המפתח לבניה משתלמת וברת קיימא: אנרגיה חכמה

ההזדמנות הגדולה ביותר שיש לנו כיום להתייעלות אנרגטית טמון בשימוש בטכנולוגיה דיגיטלית חכמה לשיפור ביצועיהן של מערכות לניהול אנרגיה. טכנולוגיה זו תוביל להפחתת עלויות התפעול וגם להפחתה דרמטית של פליטת הפחמן והפגיעה בסביבה.

מזה כמה שנים שהביקוש לאנרגיה גדל בקצב מהיר יותר מאשר יכולת היצור שלה – העולם צורך יותר מדי אנרגיה ואף משתמש בה בצורה לא יעילה. על פי חברת המחקר פרוסט אנד סאליבן, עד לשנת 2030 צפויה צריכת החשמל ברוב אזורי העולם להכפיל את עצמה, בהשוואה לשיעורי הצריכה בשנת 2000 (ראו גרף מס’ 1), ואף יותר מכך. נתוני החברה מראים כי בניינים אחראים ליותר מ-40% מצריכת האנרגיה בעולם, כאשר חימום, קירור ותאורה הם צרכני האנרגיה הגדולים ביותר ואחראים לכמעט 25% מכלל פליטת ה-CO2 בעולם. בכל יום נבנים בניינים חדשים אשר משתמשים באופן בזבזני באנרגיה, ויש לזכור שמיליונים מהבניינים הבלתי יעילים של היום יעמדו על מקומם גם בשנת 2050.
כמה מהחברות החדשניות בעולם הציגו פתרונות מעשיים להתייעלות אנרגטית – מרשתות חכמות ושיפור תהליכים תעשייתיים, דרך מערכות לניהול מבנים ועד מונים חכמים וחיישנים ביתיים. כל אלה מייצרים חסכון רב עבור הלקוחות השונים – מחברות החשמל הגדולות ביותר ועד לצרכנים הקטנים ביותר.
גורמים בתעשיית האנרגיה מודעים היטב לעובדה ששימוש בטכנולוגיה חכמה לניהול אנרגיה יכול לשפר את נצילות האנרגיה לאורך כל השרשרת – מנקודת הייצור ועד לנקודת הצריכה. פתרונות חכמים לניהול האנרגיה מסוגלים לפקח על ייצור החשמל, אספקתו והפצתו, ולחבר תשתיות ניהול עם תשתיות תקשורת ומחשוב באופן המאפשר איסוף נתונים ובקרה על מכשירים לצורך מדידה וניהול אנרגיה, הגברת היעילות, האמינות והבטיחות. על ידי שימוש בטכנולוגיה הקיימת כבר היום, העולם יוכל להתנהל באותה רמה של פונקציונליות ונוחות, ועדיין להפחית כ- 30% מכמות האנרגיה שהוא צורך.
לפיכך אנו מאמינים שהעולם נמצא כיום על ספו של מעבר לעידן חדש, עידן שבו ניהול חכם ישפר משמעותית את היעילות האנרגטית לכל אורך שרשרת הייצור והצריכה – החל מהמפעלים לייצור החשמל ועד השקע הביתי של המשתמש הבודד. הטכנולוגיה הדרושה כדי לעשות זאת כבר נמצאת בידינו ותהיה לה השפעה מהירה ומשמעותית על האופן שבו האנרגיה בעולם מנוהלת.

