تحول دیجیتال در بخش انرژی
گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی و مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام‌نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان می‌باشد. با پیشرفت تدریجی تمدن بشری، چوب و پس از آن ذغال سنگ، نفت و گاز وارد بازار انرژی شد. اما به دلیل افزایش روزافزون نیاز به انرژی و محدودیت منابع فسیلی مثل نفت و گاز از یک‌سو و افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر، استفاده از انرژی‌های تجدیدناپذیر روز به روز با چالش بیشتری مواجه شده است.
بخش انرژی به کلیه صنایع درگیر در فرآیند تولید و فروش انرژی از جمله استخراج سوخت، تولید، پالایش و توزیع اطلاق می‌شود. جامعه مدرن حجم عظیمی از سوخت را مصرف می‌کند و صنعت انرژی، بخشی حیاتی از زیرساخت جامعه را در کلیه کشورها تشکیل می‌دهد. میتوان انواع بخش‌های انرژی را در قالب انرژی‌های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم‌بندی کرد.
انرژی‌های تجدیدپذیر به انواعی از انرژی می‌گویند که منبع تولید آنها بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر (فسیلی و هسته‌ای)، قابلیت آن را دارد که توسط طبیعت در یک بازه زمانی کوتاه، مجدداً به وجود آمده یا به عبارتی تجدید شود. انواع انرژی‌های تجدیدپذیر که گاهی انرژی‌های نو نیز نامیده می‌شوند عبارت‌اند از انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی هیدروالکتریک یا برق‌آبی، انرژی زمین‌گرمایی، انرژی جزر و مد، زیست‌توده، انرژی امواج و پیل سوختی.
انرژی‌های تجدیدناپذیر انرژی‌هایی هستند که به‌آسانی مانند انرژی‌های تجدیدپذیر در دسترس نمی‌باشند. این نوع انرژی‌ها برای تولید به زمان بسیار طولانی و حتی میلیون‌ها سال نیاز دارند. البته در حقیقت این انسان‌ها هستند که به آنها نیاز اساسی دارند. برای نمونه نفت در طی میلیون‌ها سال از گیاهان و حیوانات درست شده و برای تجدید آن به این شکل باید میلیون‌ها سال بگذرد. میزان استفاده فراوان و نیاز شدید بشر به این نوع از انرژی‌ها باعث شده که به سرعت به سمت پایان حرکت کنند. از نمونه‌های انرژی‌های تجدید ناپذیر میتوان به نفت، گاز، زغال‌سنگ و سوخت‌های هسته‌ای مثل اورانیوم اشاره کرد.
پیشرفت علم و فناوری علاوه بر دستاوردهای فراوان برای آسایش و رفاه بشر، همواره مشکلات تازه‌ای را نیز برای بشر به همراه داشته است که آلودگی محیط زیست ناشی از سوخت‌های فسیلی از جمله آنهاست. بدین معنی که در نتیجه سوختن مواد فسیلی، گازهای سمی وارد هوا می‌شود و تنفس انسان را مشکل می‌سازد و محیط زیست را آلوده می‌کند و از طرفی دیگر تراکم این گازها در جو زمین، مانع خروج گرما از اطراف زمین می‌شود و باعث افزایش دمای هوا و تغییرات آب و هوایی در زمین می‌گردد. افزایش روز افزون نیاز به انرژی و محدودیت منابع فسیلی از یک سو و افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر، محققین را وادار کرده تا به کشف فناوری‌ها و راهکارهای جدید جهت بهره‌برداری از صورت‌های مختلف انرژی با راندمان بالا بپردازند.
