Yapay Zekanın Geleceği

Yapay Zeka Enerji Endüstrisinde Nasıl Devrim Yaratacak?

 

 

Franklin Wolfe ve Kimia Mavon’un figürleri
Bu yılın başlarında, Microsoft’un kurucusu ve dünyanın en zengin adamı Bill Gates, 2017 yılında dünya çapında mezun olacak üniversite öğrencilerine yönelik olarak “The blog of Bill Gates” adlı internet sitesinde bir makale yazdı. Gates şöyle demişti: “Eğer bugün işe başlıyor olsaydım… üç alanı değerlendirirdim. Birincisi yapay zeka (AI). İnsanların hayatlarını daha üretken ve yaratıcı hale getirecek tüm yollardan henüz yararlanmaya başladık. İkincisi enerji, çünkü enerjiyi temiz, uygun fiyatlı ve güvenilir hale getirmek yoksulluk ve iklim değişikliğiyle mücadele için çok önemli olacak.” Bahsettiği üçüncü alan ise biyolojik bilimlerdi.

Bugün ve gelecek nesiller için yaşam koşullarını iyileştirmeye kendini adamış bireyler için ilham verici olan şey, yapay zeka ve enerjinin birbirini dışlayan kariyer yolları olmamasıdır. Aslında, bilgi işlem gücü, veri toplama ve depolama yetenekleri yıllık bazda katlanarak arttıkça, bu iki alan giderek birbirine bağlı hale gelmektedir. British Petroleum (BP) Teknoloji Grubu’nda gelişmekte olan teknoloji ekibini yöneten Dan Walker’a göre, “YZ dördüncü sanayi devrimini mümkün kılıyor ve bir sonraki performans düzeyini sağlamaya yardımcı olma potansiyeline sahip.”

Yapay zeka henüz uygulamanın ilk aşamalarında olmasına rağmen, enerji üretme, iletme ve tüketme şeklimizde devrim yaratmaya hazırlanıyor. Aynı zamanda YZ, talebin giderek arttığı, enerji üretim portföyümüzün çeşitlendiği ve fosil yakıt tüketiminin biyoçeşitlilik, hava kalitesi ve yaşam kalitesi üzerindeki etkilerine tanık olduğumuz bir dönemde sektörün çevresel etkisini de sınırlandırıyor.

Enerji şebekesinin neden modernize edilmesi gerekiyor?
1882 yılında Thomas Edison, 59 müşteriye elektrik sağlamak için Manhattan’ın aşağısındaki Pearl Street İstasyonu’nda Amerika’nın ilk elektrik santralini açtı. O zamandan bu yana müşteri tabanı yüz milyonlarca kullanıcıya ulaştı, ancak genel yapı henüz modern bir revizyondan geçmedi. Enerji santralleri, iletim hatları ve dağıtım merkezlerinden oluşan geniş bir ağdan (yaklaşık 5.800 enerji santrali ve 2,7 milyon milden fazla enerji hattı) oluşmaktadır.

Altyapı ve dağıtım hatları için yüksek maliyetlerin yanı sıra sıkı hükümet düzenlemeleri, doğal olarak piyasada tekellerin gelişmesi için fırsatlar yaratmaktadır. Sonuç olarak, üç ayrı ABD şebekesi, bir kamu malı olarak düşük maliyetli, güvenilir enerji sağlama görevi altında enerji üretmekte ve iletmektedir.

ABD’de enerji santrallerinin ortalama yaşı 30’un, güç transformatörlerinin ise 40’ın üzerindedir. Bu kötüleşen iletim sistemi, soruşturmadan sorumlu federal görev gücüne göre ABD tarihindeki en büyük arıza olan 2003 Kuzeydoğu kesintisine yol açtı. Aşırı yüklenmiş bir iletim hattının sarkarak bir ağaca çarpması sonucu 50 milyon kişi birkaç gün boyunca elektriksiz kalmıştır. Bu gibi durumların tüm bölgesel şebeke üzerinde basamaklı etkileri olabilir ve kamu hizmeti şirketleri için yönetilmesi zor bir görev teşkil eder.

Ek bir zorluk da, özel kullanıcıların rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir kaynaklardan kendi elektriklerini üretip kullandıkları dağıtılmış üretimin yükselişidir. Bu durum arz ve talebi karmaşık hale getirmekte ve kamu hizmeti şirketlerini, kullandıklarından daha fazla elektrik üreten ve fazla enerjiyi şebekeye geri gönderen özel kullanıcılardan fazla enerji satın almaya zorlamaktadır. 2010 yılından bu yana güneş enerjisi kullanımı üç kattan fazla artmıştır ve bu eğilim, güneş ışığından elektrik üreten cihazlar olan fotovoltaik hücrelerin maliyetinin düşmesi ve verimliliğinin artmasıyla gelecekte de devam etmeye hazırlanmaktadır.

