세계의 에너지 시스템이 변화하고 있다. 청정 에너지에 대한 강한 수요와 기후로 인한 극한 날씨의 증가하는 영향에 힘입어 전 세계 기업들은 한 세기 넘게 경제 성장을 견인한 화석 연료의 배출량을 줄이기 위한 야심 찬 목표를 설정하고 있다.  

배출량의 대부분은 발전, 운송 및 건물의 세 가지 부문에서 발생한다. 재생 가능 에너지의 급격한 증가는 전기 부문의 배출량을 줄이고 운송 및 건물의 새로운 부하에 전력을 공급하게 된다. 그러나 이것이 발생하려면 그리드가 심오한 변화를 겪어야 한다.

 

그리드는 어떻게 탈탄소화될까?

 

전기는 글로벌 탈탄소화를 주도하게 된다. 미래의 그리드는 먼저 깨끗해야 한다. 가솔린을 차량용 무탄소 액체 연료로 대체하거나 천연 가스를 요리 및 난방을 위한 무탄소 대안으로 대체하는 실현 가능하고 저렴한 경로는 없다. 가장 비용이 적게 들고 위험이 가장 낮은 탈탄소화 전략으로 인식되는 차량과 건물에 전기를 공급하는 것 외에는 길이 없다.

 

 

청정 전기는 경제 전반에 걸쳐 배출량 감소를 주도하게 된다. 일부 재생 에너지는 여전히 발전소에서 생산되지만 사용자에게 전력을 공급하는 긴 송전선과 마찬가지로 건설이 어려울 수 있다. 대조적으로 지역 재생 에너지는 깨끗하고 저렴한 전력을 고객에게 보다 쉽게 직접 제공하여 분산화할 수 있다.

 

미래의 그리드는 정전 및 극한 날씨로 인한 경제적 손실과 같은 주요 과제를 해결할 것이다. 이러한 이벤트가 더 빈번하고 심각해짐에 따라 그리드의 100년 된 중앙집중식 아키텍처를 유지하는 것은 비용이 많이 드는 제안이다. 탄력적이어야 한다.

 

재생 가능 에너지, 전력 서비스의 성장과 변화, 수요와 공급의 예측 불가능성으로 인해 그리드는 역동적이어야 한다. 그리고 그 그리드가 작동하려면 스마트해야 한다.

 

여기에 인공지능(AI)이 등장한다.

 

AI가 그리드를 변환하고 '정리'하는 방법

 

점점 더 복잡해지는 미래 그리드에서 의사 결정의 수는 인간과 기존의 디지털 자동화 기능을 훨씬 능가하게 된다. 오늘날의 그리드에는 이미 자동화가 있지만 자동화는 여기까지만 가능하다. 미래 그리드를 완전히 활성화하고 그 이점을 극대화하려면 AI가 필요하다. 궁극적으로 AI는 전력망을 노후화된 전력 공급업체에서 최적화된 결과를 생성하는 지능형 "시스템 시스템"으로 전환하게 된다.

 

 

AI가 탈탄소화를 가장 많이 추진할 세 가지 주요 부문(전기, 건물 및 교통)이 있다.

 

전기

 

탈탄소 그리드에 전력을 공급하려면 화석 연료 발전소를 깨끗한 재생 에너지로 교체하는 것뿐만 아니라 전달되는 전기의 양을 대략 3배로 늘리는 것이 포함된다. 미래의 그리드는 분산될 것이기 때문에 에너지 공급의 원천은 오늘날 수만 개의 발전소에서 수백만 개의 자원 네트워크에 이르기까지 수십 배 증가하게 된다. 그리고 이러한 자원의 대부분은 재생 가능하기 때문에 날씨는 전력 공급에 큰 영향을 미친다. 종합적으로 이러한 변화는 그리드의 구조와 운영을 변화시키게 된다.

 

AI는 몇 년 또는 수십 년 분량의 데이터를 활용하여 날씨, 재생 에너지 발전, 고객 수요 및 시장 가격을 포함한 주요 요인에 대한 예측을 생성한다. 이러한 예측과 예측된 결과와 실제 결과의 학습을 통해 AI는 하루 중 모든 순간에 그리드의 모든 리소스를 최적화할 수 있다. 그리고 실시간 제어 기능은 예측에 따라 실행되고 궁극적으로 1초 미만 수준까지 이상을 수정한다.