شکل ۱. ابعاد گذار انرژی
در سال‌های اخیر، یکی از مهم‌ترین مباحث مطرح‌شده در حوزه انرژی و موضوعات سیاست‌گذاری مربوط به آن، گذار انرژی و عوض شدن قواعد بازی در این حوزه است. گذار انرژی، تعبیری است برای تصویر چهار محور اصلی تغییر در این حوزه که در شکل ۱ نشان داده شده است. هرچند در این مدل، دیجیتال‌سازی به عنوان یکی از ابعاد چهارگانه معرفی شده است ولی فناوری‌های تحول دیجیتال به طور غیرقابل‌انکاری بر روی تمرکززدایی و کمرنگ شدن نقش دولت‌ها، خلق اکوسیستم‌ها و مدل‌های کسب‌وکار جدید و حرکت به سمت پایداری نقش دارند. فناوری‌ها با کاهش هزینه‌ها و متصل کردن سراسری، این بخش را در عصر دیجیتال جدیدی قرار داده که بر تمامی ذی‌نفعان اعم از تولیدکنندگان و ارائه‌دهندگان خدمات رفاهی و مصرف‌کنندگان نهایی تأثیرگذار بوده است. به‌عبارتی میتوان گفت دیجیتال‌سازی پایه و زیربنایی است که تمامی ابعاد گذار دیجیتال را میسر می‌سازد.
در دهه پیش رو فناوری‌های دیجیتال، سیستم‌های بخش انرژی را در سرتاسر دنیا متصل‌تر، هوشمندتر، قابل‌اطمینان‌تر و پایدارتر خواهند کرد. پیشرفت‌ها در داده، تحلیل‌گری و قابلیت‌های اتصال، طیف وسیعی از کاربردهای دیجیتال را مانند لوازم‌خانگی هوشمند، پویایی اشتراکی و چاپ سه‌بعدی به همراه دارد. سیستم‌های انرژی دیجیتالی شده در آینده احتمالاً قادر خواهند بود، تعیین کنند چه کسی به انرژی نیاز داشته و آن را در زمان درست، در مکان درست و با کمترین هزینه ارائه کنند. ولی این هدف به‌راحتی و بدون عدم به‌کارگیری اصول تحول دیجیتال محقق نمی‌شود.
سرعت دیجیتالی شدن در بخش انرژی در حال افزایش است و سرمایه‌گذاری شرکت‌های فعال در این حوزه در زمینه فناوری‌های دیجیتالی نیز زیاد شده است. به عنوان مثال، از سال ۲۰۱۴، سرمایه‌گذاری جهانی در زیرساخت‌های دیجیتالی برق و نرم‌افزار بیش از ۲۰% رشد داشته و به ۴۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۶، رسیده است. این سرمایه‌گذاری دیجیتال در سال ۲۰۱۶، تقریباً ۴۰% بیشتر از سرمایه‌گذاری انجام‌شده در بخش تولید برق (انرژی) در جهان (۳۴ میلیارد دلار) است و تقریباً با سرمایه‌گذاری انجام‌شده در بخش الکتریسیته و برق در کشور هند (۵۵ میلیارد دلار) برابر است.
در بخش انرژی روندهای آتی فناورانه تحول دیجیتال را میتوان در چهار دسته نرم‌افزار، سنسورها و داده، اتصال و رایانشگرها تقسیم کرد. در زیر هر کدام از این دسته‌ها یک سری فناوری‌های تحول‌آفرین وجود دارد که در شکل ۲ قابل مشاهده است.
شکل ۲. روندهای فناورانه تحول دیجیتال
مسائل بخش انرژی
برای دیجیتالی شدن بخش انرژی باید بر ابعاد مهمی سرمایه‌گذاری نمود. در بررسی ابعادی از صنعت که می‌توانند آمادگی آن را تحت تأثیر قرار دهند، بُعد کارایی اهمیت ویژه‌ای دارد. این بعد شامل هزینه محصولات فروخته‌شده، سرمایه‌گذاری‌ها، کارایی و همچنین نرخ بازگشت بر دارایی‌های خریداری شده است. طبق بررسی‌های انجام‌شده، هرچند صنعت انرژی از لحاظ سرمایه نسبتاً کارا است ولی در معیارهای سرمایه‌گذاری‌شده، امتیاز خوبی دریافت نمی‌کند.