אתגרי לקוחות ומניעי שוק
כולם מכירים את האמרה ״מה שאי אפשר למדוד אי אפשר לנהל, ובסופו של דבר גם אי אפשר לשפר”. על פי פרוסט אנד סאליבן ניתן להפחית את צריכת האנרגיה ב-20% עד 30% בממוצע בכל הבניינים המסחריים והתהליכים התעשייתיים, באמצעות כלים טובים יותר לאיסוף נתונים, שתפקידם לזהות כשלי שימוש ולנהל את השיפור בביצועים. ישנם אינספור יתרונות הטמונים באפשרות לקבל גישה, לנטר ולשלוט על נתונים וציוד. ככל שיש לנו יותר מידע, כך קל לנו יותר לפתור בעיות, לשפר את היעילות האנרגטית ולהגדיל את רמת הנוחות והחיסכון שלנו.
בהתחשב בכך שפעילות הליבה של בניינים מהווה כמעט 40% מכלל צריכת האנרגיה העולמית, החיבור לאינטרנט של פתרונות המסוגלים להגביר את מידת השליטה שלנו – בין אם מרחוק ובין אם בנקודת השימוש עצמה – מביא עמו הזדמנות אדירה.
אמנם, השקעה בייצור, אספקה והפצה תהיה קריטית בתכנון מערכות אספקת החשמל העתידיות, אך הניהול החכם של צריכת האנרגיה בבניינים חכמים, או בבתים חכמים, יהיה זה שבסופו של דבר יאפשר לייצר חסכון אמיתי. במקביל לעליית מחירי האנרגיה והלחץ הגובר להפוך ליעילים אנרגטית, מגיעה גם דרישה מוגברת לניהול הבניין כולו כמערכת משולבת. בניין חכם מאפשר לבעלים ולמנהלי הבניין למטב את התועלות הפוטנציאליות והחיסכון, כאשר הציוד והמתקנים הקשורים למערכות השונות של הבניין (כגון מיזוג אוויר, כיבוי אש ואבטחה) מתחברים יחדיו למערכת אחודה של אוטומציה ובקרה.
למרות שהטכנולוגיה זמינה ואף מותקנת בהצלחה רבה באתרים שונים בעולם, המעבר לפתרונות חכמים ומשולבים בקרב משתמשי אנרגיה גדולים נתפס לעיתים קרובות מדי כאתגר עבור לקוחות שמעוניינים בגמישות, עצמאות ופתרון משולב באמת.

הרגולציה מקדמת יעילות אנרגטית ברחבי העולם, אך אינה מספיקה
ישנם מספר גורמים עולמיים שביכולתם להגביר ולהאיץ את ההתייעלות האנרגטית של בניינים וענפי תעשיה. חקיקה נכונה תוכל לחייב עסקים ואנשים פרטיים להטמיע תהליכי תפעול מסויימים ברמה מינימלית, על מנת להימנע מעונשים או קנסות. הוכח שכאשר מדינות מיישמות רגולציה ותוכנית תמריצים בעלת השפעה כספית שלא ניתן להתעלם ממנה, ההשקעה בציוד חסכוני באנרגיה ובתוכניות לשיפור היעילות האנרגטית כבר אינן בגדר אפשרות – היא הופכת לסטנדרט.
הן ממשלות והן ארגונים לא-ממשלתיים פועלים לקידום התייעלות אנרגטית ולהפחתת הפליטה של חומרים מזהמים וגזי חממה. הם יוצרים תכניות שתומכות במאמצים אלה באמצעות אספקת מידע ומשאבים, ותמריצים שמסייעים להצעיד חברות וארגונים לכיוון של הפחתה כוללת בהוצאות התפעול הקשורות לאנרגיה. בכל הענפים והמגזרים יודעים היטב שהרגולציות ישפיעו לא רק על בניה או מתקנים חדשים, אלא גם על מבנים, תעשיות ותשתיות שכבר קיימים.
מחקר שערכה פרוסט אנד סאליבן על התנהגות לקוחות בנוגע לשימוש יעיל באנרגיה אישר כי הסוגיות העיקריות הרלוונטיות לשימוש יעיל שכזה נוגעות להתנהגות אנושית, מוטיבציה אישית, וידע באשר להזדמנויות הקיימות. לאור זאת, ולאור העובדה שהטכנולוגיה כבר נמצאת בידינו, הרי שחקיקה וחינוך עשויים למלא תפקיד חשוב בקידום ההתייעלות האנרגטית. עם זאת, שום חוק בודד לא מסוגל עדיין לחולל שינוי בניגוד לתנאי השוק. נדרש מעבר מהיר ונרחב יותר לארכיטקטורה פתוחה, וגם מהלך חינוכי ותודעתי שיוביל לשינוי התנהגות ברמת הפרט.