Mevcut sistem, enerji kaynaklarındaki bu çeşitlenmeyi, özellikle de yenilenebilir kaynaklardaki artışı karşılamak üzere inşa edilmemiştir. Bunun yerine, talep arzı aştığında, kamu hizmeti şirketleri bir felaketi önlemek için ‘peaker santralleri’ olarak bilinen fosil yakıtla çalışan yedek santralleri bir dakika içinde devreye sokuyor. Bu prosedür, bu şirketler için işin en pahalı ve savurgan kısmıdır ve tüketiciler için daha yüksek elektrik faturaları ve atmosfere daha fazla sera gazı emisyonu olarak kendini gösterir. ABD’nin enerji talebinin gelecekte giderek artacağı öngörüldüğünden bu sorunlar daha da şiddetlenecektir.

Enerji şebekesi nasıl modernize edilebilir?
Bu sorunlarla mücadele etmek için ABD Enerji Bakanlığı (DOE), “her tüketiciyi ve düğümü izleyen ve kontrol eden, iki yönlü elektrik ve bilgi akışı sağlayan tam otomatik bir güç dağıtım ağı” anlamına gelen “akıllı şebekeyi” desteklemeyi ulusal bir politika hedefi haline getirmiştir. DOE 2010 yılından bu yana akıllı şebeke altyapısına 4,5 milyar dolar yatırım yapmış ve cihaz başına enerji kullanımını izleyen ve yerel kesintiler konusunda kamu hizmetlerini uyaran 15 milyondan fazla akıllı sayaç kurmuştur. ABD’nin toplam enerji talebinin 2050 yılına kadar yüzde 25 artması beklenirken, bu programın şebekedeki pik elektrik yükündeki artışı sadece yüzde 1 ile sınırlayacağı tahmin edilmektedir.

Yapay zeka, geleceğin akıllı şebekesinin beyni olacak. Bu teknoloji, enerji kaynaklarının en iyi şekilde nasıl tahsis edileceğine dair zamanında kararlar vermek için ülke çapındaki milyonlarca akıllı sensörden sürekli olarak çok büyük miktarda veri toplayacak ve sentezleyecektir. Ayrıca, makinelerin büyük veri setlerindeki kalıpları ve anormallikleri tespit ederek kendi kendilerine öğrendikleri bir sistem olan ‘derin öğrenme’ algoritmalarından elde edilen ilerlemeler, enerji ekonomisinin hem talep hem de arz tarafında devrim yaratacaktır.

Sonuç olarak, büyük bölgesel şebekelerin yerini, yerel enerji ihtiyaçlarını daha ince çözünürlükle yöneten özel mikro şebekeler alacaktır. Bunlar, şiddetli hava koşulları veya diğer kesintiler daha geniş güç sistemini etkilediğinde bile gücün yerel topluluklara ve yerel topluluklar arasında sürekli olarak akmasını sağlayan yeni pil teknolojileriyle eşleştirilebilir.

Talep tarafında, evler ve işyerleri de dahil olmak üzere tüketiciler için akıllı sayaçlar ve iletim hatları boyunca sensörler, talep ve arzı sürekli olarak izleyebilecektir. Ayrıca, ‘senkrofazer’ olarak bilinen evrak çantası büyüklüğündeki cihazlar, şebekedeki elektrik akışını gerçek zamanlı olarak ölçerek operatörlerin kesintileri aktif olarak yönetmesine ve önlemesine olanak tanıyacaktır. Bu sensörler şebeke ile iletişim kuracak ve yoğun olmayan zamanlarda elektrik kullanımını değiştirecek, böylece şebekenin iş yükünü hafifletecek ve tüketiciler için fiyatları düşürecektir. Google kısa süre önce bu yapay zeka teknolojisini toplam veri merkezi güç tüketimini azaltmak için uyguladı ve bu da milyonlarca dolar tasarruf anlamına geldi.

Arz tarafında, YZ ABD’nin yenilenebilir kaynak üretiminin arttığı ve değişken güneş ışığı ve rüzgar yoğunluğu nedeniyle bu kaynaklarla birlikte gelen doğal kesintilerden kaynaklanan minimum kesintilerin olduğu bir enerji portföyüne geçiş yapmasına olanak sağlayacaktır. Örneğin, yenilenebilir kaynaklar, rüzgar gücündeki artış veya güneşli günler nedeniyle belirli bir eşiğin üzerinde çalıştığında, şebeke fosil yakıtlardan üretimini azaltacak ve böylece zararlı sera gazı emisyonlarını sınırlandıracaktır. Yenilenebilir enerji üretiminin düşük olduğu zamanlarda ise tam tersi geçerli olacak, böylece tüm enerji kaynakları mümkün olduğunca verimli bir şekilde kullanılabilecek ve fosil yakıtlara yalnızca gerektiğinde başvurulabilecektir. Buna ek olarak, üreticiler birden fazla kaynaktan üretilen enerjinin çıktısını gerçek zamanlı olarak talepteki sosyal, mekansal ve zamansal değişimlere uyacak şekilde yönetebileceklerdir.