Шесть технологий будущего, которые изменят ТЭК

Технологии развиваются настолько стремительно, что новые идеи могут возникнуть, отжить свое и исчезнуть в очень короткое время. Особенно в сфере энергетики, где эволюция отраслевых технологий, ускоряющаяся под влиянием цифровых инноваций, требований потребителей и государственного регулирования, меняет образ действий компаний.

Каковы самые значительные из развивающихся технологий, за которыми сегодня следит ВР? Об этом рассказывает BP Magazine.

Двойная задача – удовлетворить растущий спрос на энергию в развивающемся мире на фоне усилий по снижению углеродных выбросов – генерирует постоянный приток идей, которые могут изменить то, как именно мы будем производить и потреблять энергию.

Для BP это представляет как угрозу, так и возможности. Команда по Развивающимся Технологиям компании, возглавляемая Дэном Уолкером, фокусирует свое внимание на свежих тенденциях и оценивает их потенциальное влияние на бизнес BP.

«Сотни появляющихся технологий могут оказать влияние на BP, позитивное или негативное, и мы постоянно отслеживаем их», — говорит Дэн. – «Наша задача – оценивать эти технологии, анализировать их стратегическую пригодность для BP и затем определять приоритеты для возможных действий. Если в 2015 году мы видели прорыв в технологиях аккумуляторов и топливных элементов, то уже через пару лет, в 2017 году – это блокчейны и новое поколение ветровой энергетики».

Итак, какие из новых технологий создают новые проблемы и новые возможности для мира энергетики? В каких областях, когда и каким образом их влияние станет ощутимым?

  1. Блокчейн: невзламываемые информационные системы

Что это такое?

Блокчейн (blockchain) – это технология цифровой регистрации данных, выстраиваемых в виде блоков, которые связаны друг с другом в цепочке. Информация, содержащаяся в блокчейне, датирована и не может быть введена «задним числом», что обеспечивает возможность верификации и непрерывность записей. Информация хранится в прозрачной и открытой базе данных, в которой пользователи могут видеть информацию, но при этом она защищена от искажения и удаления.

Данная технология позволяет проводить обмен активами или инструментами (деньгами, контрактами, правами на интеллектуальную собственность, др.) безопасно и без посредников, таких как банки, посреднические компании или органы управления.

Оборот биткоинов (цифровой валюты), оцениваемый сегодня в мире в $7 млрд, является самым широко известным примером использования принципа блокчейн.

Эта технология может разрушить целые отрасли, изменив процедуры ведения торговли и совершения транзакций: например, полностью преобразить банковский сектор, тогда как сегодня банки являются посредником в любой цепочке поставок.

Как это повлияет на ТЭК?

В энергетическом комплексе блокчейн дает возможность создать абсолютно новую бизнес-модель, которая полностью изменит такие сферы, как трейдинг, управление снабжением и продажи.

Технология также может быть использована с целью снижения операционных рисков и затрат по транзакциям, а также для повышения уровня соответствия требованиям.

Это предоставляет значительные возможности для такой компании, как BP. Например, в топливных продажах можно создать систему платежей по принципу блокчейна через водительский «кошелек» и смарт-контракт напрямую с АЗС без проведения банковской транзакции. Иными словами, потребитель сможет получать энергию напрямую от поставщика без вовлечения третьей стороны.

А вкупе с развитием виртуальных электростанций (интеграция различных источников генерации, аккумулирования и потребления энергии. – Прим. Oilgascom) технология блокчейн может стать отличным инструментом для продажи энергопотребителем излишка энергии, произведенной его домашним генератором на солнечных фотоэлектрических или топливных элементах, используя любой доступ, без необходимости привязки к сетям и централизованному снабжению.

Какие проблемы нужно преодолеть?

Блокчейн изначально разрабатывали не для массового использования, поэтому масштабируемость является главной проблемой, учитывая повышенные требования к хранению и потреблению энергии, пропускной способности и вычислительной мощности. Также очень важен вопрос безопасности, что стало очевидно в результате крупной хакерской атаки в 2014 году на компанию, которая в то время проводила большую часть транзакций с биткоинами.