ארכיטקטורה פתוחה: מאפשרת צמיחה חיונית
רשת אנרגיה חכמה לוקחת בהשאלה רעיונות מהאינטרנט, כגון קישור מוצרים ומערכות ליצירת רשת של רכיבים אשר מתקשרים זה עם זה בזמן אמת. הדרך לבנות חברה שמנצלת אנרגיה ביעילות היא באמצעות עבודה הדדית, אשר מתאפשרת כאשר הרכיבים הקשורים למגוון מערכות – ולא משנה של איזה יצרן – ״מדברים אחד עם השני״ ועובדים יחדיו בתיאום מלא כדי לספק יעילות תפעולית.
אולם, במהלך העשור האחרון ריבוי פרוטוקולים קניינים עיכב את יצירת הפתיחות המבוקשת והביא להאטת הפיתוח בשוק. ארכיטקטורה פתוחה היא המאפשרת העיקרית לאימוץ מודלים של בניינים חכמים, אשר בתורם חיוניים בקישור וביצירת הרשת החכמה (Smart grid).
ארכיטקטורה פתוחה קובעת פרוטוקולי תקשורת המאפשרים למערכות שליטה על בניינים של ספקים שונים לחלוק ביניהם מידע, להסתנכרן, ולהשיג ביצועים אופטימליים בבניין. אם בעבר כל הפרוטוקולים היו קניינים, הרי שבימינו הופכים הפרוטוקולים הפתוחים לטכנולוגיה המועדפת, ומציעים רמה גבוהה של ניהול אנרגיה ופוטנציאל גדול להתייעלות. ארכיטקטורה פתוחה מגבירה את השליטה ומפשטת כל דבר.
באופן מסורתי, מערכות “זוללות אנרגיה” כדוגמת מיזוג אוויר, תאורה או בקרת גישה, פועלות בנפרד. כאשר מערכות של יצרנים שונים אינן מתקשרות זו עם זו, בעלי המתקן נתקלים במשימה מורכבת אם ברצונם לשפר את ביצועי הנכס שלהם. כאשר ציוד של ספקים שונים צריך לחלוק מידע, יש צורך בשערי כניסה. מצב זה מצריך השקעה נוספת בתוכנה וחומרה מותאמות אישית, בהתקנות ובתחזוקה.
לעומת זאת, הסינרגיה בין מערכות המתאפשרת בארכיטקטורה פתוחה מגבירה את האפשרויות לניהול מוצרים נבדלים ולהפחתת צריכת האנרגיה הכוללת של הבניין. משתמשי הקצה יכולים לבחור בין האפשרויות הטובות ביותר במונחים של השקעה ופונקציונליות, ולקבל את מלוא התמורה ממערכות הבקרה שלהם על מנת להשיג בניין ירוק יותר, בעל נצילות אנרגיה טובה יותר וחסכוני בעלויות. היתרונות הנוספים כוללים ממשק משתמש יחיד לשליטה בכל המערכות, עלויות הדרכה ותחזוקה מופחתות, וגם הידיעה שהמערכת מספקת גמישות תכנונית גדולה יותר וניתנת לשדרוג עתידי ביום שהארגון יגדל וצרכיו ישתנו. מערכות המבוססות על תקני תקשורת פתוחים מוסיפות ערך אמיתי לבניין ולארגון.