 

건물

 

건물에 전력을 공급한다는 것은 화석 연료가 아닌 전기로 공간 난방, 요리 및 산업 공정과 같은 에너지 서비스에 전력을 공급하는 것을 의미한다. 탈탄소화 노력이 강화됨에 따라 건물이 소비하는 청정 전기의 양이 현장에서 생산되는 양과 마찬가지로 극적으로 증가하게 된다.

 

더 중요한 것은 탈탄소 그리드에서 건물의 역할이 변할 것이라는 점이다. 건물은 수동적이고 예측 가능한 전력 소비자 대신 통합되고 역동적인 자원과 적극적인 시장 참여자가 될 것이다. 깨끗하고 지역적으로 생성된 전기를 시장에 판매하는 것만큼 중요한 것은 건물의 "유연한 부하"가 균형 있고 안정적인 그리드를 유지하는 데 도움이 되는 그리드 서비스의 판매가 된다. AI 지원 건물은 사용자가 "24/7 청정 에너지" 목표를 달성하기 위해 온사이트 및 오프사이트 재생 가능 발전과 소비를 일치시킬 수 있다.

 

교통

 

전기자동차는 우리가 지금까지 고려한 것만큼 에너지 환경을 변화시키게 된다. 기존 휘발유 공급 인프라 대신에 EV 충전소가 있으며 이전 주유소에서 사무실 건물 및 주택에 이르기까지 훨씬 더 많다.

 

AI는 무공해 전기로 EV에 전력을 공급하고 소비자와 사회에 대한 가치를 극대화하는 데 중요하다. EV의 수와 그리드에 미치는 영향이 점점 더 중요해지고 최적화됨에 따라 이점이 느껴질 것이다.

 

에너지 저장은 그림을 완성한다.

 

저장은 글로벌 탈탄소화를 달성하고 필요할 때 청정 에너지를 사용할 수 있도록 간헐적 재생 가능 발전의 문제를 해결하는 데 재생 가능 및 AI만큼 중요하게 된다. 저장은 건물과 운송 수단이 완전히 유연한 그리드 자원으로 작동할 수 있도록 하여 현장 발전의 부족을 보충하고 장치가 할 수 없는 경우 그리드 서비스를 제공한다.

 

전력을 공급하는 동시에 수요와 공급의 균형을 즉각적으로 맞추는 대규모 그리드를 구축하는 것은 20세기의 가장 위대한 공학적 업적으로 불려 왔다. AI 기반 재생 가능 에너지 및 에너지 저장으로 완전히 탈탄소화된 경제를 구동하는 것은 21세기의 가장 큰 성과로 입증될 수 있다.

 

우리가 어떻게 거기에 도달할까?

 

오늘날의 시장은 탈탄소 그리드를 뒷받침할 시장과 거의 유사하지 않다. AI 지원 에너지 서비스의 범위와 가치는 실시간으로 통합 및 보상하는 수단은 고사하고 많은 관할 구역에서 고려되지 않았다. 전력 시장은 완전히 변화해야 한다.

 

고객이 원하는 청정 에너지 서비스를 구매하거나 판매하는 것을 막고 그리드가 필요로 하는 모든 장벽은 언제든지 제거되어야 한다. 그 자리에는 AI가 활성화하여 고객과 유틸리티가 인간의 개입 여부에 관계없이 원하는 결과를 실현할 수 있도록 하는 효율적이고 투명한 시장 메커니즘이 있어야 한다.

 

정책이 시장을 주도하기 때문에 정책 입안자들은 2035년까지 전기 부문의 완전한 탈탄소화를 가능하게 하기 위해 향후 10년 동안 필요한 변화를 촉발해야 하며, 이는 많은 장기 배출 감소 전략의 기둥이다.

 

AI 기술 자체는 계속 진화해야 한다. 그러나 가장 큰 장벽은 기술이 아니라 규제이다. 세기 중반의 탈탄소화를 위한 조치가 이루어져야 한다. 행동하지 않음으로 인한 비용과 위험은 매 순간 증가하고 우리와 꼭 필요한 미래의 탈탄소 전력망 사이에 끼어 있다.