Особое влияние окажет на… 

  • Финансовый сектор
  • Недвижимость
  • Госуслуги
  • Система снабжения
  1. На дорогах: беспилотники

Что это такое?

На протяжении десятилетий киногерои фантастических фильмов и сериалов забирались на задние сиденья и наблюдали, как автопилот берет на себя управление. Возьмите «Бэтмена», «Рыцаря дорог» или более современный фильм «Особое мнение». Но сегодня автономный (или беспилотный) транспорт уже не является выдумкой. Автомобили, способные распознавать окружение и прокладывать путь без участия человека, уже на наших дорогах. Это технология разрабатывается для различных типов транспорта, работающего на двигателях внутреннего сгорания, электродвигателях и двигателях на топливных элементах.

 

 

Как это повлияет на ТЭК?

Полностью воздействие этой технологии неясно. Низкий уровень «автономизации» транспорта даст скромный результат в плане топливной эффективности. Высокий уровень и широкое использование беспилотников может оказать значительное влияние на рынки жидкого топлива и смазочных материалов.

Заправка и зарядка таких транспортных средств – это другая область потенциального участия нефтегазовой отрасли. Например, обслуживающие станции уже предлагают одновременно и заправку жидким топливом, и электрозарядку. Существенно и время зарядки; автомобилисты на время ожидания могут зайти в магазин.

«Автономный транспорт окажет огромное воздействие на производительность», — говорит Дэн Уолкер из ВР. – «В будущем, если утром вы едете на работу в автомобиле и вам не нужно его вести, вы можете провести первое совещание, проверить почту, сделать покупки. Это освобождает кучу времени, а для маркетинга создает огромные новые возможности».

Особое влияние окажет на…

  • Технологические компании
  • Производители оборудования

Какие проблемы нужно преодолеть?

В 2016 году Waymo, «сестринская» компания Google, добилась одного «разъединения» (когда человек снова должен взять у компьютера контроль над вождением) на каждые 5128 миль (около 8253 км). И хотя дальнейшее развитие технологии уже улучшило этот результат, по-прежнему существуют проблемы – в размещении сенсоров, в вычислительной мощности и, самое главное, в написании программного кода.

Когда технология будет достаточно проработана для массового внедрения, предстоит еще преодолеть огромные препятствия – добиться адаптации требований регуляторов (правила дорожного движения, управление воздушным движением, и т.д.) и, наконец, получить признание потребителей. В связи с быстрыми темпами развития технологии изредка случаются аварии, и это может подорвать общественное доверие и поддержку регуляторов. Вопрос информационной безопасности также нуждается во внимании, поскольку такие транспортные средства будут пользоваться беспроводной связью и в силу этого будут уязвимы для хакеров.

  1. В двух экземплярах: 3D-печать

Что это такое?

3D-печать – это техника изготовления физического объекта по цифровой модели из материалов самого широкого спектра – от металла до полимеров.

«Принтер» накладывает с нуля очень тонкие слои материала, слой на слой вперед и назад, для построения полного предмета.

Сама концепция существует уже более 30 лет, но отточенность методики в сочетании с цифровыми технологиями и низкой стоимостью оборудования только сейчас вывела 3D-печать на уровень возможного массового применения.

Как это повлияет на ТЭК?

Согласно выводам Accenture, для нефтегазовой отрасли здесь есть два преимущества. Первый – сокращение расходов и повышение операционной эффективности; например, благодаря производству новых запасных частей – в случае отсутствия их у производителя или с одновременным усовершенствованием этих деталей.

Второй фактор будет иметь значение для downstream. Массовое распространение 3D-печати предоставляет потенциал для дополнительных доходов нефтегазовых компаний – за счет продаж химических порошков и пластиков в качестве т.н. «чернил» для таких «принтеров».

 

Какие проблемы нужно преодолеть?

3D-печать остается пока сомнительной с точки зрения инженерной точности. На данном этапе технология ограничена в размерах изготавливаемых деталей, значительны стоимость и объем необходимой обработки после изготовления. Нефтегазовая отрасль предъявляет высокие требования к надежности и долгосрочности работы оборудования в экстремальных условиях, таких как высокие температуры и давление в скважинах, суровые климатические условия работы на шельфе.