بُعد عملکرد نیز در بخش انرژی در موقعیت خوبی قرار ندارد و با چالش‌هایی مواجه است. این بعد شامل رشد درآمد و سوددهی است. برای مثال شرکت‌های بالادست صنعت نفت و گاز در طی پنج سال گذشته میزان ورشکستگی بسیار بالاتری را نسبت به سایر صنایع تجربه کرده‌اند. همچنین علیرغم عدم وجود رقبای قوی، شرکت‌های ملی نفت سوددهی سالانه ۱۶- درصد و شرکت‌های بین‌المللی نفت سوددهی ۲۰- درصد را در سال ۲۰۱۸، تجربه کرده‌اند. این بخش همچنان در سال‌های پیش رو متأثر از نوسانات نرخ ارز خواهد بود.
بُعد نوآوری در بخش انرژی در مقایسه با سایر بخش‌ها وابستگی نسبتاً کم‌تری به واحدهای تحقیق و توسعه دارد و بیشتر بر ارائه‌دهندگان خدمت، سرمایه‌گذاری‌های مشترک یا ائتلاف‌ها برای توسعه و افزایش مقیاس آخرین فناوری‌ها متکی است. هرچند این روند احتمالاً در حال تغییر است، سطح کلی نوآوری و تحقیق و توسعه در بخش انرژی نسبتاً پایین است.
طبق مطالعه صورت گرفته توسط معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، سند ملی راهبردی انرژی کشور و سایر مطالعات میتوان نه مسئله اصلی را در اولویت قرار داد که به شرح زیر می‌باشند:
- بحران آلودگی محیط زیست بر اثر استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی
- سهم ناچیز انرژی‌های تجدید پذیر و پاک در سبد انرژی کشور
- لزوم ایجاد تنوع در منابع و مکان‌های تولید و توزیع انرژی
- لزوم ارائه راه‌حل‌های نوآورانه در جهت پاسخگویی به تغییرات اقلیمی و چالش‌های آن
- لزوم افزایش هوشمندی و ارائه راه‌حل‌های نوآورانه در جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی در بخش‌های خانگی، صنعتی و حمل‌ونقل
- حضور کمرنگ بخش غیردولتی در بخش انرژی
- بالا بودن تلفات در بخش‌های تولید، تبدیل و عرضه انرژی در کشور
- لزوم تولید و توزیع انرژی با هزینه و بهره‌وری مناسب در مناطق دوردست و محروم
- لزوم بهره‌گیری مؤثر از جمع‌آوری و تحلیل کلان‌داده‌ها به منظور مدیریت و برنامه‌ریزی بهینه حوزه انرژی
نگاشت فناوری‌ها و چالش‌ها
فناوری‌های دیجیتال هم‌اکنون به صورت وسیعی در صنایع بخش انرژی به کار گرفته می‌شوند و فناوری‌های تحول‌آفرین مانند خودروهای خودران، خانه‌های هوشمند و یادگیری ماشینی در دستور کار این صنایع قرار دارد. این فناوری‌ها اثرات مثبت گسترده‌ای بر روی بخش انرژی دارند؛ هرچند بعضی از آنها می‌توانند منجر به اثرات بازگشتی شوند که مصرف انرژی را افزایش می‌دهد.
همچنین در دنیای امروز موضوع بهره‌وری انرژی به یکی از موضوعات اصلی سیاست‌های انرژی تبدیل شده است. بسیاری از دغدغه‌های اصلی حوزه انرژی از قبیل هزینه تمام‌شده انرژی، کربن‌زدایی، آلودگی هوا، امنیت انرژی و دسترسی به انرژی در صورت اجرایی شدن سیاست‌های قوی در زمینه بهینه‌سازی انرژی برطرف خواهند شد. بخش قابل‌توجهی از این دغدغه‌ها در قالب سیاست‌ها و برنامه‌های حوزه دیجیتال قابل پاسخگویی هستند. بخش انرژی یکی از پیشگامان حوزه فناوری‌های دیجیتال بوده است. شرکت‌های نفت و گاز از دیجیتال‌سازی برای بهبود تصمیم‌گیری در حفاری و اکتشاف و سرمایه‌گذاری در بخش تولید و نیز مخازن و لوله‌های انتقال استفاده نموده‌اند.
