiem, że cechuje się dodatnim bilansem produkcji energii oraz sterowalnością. Celem takiego podmiotu jest prowadzenie wspólnej polityki dotyczącej optymalizacji produkcji, zużycia, zakupu, sprzedaży energii oraz usług systemowych. Układu nie da się sterować w sposób ręczny, zatem korzystnie z rozwiązań IT jest tu koniecznością. Błach przedstawił rozwiązanie EnergyLink, które umożliwia obsługę takiej elektrowni. Dane pozyskiwane z prognoz są przekazywane do modułu optymalizacji. Ważne jest, by odpowiednio określić cel optymalizacji (np. maksymalizacja zysku, minimalizacja wolumenu niezbilansowania), która następnie jest realizowana przez poszczególne punkty pracy (jednostki wytwórcze, magazyny energii i odbiorców).
W drugiej części wystąpienia Błach przedstawił usługi świadczone na rzecz rynku bilansującego (Operator Sieci Przesyłowej) lub rynku elastyczności (Operator Sieci Dystrybucyjnej). Zaznaczył, że w kontekście tego drugiego obszaru istotne będą regulacje europejskie, które zaczną obowiązywać najwcześniej od 2025 r. Do tego czasu trudno jednoznacznie zdefiniować standardy komunikacyjne z SD, a jest to istotne, by agregatorzy czy właściciele instalacji osobowych nie musieli każdorazowo indywidualnie wypracowywać ścieżek dostępu do rynków.
Prelegent zwrócił także uwagę na proces certyfikacji jednostek grafikowych agregatu przez OSD. Zauważył, że obecny kształt rynku bilansującego odpowiada potrzebom wielkoskalowych projektów węglowych i gazowych. Energetyka rozproszona cały czas się rozwija, więc trudno powiedzieć, jaki wywrze na niego wpływ w przyszłości.
W podsumowaniu Błach podkreślił, że usługi elastyczności są ważne dla bezpieczeństwa systemu. Będą je mogli świadczyć zarówno agregatorzy, jak i wytwórcy, operatorzy magazynów oraz odbiorcy końcowi. Nie wiadomo jednak jeszcze, na jakich zasadach miałoby się to odbywać. Brakuje również decyzji, jaki podmiot będzie mógł operować platformą usług elastyczności.
Na zakończenie seminarium odbyła się dyskusja, w ramach której prelegenci odpowiadali na pytania zadane przez uczestników na czacie.
Wydarzenie realizowane w ramach projektu „Obserwatorium Transformacji Energetycznej jako instrument wspierania społeczno-gospodarczego rozwoju Polski (OTE)” współfinansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu badań naukowych i prac rozwojowych "Społeczny i gospodarczy rozwój Polski w warunkach globalizujących się rynków" GOSPOSTRATEG / Umowa nr GOSPOSTRATEG9/000D/2022 z dnia 27 czerwca 2023 r. (wartość projektu: 7 881 705 PLN, wartość dofinansowania: 7 719 705 PLN).