Особое влияние окажет на…

  • Аэрокосмический комплекс
  • Автомобилестроение
  • Биомедицина
  • Обрабатывающая промышленность
  • Строительство
  1. Мистер Робот: искусственный интеллект

Что это такое?

Слово «робот» происходит от старославянского понятия «работа/robota», которое означало принудительный или монотонный труд (рабство, неволя, работа на кого-то, подневольный труд). А сам робот впервые появился в пьесе чешского писателя Карла Чапека в 1920 году. В последнем акте роботы восстают против создавших их людей, и это дало начало традиционному изображению машин в фантастических произведениях.

В реальности же искусственный интеллект – это способность вычислительной техники выйти за пределы запрограммированной обработки и проявить такие человеческие свойства, как способность к мышлению (аргументации и умозаключению).

Искусственный интеллект позволит компьютерным системам решать неопределенные задачи без необходимости написания программистом кода для каждой вероятности, применяя аргументы и обучаясь у окружающей среды, в которой они работают, а также повышая свою производительность с течением времени. Сегодня искусственный интеллект уже применяется в системах Siri (облачный персональный помощник и вопросно-ответная система в устройствах Apple), в автономных транспортных средствах Google и в персонифицированных настраиваемых рекомендациях Amazon.

Как это повлияет на ТЭК?

Искусственный интеллект (ИИ) может решать проблемы, которые обычно требуют от человека рассуждений, особенно когда вспомогательная информация по такой проблеме является неточной или противоречивой. Системы с ИИ уже могут и будут продолжать изучать стратегии реагирования на меняющиеся ситуации с различными подходами.

В нефтегазовой отрасли ИИ может выделять различия, например, при мониторинге операций. Такие компьютеры смогут предвидеть проблемы и выдавать рекомендации для корректировки действий. Интеллектуальные автономные транспортные средства (например, удаленно управляемые подводные лодки) будут контролироваться когнитивными системами, которые будут направлять действия и адаптировать их в окружающей среде.

 

Какие проблемы нужно преодолеть?

«Возможно, самая серьезная задача сегодня состоит в том, как добиться значительного прогресса в сведении вместе вычислительной науки и нефтегазового мира», — говорит Уолкер. – «Нефтегазовые компании знают, в чем заключаются самые большие недостатки, где слишком велики затраты и высоки риски, а компьютерные компании знают, как добыть информацию и применить алгоритмы искусственного интеллекта, чтобы сделать выводы и улучшить производительность. В таких областях, как бурение и надежность оборудования, есть много возможностей для улучшения, если правильно использовать данные».

Особое влияние окажет на…

  • Технологические транснациональные корпорации
  • Космические агентства
  • Сообщество технологических стартапов
  1. Электронный шок? E-топливо

Что это такое?

Сначала была просто почта, а потом стал email, электронная почта. Приставка «e-» или «электронное» к любому понятию настолько обычны в повседневной жизни в 2017 году, что трудно представить, как мы без всего ныне «электронного» обходились раньше. Можно ли будет в ближайшие десятилетия сказать то же самое и в отношении топлива – e-fuel? Электронное топливо?

Е-топливо (electrofuels, e-fuels) – это обобщающий термин для жидких или газообразных видов топлива, которые произведены с использованием электричества, как основного источника энергии. E-fuel включает обычные составляющие, такие как диоксид углерода, азот и вода, для формирования химического соединения, которое может служить топливом или сырьем.

В долгосрочной перспективе e-fuels могут найти свою нишу среди существующих видов топлив, проникнув на рынок, подобно e-дизелю (e-diesel – синтетическое дизельное топливо, созданное концерном Audi. – Прим. Oilgascom), в тот момент, когда энергия стоит особенно дешево.

Как это повлияет на ТЭК?

E-fuels могут быть совместимы с обычной существующей заправочной инфраструктурой и системой снабжения, а хранение может быть эффективным и дешевым.