تأثیرات فناوری‌ها بر طرف تقاضای انرژی
مصرف‌کنندگان انرژی در کانون توجه دیجیتالی‌شدن قرار دارند. همچنین فرصت‌های جدیدی برای تأمین‌کنندگان فراهم شده تا دارایی‌های با ارزش خود را بهینه کرده، انرژی‌های تجدیدپذیر را از منابع متنوع و توزیع‌شده یکپارچه نموده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند. همچنین برای مصرف‌کنندگان انرژی نیز منافعی به همراه دارد؛ از جمله کاهش هزینه‌های انرژی برای شهروندان و سازمان‌ها از طریق افزایش کارایی و برخورداری از مکانیزم هوشمند.
دیجیتالی شدن تأثیراتی اساسی بر حمل‌ونقل، ساختمان‌سازی و صنعت ساخت دارد. اهمیت این تحول برای هر صنعت و کاربرد در آینده متفاوت خواهد بود.
- حمل‌ونقل در حال هوشمندتر شدن و اتصال بیشتر است. در حمل‌ونقل جاده‌ای، اتصال، خدمات اشتراک‌گذاری سیار را فراهم می‌کند. پیشرفت در خودکارسازی وسایل نقلیه و متصل شدن آنها در کنار هم منتج به اثرات اساسی ولی نامشخصی بر بخش انرژی می‌شود. در بلندمدت مصرف انرژی در بخش حمل‌ونقل جاده‌ای می‌تواند تا ۵۰ درصد یا حتی بیش از دو برابر کاهش یابد که این امر به رابطه بین فناوری، خط‌‌مشی‌ها و رفتارها بستگی دارد.
- دیجیتالی شدن می‌تواند تا سال ۲۰۴۰، کل انرژی مصرفی را در ساختمان‌های تجاری و مسکونی تا ۱۰ درصد کاهش دهد. این بهبود کارایی در سرمایش و گرمایش بیشترین اثر را خواهد داشت؛ به ویژه از طریق استفاده از سنسورها و ترموستات‌های هوشمند. سیستم روشنایی هوشمند به صورت محسوسی تقاضای برق برای روشنایی را کاهش می‌دهد. بااین‌حال خدمات و راحتی حاصل از دیجیتال‌سازی و همچنین قرار دادن بیشتر دستگاه‌های الکتریکی در حالت آماده‌به‌کار می‌تواند تا حدودی میزان ذخیره انرژی بالقوه را خنثی کند.
- صنایع تولیدی مدت‌ها است که از فناوری‌های دیجیتال برای بهبود امنیت و بهره‌وری استفاده می‌کند. دیجیتالی شدن می‌تواند از طریق کنترل بهتر فرآیندها در کارخانه‌ها منجر به صرفه‌جویی قابل‌توجهی در انرژی شود. فناوری‌هایی چون پرینت سه‌بعدی، یادگیری ماشینی و توانایی اتصال ارتقاءیافته نیز می‌توانند اثرات سنگین‌تری بر‌جا بگذارند.
- فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات از جمله مراکز داده، شبکه‌های داده و دستگاه‌های متصل‌شده به عنوان منبع مهمی از تقاضای انرژی هستند. بهبود در کارایی انرژی می‌تواند رشد تقاضای انرژی را در هر سه بخش کاهش دهد. بهبودهای اساسی در کارایی رایانش به همراه زمان کوتاه تعمیر دستگاه‌ها و تجهیزات منتج به افزایش کارایی کلی دستگاه‌ها، مراکز داده و شبکه‌ها می‌شود.
حداکثرسازی منافع حاصل از فناوری‌های تحول دیجیتال و پاسخ به چالش‌های این حوزه از جمله چالش‌های امنیت سایبری، حریم شخصی داده و از دست رفتن اشتغال، نیازمند سیاست‌های بخشی و فرابخشی درست است.
تأثیرات فناوری‌ها بر طرف عرضه انرژی
شرکت‌های بخش انرژی سال‌هاست که در حال به‌کارگیری فناوری‌های دیجیتال هستند و با کمک آنها در حال استحصال سوخت‌های فسیلی، بهبود فرآیندهای تولید، کاهش هزینه‌ها و بهبود امنیت هستند.
