סמינר רשתות חשמל חכמות אותו ערך מכון הייצוא עם האיגוד הישראלי לאנרגיה חכמה ומשרד התמ"ת, שהתקיים היום במלון קראון פלזה בתל אביב, חשף בפני המשתתפים את האתגרים, החידושים והקשיים בתחום הפיתוח ואינטגרציה של מערכות ניטור, שליטה ובקרה חכמות בתחום שירותים הכרחיים.

סמינר רשתות חשמל חכמות: חלון לעולם אנרגטי חדש

עמוס לסקר, מנכ"ל חברת החשמל היוצא, יו"ר האיגוד לאנרגיה חכמה – צילום: אייל יצהר

סמינר רשתות חשמל חכמות אותו ערך מכון הייצוא עם האיגוד הישראלי לאנרגיה חכמה ומשרד התמ"ת, שהתקיים היום במלון קראון פלזה בתל אביב, חשף בפני המשתתפים את ההזדמנויות, החידושים, אך גם האתגרים שמזמן תחום האנרגיה החכמה העולמי עבור חברות ה-ICT הישראליות. הכנס היה מרתק והמלון ברמה גבוהה, אם זאת, בכירים בתחום החשמל טענו כי האירוע המתנהל בחסות מכון הייצוא ומשרד התמ"ת ראוי להתייחסות מעמיקה של משרד האנרגיה והמים.

שרון קדמי, מנכ"ל משרד התמ"ת פתח את הסמינר תוך שהוא מדגיש כי בתחום ההטמעה והביצוע ישראל ממוקמת מאחור יחסית למדינות המפותחות. סין והודו זיהו את הפוטנציאל בתחום ומתחילות גם הן להשקיע בתשתיות טכנולוגיות חכמות. "ישנו צורך גלובלי בטכנולוגיות קלינטק וישראל נתפשת כחוד החנית בתחום, למרות השקעות מועטות ואינטגרציה מועטה של טכנולוגיות בתחום". אפריקה וברזיל נחשבות כאתגר הבא להתפתחות טכנולוגיות חכמות בתחום הסולארי והסמארט גריד. הקרקע בשלה לכניסת חברות חדשות לתחום וישנה הענות להזרמת כסף ממשלתי לפרויקטים עתידיים.

משרד התמ"ת החל בעידוד הקמת פתרונות קצה בדמות אתרי הדגמה – "אם לדוגמה פרובינציה בסין רוצה להניח תשתית סמארט גריד או סלולאר, משרד התמ"ת מגיע למחוז ועוזר בהקמת דמו סנטר. המשרד והממשלה עודדו עד כה השקעות בכ-7 מיליארד דולר, על מנת לעזור ליזמים להגיע לאזורים המתאימים ולהתחיל בהקמת הפרויקטים".

אלעד שביב, מנכ"ל האיגוד לאנרגיה חכמה, עלה לבמה והדגיש שהסמינר בא לשרת קידום יישומים ופיתוח אפשרויות ייצוא חדשות עבור חברות ישראליות. "אני שמח לראות את העניין הרב שתחום האנרגיה החכמה מעורר בקרב חברות ההיי-טק המובילות. קיבלנו תגובות חיוביות מאד ממשתתפי הכנס לגבי ההזדמנויות העסקיות החדשות שהועלו בהרצאות והרבה עניין להמשיך ולבנות מסגרת שתאפשר העמקת הידע ובנית תשתית לכניסה לתחום. אני מאמין שישראל יכולה וצריכה למנף את ההזדמנות, והאיגוד הישראלי לאנרגיה חכמה לקח על עצמו כאחת ממשימותיו לקדם תעשייה מוטת ייצוא לתחום האנרגיה החכמה."

עמוס לסקר, יו"ר האיגוד לאנרגיה חכמה והמנכ"ל היוצא של חברת החשמל, דיבר על תובנות משק האנרגיה והשלכותיהן על משק החשמל. הוא ציין כי קיים חוסר בתכניות לאורך זמן רב היות ואין אפילו גוף אחד שלוקח על עצמו את אחריות לקידום. "הביזור וחוסר ההחלטה הקיים כיום בענף לא טוב לאף אחד, נחוץ גוף אחד שישמש מצפן או מגדלור ויקבע את הכיוון".