שינוי התנהגות הלקוח: המפתח ליעילות אמיתית
פתרונות ניהול האנרגיה המצליחים ביותר מתוכננים כך שיאפשרו ליצור שינויים אמיתיים באופן שבו האנרגיה מנוהלת ונצרכת במתקנים. אך הטכנולוגיה לבדה אינה מספיקה. הדרך להתייעלות אנרגטית חייבת לכלול גם שינויים התנהגותיים מצד המשתמשים והבנה ברורה שצריך לשנות פרקטיקות המקובלות כבר זמן רב.
האתגר שעומד בפני יצרנים בשוק זה הוא להציע ללקוחות פתרונות שאליהם הם יוכלו להתחבר ולהתרגל בקלות, ולשנות את התנהגותם ואת גישתם כלפי ניהול אנרגיה. מערכת ניהול אנרגיה חכמה הופכת שימוש פסיבי באנרגיה למיטוב אנרגיה אקטיבי ללא צורך בהשקעה גדולה, תוך שהיא מעניקה ללקוחות את השליטה שהם דורשים ואת החיסכון שהם רוצים.
בקצה התחתון של מחזור האנרגיה, הנקודה הקריטית היא האיחוד בין מערכת האוטומציה, האינטליגנציה הדיגיטלית ותשתית האנרגיה. בעוד שמערכות מסורתיות מאפשרות הדדיות משופרת ומספקות שליטה בנקודת השימוש, משתמשי הקצה לא תמיד מודעים ליכולות של המערכות שלהם ונוטים לבצע בחירות המבוססות על הרגלים ישנים. מחקר של פרוסט אנד סאליבן הוכיח כי כ-30% מהמשרדים אינם מתכננים להשקיע בפתרונות להתייעלות אנרגטית בעתיד הקרוב, זאת, מאחר שהם מרגישים שהם לא יפיקו תועלת ישירה במונחי חיסכון (ראה גרף מס’ 2).
בבניינים חכמים, פתרונות ניהול ובקרה מבצעים את ניהול הבניין והאנרגיה יחד עם אבטחה, אש, הצלה ובטיחות, מערכות תקשורת, חדרי שרתים וטכנולוגיות מידע, אוטומציית מכונות ויישומים ייעודיים – וכל זה על מנת ליצור בניין סתגלני יותר, בר קיימא וחסכוני בעלויות. ניהול האנרגיה נותר כיום פעילות פסיבית במקרים רבים והוא מגביל את האפשרות לשלב פתרונות חכמים בסדר גודל גדול.
בנוסף, למרות המודעות הגוברת לנושאים סביבתיים דוגמת הפחתת פליטת הפחמן, הסיבה העיקרית שלקוחות עורכים שינויים הייתה ונותרה הפחתת עלויות. לפיכך חובה להציג להם פתרון שיפחית עלויות במחזור החיים ויניב החזר על ההשקעה בתוך תקופה קצרה יחסית.
חשוב מכל: מובילי תעשייה הם אלה שפועלים בצורה פרואקטיבית והם החלוצים בכל הנוגע להתייעלות אנרגטית ואינם מחכים לרגולציות או לעלויות אנרגיה גבוהות במיוחד כדי לפעול ולהתמודד עם הנושא.

מסקנה
הדרישה הגוברת לאנרגיה בכל העולם מחייבת אותנו להרבה יותר מאשר רק הגברת התפוקה. אנו מוכרחים למצוא דרכים לשימוש יעיל יותר באנרגיה. אנו נדרשים לחשיבה מחודשת על האופן שבו האנרגיה מנוהלת. ניהול אנרגיה חכם הוא ההזדמנות הגדולה ביותר שיש בידינו כיום להתייעלות אנרגטית.
כבר היום ישנם פתרונות זמינים לניהול והתייעלות אנרגטית לכל אורך מחזור החיים. פתרונות אלה מאפשרים ללקוחות להבין ולסגל במהירות את השיפורים המיוחדים של נצילות אנרגיה במונחי שימוש, עלות, בטיחות והשפעה סביבתית. חברות כמו שניידר אלקטריק התמודדו בצורה ישירה עם אתגר זה באמצעות פלטפורמה ייעודית המעודדת אינטגרציה של מערכות. האינטגרציה מאפשרת לקבל מכל נקודה ברשת האנרגיה נתונים שניתן למנף אותם לצורך התייעלות אנרגטית של הבניין, וכך לשתף מידע בין מערכות שונות ולסייע למדידה של השימוש באנרגיה בכל חלקי המבנה או המתקן.
גישה ייחודית זו מאפשרת ניהול אנרגיה משופר וגם שינוי התנהגותי בקרב המשתמשים לטווח הארוך, וזהו שילוב הכרחי על מנת להפוך כל השקעה לאפקטיבית וברת קיימא, ולספק מענה לאתגרים האנרגטיים של המאה ה-21.

פיליפ ברמי הוא מנכ”ל שניידר אלקטריק ישראל.

לפרטים נוספים בקרו באתר החברה.