- بخش نفت و گاز سابقه‌ای نسبتاً طولانی در استفاده از فناوری‌های دیجیتال به ویژه در صنایع بالادستی دارد و همچنان پتانسیل خوبی برای دیجیتال‌سازی و بهبود عملیات‌ها دارد. استفاده سراسری از فناوری‌های دیجیتال موجود می‌تواند هزینه‌ها را بین ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش دهد. با استفاده از فناوری‌های موجود و فناوری‌های در حال ظهور میتوان ذخایر قابل استحصال نفت و گاز را تا پنج درصد افزایش داد. بیشترین اثرات بالقوه دیجیتال‌سازی احتمالاً برای منابع نفت سبک و گاز شیل خواهد بود.
- در بخش ذغال سنگ، دیجیتال‌سازی می‌تواند منتج به بهبود مدل‌سازی‌های زمین‌شناسی، بهینه‌سازی معدن‌کاوی و سایر فرآیندها، خودکارسازی، نگهداری‌های پیش‌گیرانه و امنیت و سلامت کارکنان شود. با این حال اثرات تحولی این فناوری‌ها می‌تواند نسبت به سایر بخش‌ها متعادل‌تر باشد.
- دیجیتال‌سازی در بخش نیرو این پتانسیل را دارد که بر اساس طراحی سیستم فعلی و بهبود جهانی فناوری‌های دیجیتال موجود در کلیه زیرساخت‌های شبکه و نیروگاه‌ها، سالانه حدود ۸۰ میلیون دلار یا معادل ۵ درصد از کل هزینه‌های تولید نیرو را کاهش دهد. این رقم می‌تواند از طریق هزینه‌های عملیات و نگهداری، تقویت نیروگاه‌ها، افزایش کارایی شبکه، کاهش مدت ازکارافتادگی تجهیزات و افزایش طول عمر عملیاتی دارایی‌ها محقق شود.
بزرگ‌ترین اثر تحول دیجیتال در بخش انرژی، توانایی آن برای شکستن مرزهای میان بخش‌ها، افزایش انعطاف و فراهم کردن امکان یکپارچگی بین تمام سیستم‌هاست.
- صنعت برق در قلب این تحول قرار دارد. دیجیتال‌سازی از طریق رشد منابع غیرمتمرکز نیرو و ارتقاء سیستم‌های انرژی، در حال کمرنگ کردن فاصله بین عرضه و تقاضا بوده و فرصت‌هایی را برای مشتریان به منظور دخالت مستقیم در متعادل‌سازی بلادرنگ عرضه و تقاضا فراهم کرده است. از طریق این فرآیند، شبکه‌های انتقال متمرکز همچنان به عنوان پیکره اصلی برای پشتیبانی از انتقال عمل کرده و سیستم کلی را متعادل می‌کند.
- دیجیتال‌سازی می‌تواند باعث شود مصرف‌کنندگان در عملیات سیستم انرژی به صورت فعالانه دخیل شوند. به عنوان مثال تا سال ۲۰۴۰، حدود یک میلیارد خانوار و ۱۱ میلیارد دستگاه هوشمند می‌توانند به صورت فعالانه در سیستم‌های برق حضور داشته باشند که به آنها این امکان را می‌دهد تا درون شبکه برق به صورت هوشمند و بهینه عمل کنند. این امر باعث می‌شود از سرمایه‌گذاری مربوط به توسعه زیرساخت برق جدید برای اطمینان از تأمین پایدار برق، حدود ۲۷۰ میلیارد دلار صرفه‌جویی شود.
- دیجیتالی شدن می‌تواند به یکپارچه‌سازی بیشتر سوخت‌های تجدیدپذیر مختلف برای انطباق حداکثری با تقاضای متغیر کمک کند. در اتحادیه اروپا مراکز ذخیره انرژی ایجاد شده‌اند که با پاسخ به تقاضای متغیر لحظه‌ای می‌تواند محدودیت مربوط به نیروی خورشیدی و باد را کاهش دهد و با این کار حدود ۳۰ میلیون تن از میزان انتشار گاز کربن‌دی‌اکسید را کاهش دهد.