"משק האנרגיה הוא משק יציב לעומת המתרחש במשק ההייטק, כבר שנים לא הופיעו בתחום חידושים טכנולוגיים דוגמת סיב אופטי, אינטרנט או מנועי חיפוש. בשוק עצמו יש צורך בתוכניות לטווח ארוך אך משק האנרגיה מתקדם בצעדים קטנים ומהוססים".

כאשר בחן את המתרחש בסל הדלקים, טען לסקר כי קיים חוסר אחריות משווע, ישראל הינה אי חשמלי באזור הים התיכון, אין גריד משותף עם השכנים וצריך לקחת אינספור מקדמי בטחון. "לאחר גילוי תמר – שכחו שאנחנו אי בודד ואסור לנו להיות תלויים בספק אחד. לא חלפה שנה ופתאום המצרים הפסיקו את אספקת הגז, ים תטיס מתדלדל והפקת הגז ממאגר תמר מתעכבת. שוב כולם בפאניקה, אין גז". לדבריו, התנודתיות מזיקה למשק האנרגיה בישראל, יש צורך בתכנית אב למשק האנרגיה ותכנון לפחות ל-10 שנים הקרובות תוך שילוב דלקים ממקורות שונים. בנושא רזרבת החשמל, כמות הייצור הנחוצה בשעות השיא, העיר לסקר, שלרוב הביקוש בפועל נמוך מכושר הייצור. אם זאת, בישראל נחוצה תוספת של כ-20-25% רזרבה, המשמעות היא כי יש צורך ב MW2000 נוספים כרזרבה למשק החשמל של מדינת ישראל.

לסיכום הוסיף כי "90-95% מהנושאים השנויים במחלוקת הם בעלי פתרון מוסכם. נושא הרפורמה בחשמל נסחב, כאשר המפסיד העיקרי הם עובדי חברת חשמל. על עובדי חברת חשמל להתחיל לדאוג לפנסיה שלהם, אם החברה תמשיך בהפסדים ישנה סכנה לעתיד פנסיות העובדים. פתרונות הרשת החכמה מהווים פתרון חלקי, מעבר לטכנולוגיה, נשאלת השאלה מי יבצע? האם תהיה זאת חברת החשמל או גוף פרטי. סדר העדיפויות מתווה שתי גישות: גישה הנדסית – לכל אורך הרשת כולל ליווי בכל השלבים. מצד השני קיימת הגישה השיווקית, לפיה נדרש מהצרכן לצאת מהעמדה הפאסיבית ולהפוך לצרכן אקטיבי, בדיוק כמו שמתרחש בשוק הסלולר".

יוסי שנק, מנהל אגף מערכות מידע ותקשוב בחברת החשמל, פתח את נאומו, על מקומן של מערכות ICT בעולם הרשת החכמה, בהסבר קצר מהו חשמל חכם. מכונית סמארט הייתה הסנונית הראשונה שהחלה את מהפכת הסמארט, מאז נוסף הכינוי סמארט לתעשיות ומוצרים רבים בתוכם גם תחום הבקרה ומערכות הבקרה. השינוי החל כאשר הטכנולוגיה התפתחה והפכה מספיק חזקה כדי לאפשר תמיכה בתחום הרשת החכמה. טכנולוגיות חדשות הובילו למצב בו ניתן לדבר על החזר השקעה ובחלק מהמקרים ניתן לראות כי הלקוחות כבר החלו לייצר רווחים.

אך יש צורך בשינוי הפרדיגמה – צריך להתגבר על הקושי בניהול ויישום מלא של המערכת. היישום הבעייתי לא נמצא בתחום הטכנולוגי, אלא בשינוי התפיסה התרבותית. מודל החשמל החדש כולל שילוב אנרגיות מתחדשות, בנוסף, הרשת החדשה אמורה לחבר שתי רשתות, רשת החשמל וה-ICT אמורות להשתלב במערכת אחת אשר יודעת לשלב את המרכיבים של כל אחת מהרשתות. מדובר על שני עולמות שונים הדורשים תיאום, אנשי החשמל מול אנשי המחשוב. אנשי החשמל גאים במערכת הספקת החשמל שלא השתנתה כבר יותר ממאה שנה. אנשי המחשוב חייבים לדאוג לגישור בין פערים תרבותיים ותקנים שונים בין מכשירים.