Объем энергии, которая требуется на преобразование CO2 в жидкое топливо или химикаты, значителен. Эту энергию можно получать из возобновляемых источников (ветровых или солнечных) или даже напрямую от тепла сконцентрированного солнечного света (солнечное топливо, solar fuels). Для развития этой технологии важную роль играет разработка недорогих и эффективных катализаторов, а прогресс ускорен достижениями материаловедения и применением искусственного интеллекта.

Какие проблемы нужно преодолеть?

В виду ранней стадии развития остаются нерешенными вопросы экономической целесообразности коммерциализации e-топлива. На данном этапе e-топливо не может конкурировать с биотопливом или традиционными ископаемыми видами топлива, однако, подобно биотопливу, оно может выиграть от цены на сырье – в данном случае на углерод.

Индустрия е-топлива пока на стадии младенчества, и для вывода его на рынок нужны благоприятные показатели по капзатратам на производственную установку и по объему энергопотребления. Чтобы сделать данный сектор жизнеспособным может понадобиться «зеленое» кредитование.

Однако на фоне снижающейся стоимости аккумулирования энергии и перехода к электрификации транспорта может оказаться слишком мало стимулов к коммерческому развитию e-топлива, и как носителя избыточной возобновляемой энергии, и как жидкого топлива.

 

Особое влияние окажет на…

  • Стартаповые компании
  • Университеты
  • Государственные энергетические лаборатории
  1. Технология высокого полета: ветроэнергетика

Что это такое?

Первая американская ветровая турбина дала электричество еще в 1888 году и более двадцати лет снабжала энергией дом инженера Чарльза Браша (Charles Brush) в Огайо. В 21 веке ветер, как возобновляемый источник с нулевыми выбросами, станет одним из самых быстрорастущих энергоисточников в ближайшие 20 лет. Технологии ветровой энергетики также меняются.

«Использование энергии ветра в последние годы стало основной, конкурентоспособной и надежной технологией», — говорит Уолкер. – «Совершенствование технологии постоянно снижает ее стоимость, особенно при размещении установки на суше. Сейчас усилия сфокусированы на повышении производительности и надежности и на преодолении различных технических сложностей, связанных с морскими установками. Проводятся также исследования по нетрадиционным методам получения энергии ветра».

Как это повлияет на ТЭК?

Технологические достижения способствуют активному развитию сектора ветровой энергетики. Основные задачи, которые решают разработчики турбин, относятся к высоте башни, длине лопастей и генерирующей мощности. Важные направления разработок – аэродинамика и адаптация к суровым климатическим условиям, таким как снег, лед, тропические шторма.

Менее традиционные методы получения энергии ветра включают турбины без лопастей, которые позволяют обходиться без вращающегося оборудования, а также ветротурбины воздушного базирования, или парящие (как воздушные змеи), которые достигают большей высоты без необходимости наращивать физическую конструкцию. Эти методы находятся сейчас на ранней стадии развития.

«Если говорить о следующем поколении ветровой энергогенерации, то это турбины-змеи размером с крыло самолета», — говорит Уолкер. – «Они парят высоко в небе на привязи с земли. Они производят много энергии благодаря работе на большой высоте, где сильнее ветер».

Какие проблемы нужно преодолеть?

Прерывистость остается главной проблемой ветровой отрасли. Достижения в области хранения энергии являются здесь ключевым фактором: необходимо получать энергию, когда ветер дует, а использовать ее тогда, когда она нужна, но ветер утих.

Другая ключевая задача – передача энергии. Районы с сильным ветроэнергетическим потенциалом могут располагаться далеко от населенных районов (как, например, в Техасе, США). Дальнейшие разработки в области сверхпроводящих линий передачи помогут решить эту проблему.

Турбины должны быть устойчивы к погоде и способны работать в экстремальных условиях. Нужны также решения для повышения эффективности турбин, чтобы сделать их более рентабельными.

Особое влияние окажет на…

  • Ветровая энергетика
  • Энергогенерирующие компании
  • Технологические стартапы
  • Нефтегазовые majors

Перевод статьиSix next-generation technologies that matter for the energy industryвыполнен Oilgascom и опубликован с разрешения BP Magazine.

 

Оставить комментарий

Ваш email адрес не публикуется. Обязательные для заполнения поля помечены *

очиститьОтправить