- دیجیتال‌سازی می‌تواند سهم قابل‌توجهی در منابع انرژی توزیع‌شده داشته باشد و مشتریان را به تولیدکننده تبدیل کند. ابزاری مانند بلاک‌چین می‌تواند این‌چنین عملیات سیستم‌های تبادل انرژی را تسهیل کند.
برای اطمینان از بهره بردن حداکثری از منافع تحول دیجیتال در حوزه نیرو و یا انرژی‌های تجدیدپذیر و همچنین حداقل‌سازی ریسک‌ها، باید تغییراتی اساسی در خط مشی‌ها و قوانین مربوطه ایجاد شود.
فناوری‌های تحول دیجیتالی در بخش انرژی برحسب جایگاه و سطح به‌کارگیری آنها به صورت شکل زیر قابل ارائه است. شکل ۳ نشان می‌دهد فناوری‌های تحول‌آفرینی که در توسعه خدمات جدید، بهینه‌سازی دارایی، بهبود فرآیند یا محصول، برنامه‌ریزی و توسعه استراتژی و حل مسائل مربوط به رگولاتوری در بخش انرژی به کار میروند، کدام هستند.
شکل ۳. فناوری‌های دیجیتال در بخش انرژی
با توجه به کاربردهای تحول دیجیتال در بخش انرژی از یک طرف و مسائل اصلی موجود در این بخش، نگاشتی بین آنها در جدول ۱ صورت گرفته است. در این جدول ابتدا کاربردهای فناوری در چند دسته به شرح زیر قرار گرفته‌اند:
- توسعه خدمات و مدل‌های کسب وکار جدید و افزایش تولید انرژی از منابع پایدار مانند
- ارائه راهکارهای پایان به پایان برای ارائه انرژی به مصرف‌کنندگان
- توسعه پلتفرمهای دیجیتال برای تشکیل اکوسیستم‌ها در بخش‌های مختلف انرژی
- ایجاد مدل‌های کسب‌وکار مبتنی بر تحلیل داده‌های حاصل از هوشمندسازی بخش
- ارائه خدمات ساخت نمونه‌های اولیه و آزمایش آنها بر اساس راهکارهای ابری
- استفاده از سیستم‌های هوشمند برای بهینه‌سازی توزیع و مصرف انرژی مانند
- استفاده از فناوری تحلیل کلان‌داده‌ها و هوش مصنوعی برای راهبری هوشمند شبکه
- کاهش تلفات انرژی از طریق بررسی الگوی ورودی و خروجی سیستم توزیع
- استفاده از سنسورهای هوشمند برای ارائه اعلام به‌هنگام از بحران‌ها و خرابی‌ها در شبکه
- استقرار سیستم‌های مانیتورینگ محلی و بررسی الگوی مصرف و کشف الگوی بهینه در هر اقلیم
- دیجیتال‌سازی وسایل، داده‌کاوی و استفاده از اینترنت اشیاء در بخش مصرف
- بررسی و ارائه راهکار برای واحدهای مصرف‌کننده
- ممیزی انرژی وسایل و ادوات به کمک فناوری‌های جدید و تجهیزات هوشمند
- ممیزی انرژی ساختمان‌ها به کمک فناوری‌های جدید و تجهیزات هوشمند
- بهبود فرآیندهای تولید انرژی و بهینه‌سازی نیروگاه‌ها مانند
- دیجیتال‌سازی فرآیندها
- استفاده از اینترنت اشیاء، تحلیل داده و واقعیت افزوده برای نظارت بر تجهیزات و فرآیندهای عملیاتی
- مدیریت و برنامه‌ریزی هوشمند حوزه انرژی مانند
- استفاده از زیرساخت بلاک‌چین برای تشخیص میزان مصرف و اتلاف انرژی
- استفاده از سنسورهای هوشمند اعلام به‌هنگام خرابی و وجود بحران در شبکه انتقال و توزیع
- استقرار سیستم‌های مانیتورینگ محلی و بررسی الگوی مصرف و کشف الگوی بهینه در هر اقلیم
- تولید و فروش بی‌واسطه انرژی
- فراهم آوردن زیرساخت برای ارائه راهکار به واحدهای مصرف‌کننده
در مرحله بعد فناوری‌هایی که در ایجاد هر کدام از این کاربردها یا راهکارهای دیجیتالی نقش دارند شناسایی شده و در نهایت مسائلی که این کاربردها حل می‌نمایند، نگاشت شده که نتایج آن به شرح زیر است:
جدول ۱. نگاشت فناوری‌ها و مسائل
چالش‌های توسعه فناوری در بخش انرژی
هم‌زمان با تغییرات سریع در حوزه فناوری‌های دیجیتال، ناشناخته‌های بسیاری نیز در مورد اینکه چگونه فناوری‌ها، رفتارها و خط مشی‌ها در طول زمان توسعه می‌یابند و چگونه این پویایی، سیستم‌های انرژی آینده را تحت تأثیر قرار می‌دهد، شکل می‌گیرند. دیجیتالی‌سازی هم‌اکنون امنیت، بهره‌وری، دسترسی و پایداری انرژی را ارتقاء می‌دهد ولی از سوی دیگر دیجیتال‌سازی مسائل جدیدی در زمینه ریسک و امنیت به وجود می‌آورد. تحول دیجیتال بر اشتغال و کسب‌وکار تأثیر گذاشته، بازار را تغییر می‌دهد و مدل‌های کسب‌وکار جدیدی را شکل می‌دهد و درعین‌حال بعضی از مدل‌های قدیمی را از رده خارج می‌کند.
خط مشی‌گذاران، مدیرعاملان کسب‌وکار و سایر ذی‌نفعان به صورت فزاینده‌ای در حال مواجهه با تصمیمات پیچیده و جدیدی هستند که اغلب با اطلاعات ناکافی همراه است. علاوه بر این چالش‌ها، میتوان به ماهیت شدیداً پویای سیستم‌های انرژی اشاره کرد که اغلب بر زیرساخت‌ها و دارایی‌های فیزیکی بزرگ و با عمر طولانی ساخته شده‌اند. میتوان برای دیجیتال‌سازی بخش انرژی، سه ریسک فرابخشی بیان کرد. علیرغم اینکه این ریسک‌ها مختص بخش انرژی نیستند ولی می‌بایست به‌درستی بررسی و مدیریت شوند: امنیت سایبری، حریم شخصی و دگرگونی اقتصادی.
دیجیتال‌سازی می‌تواند سیستم‌های انرژی را در معرض ریسک‌های دیجیتال مانند حملات سایبری قرار دهد. دولت‌ها و شرکت‌ها نیاز دارند با یکدیگر همکاری کنند تا پیچیدگی روزافزون تهدیدات مربوط به امنیت سایبری را به صورت مشترک مدیریت کنند. جلوگیری کامل از حملات سایبری غیرممکن است ولی اثرات آنها در صورت آمادگی کشورها و شرکت‌ها می‌تواند محدود باشد. این امر در کشور ما با توجه به سابقه حملات سایبری به تاسیسات و استراتژی سطوح بالای کشور برای ایجاد شبکه‌های داخلی و ایزوله به منظور جلوگیری از نفوذ و آسیب‌رسانی به آنها، بسیار حائز اهمیت است.
همچنان که داده‌های بیشتری (به ویژه داده‌های خاص از مصرف انرژی در جاهای مختلف مثل خانه‌ها) جمع‌آوری می‌شود، حریم شخصی و مالکیت داده به یک نگرانی اصلی تبدیل می‌شود. بنابراین لازم است خط مشی‌گذاران، نگرانی‌های مربوط به حریم شخصی را با سایر اهداف هم‌راستا کنند که شامل ترویج نوآوری در بازار، نیازهای عملیاتی در زمینه خدمات عملیاتی و پتانسیل تحول دیجیتال در بخش نیرو می‌شود.
دیجیتالی‌شدن باعث دگرگونی عظیمی در بخش انرژی و به صورت وسیع‌تر در اقتصاد می‌شود که نیازمندی‌های شغلی و مهارتی را تغییر می‌دهد. این تحول الگوهای کاری و وظایف را تغییر داده، منجر به از دست رفتن بعضی شغل‌ها در برخی مناطق و ایجاد بعضی شغل‌ها در دیگر مناطق می‌شود. این تأثیرات در بخش‌های مختلف انرژی متفاوت است. خط‌‌‌مشی گذاران حوزه انرژی باید در مسائل و تصمیم‌گیری‌های سطح حاکمیت مربوط به تحول دیجیتال وارد شوند.
یکی دیگر از مسائلی که در این بخش مطرح است، آشنا نبودن مدیران ارشد این صنایع با روندها و فناوری‌های جدید است. به دلیل عدم ریسک‌پذیری، این مدیران حاضر به اجرایی کردن طرح‌ها و مطالعات حوزه تحول دیجیتال در بخش انرژی نیستند. این امر باعث می‌شود نتایج کار پژوهشگاه‌ها ارزش خاصی ایجاد نکند و در حد مطالعات و گزارش باقی بماند.
در بخش‌های انرژی چون نفت و گاز و نیرو به دلیل عدم وجود ارتباط و همبستگی بین سازمان‌ها، توسعه فناوری اطلاعات به صورت مستقل به پیش می‌رود. این امر اولاً باعث موازی کاری‌های زیادی می‌شود و دوم اینکه به دلیل فقدان یکپارچگی در این فعالیت‌ها، باعث می‌شود تحول دیجیتال واقعی که کل صنایع انرژی از آن منتفع شوند، رخ ندهد. این امر در کنار محافظه‌کاری‌های امنیتی باعث می‌شود داده‌ها در درون سازمان‌ها باقی مانده و نتوان تحلیل‌های جامع فراسازمانی از آنها به دست آورد.
ازآنجایی‌که قیمت‌گذاری‌های بخش انرژی بر اساس معیارهای غیر کسب‌وکاری بوده و دخالت دولتی در آن صورت می‌گیرد، نگاه در این بخش کسب‌وکاری نیست و مدیران به دنبال مدل‌های کسب‌وکاری و مدل‌های درآمدی نیستند و انگیزه‌ای برای آن ندارند. این امر باعث شده که سرمایه‌گذاری در تحول دیجیتال برای آنها در اولویت نباشد و به دلیل اینکه بعضی از این اقدامات نیازمند چند سال تلاش است تا به نتیجه برسد، حمایتی از آنها صورت نمی‌گیرد.
جمع‌بندی
نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی و مهم تاریخ بوده است و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام‌نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان می‌باشد. این گستردگی و افزایش روزافزون نیاز به انرژی و محدودیت منابع فسیلی از یک‌سو و افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر، محققین را وادار کرده تا به کشف راهکارهای جدید جهت بهره‌برداری از صورت‌های مختلف انرژی با راندمان بالا بپردازند. برای برطرف کردن این مسائل و نیز مسائل خاص حوزه انرژی کشور ایران، استفاده از راهکارهای تحول دیجیتال بسیار راه‌گشا و تحول‌آفرین خواهد بود.
سرعت دیجیتالی شدن در بخش انرژی در حال افزایش بوده و سرمایه‌گذاری شرکت‌های فعال در این حوزه در زمینه فناوری‌های دیجیتالی نیز افزایش یافته است. تحول دیجیتال با توسعه خدمات و مدل‌های کسب‌وکار جدید، افزایش تولید انرژی از منابع پایدار، استفاده از سیستم‌های هوشمند برای بهینه‌سازی توزیع و مصرف انرژی، بهبود فرآیندهای تولید انرژی و بهینه‌سازی نیروگاه‌ها و مدیریت و برنامه‌ریزی هوشمند حوزه انرژی می‌تواند به بحران آلودگی محیط زیست کمک کند.
مقالات مرتبط:
صنعت ۴٫۰ (انقلاب صنعتی چهارم) چیست؟
رهبری ۴/۰: رهبری مورد نیاز عصر انقلاب صنعتی چهارم
نگاهی اجمالی به انقلاب صنعتی پنجم
انتشار اپیزود چهارده: انقلاب صنعتی پنجم در یک نگاه
توصیه هایی برای تدوین استراتژی صنعت ۴٫۰ (انقلاب صنعتی چهارم)