"ממחקרים שנערכו נמצא כי ההשקעה בקישור בין אפליקציות גדולה מהרווח ביישום שלהן. על כן, אין מקום לסיילוס מסורתיים יש צורך באינטגרציה, במעבר בין תהליכי הייצור צריכה להיות יכולת התממשקות בין פלטפורמות שונות. פתרונות מוכללים עדיפים אך צריך להסתכל על התהליך המלא ולבנות על יכולת קישוריות מובנית. בלי יכולת קישור, מקור רוב העלויות נעוץ בצורך לקשר בין כל המערכות."

הקשר של ה-ICT לטכנולוגיה אינו שונה מקשר ה-ICT לתהליכים עסקיים אחרים. "קיימים 3 מרכיבים עיקריים: טכנולוגיה, תהליכים עסקיים, עובדים ואנשים בתחום. דרושה חדשנות מעל המקובל. יכולת של חברות להיות יותר נועזות. מדובר על הכרח. יש אינסוף יכולות ואפשרויות לטובת הלקוחות. אסור להציף את המערכות במידע שלא נוכל לנצל. יש צורך בתמיכה ברמת המשתמש, על המערכת להיות מסוגלת לנצל את מלוא רוחב המידע. לספק מידע כנדרש לכל שכבה. במצב הנוכחי מדובר על עיבוד נתונים של מידע החוצה את גבול הפיטה בייט. אך כאשר יש צורך בקריאת אינספור נתונים בזמן אמת, על בסיס יומי המתבצעת מרחוק, כיום לא ידוע על מערכת כזו."

הכניסה לתחום טכנולוגיות החשמל דורשת שיפור ותשומת לב. "הנתון הנמדד הוא לא היעד – הוא רק תחילת הדרך". תקשורת ואיסוף נתונים ללא הגבלה, אנליזה, data warehouse, ניהול עומס RT או קרוב ל-RT, חיבוריות ושיתופיות רב ממדית, אלו רק חלק מהנושאים שיש להבין לפני הכניסה לתחום. ה-ICT יתמוך בתחום החשמל והאנרגיה ויגביר את השפעת הלקוח על המערכות. "הלקוחות מתחילים להיות בעלי הכוח, הלקוח מקבל את העוצמה לידיו ויכול לבחור בין שפע אפשרויות השליטה במרכיבי המערכת".

פאנל "אתגרים במעבר מ-ICT לתחום החשמל", בהנחיית ד"ר עמיקם לבנון מקר"ט – קידום רעיונות טכנולוגיים, חממה של חברת החשמל, נפתח באמירה כי " לא פשוט להכניס דבר חדש לחברת חשמל בשל המחויבות של חברת חשמל לבטיחות הציבור והעובדה שמדובר בגוף נוקשה". אך ישנם פרויקטים בתחום המיחשוב והתוכנות, או פרויקטים בייעול שליטה וידע אשר נכנסו לשימוש בחברה. בנוסף בוצע מעבר לרשתות "הרבה להרבה" – כל צרכן הוא גם יצרן. "כיום יש שינוי במגמה, הרבה רוצים להכנס לתחום, יש פתיחות רבה יותר".

אבנר כהן מחברת גרינלט הציג את חזון החברה "שילוב של סמארט גריד, איך הייטק יכול לעזור לעולם האנרגיה, איך הטמעת טכנו' תקשורת יכולה לסייע, כיצד מודל מבוסס אינטרנט, מערכת ניטור ובקרה, מובילה להפחתת צריכת החשמל בזמן שיא העומס". הבעיות בהן בחרה החברה להתמקד היו מידרוג ימי השיא ושעות השיא בהן עלות השימוש גבוהה, היבט צרכני/ חברת חשמל והשאלה איך אפשר לרתום מיליוני צרכנים לחסוך בצריכת החשמל בזמן צריכת השיא. "מערכת הניהול דומה למערכות שפיתחנו בעבר לחברות תקשורת, אך האפליקציות והיישומים שונים. המערכת תוכננה בשילוב עם יחידתו של יוסי שנק בחברת חשמל. עשינו אינטגרציה עם חברת חשמל בארץ ועם 4 חברות החשמל הגדולות בארה"ב. התהליך לוקח זמן אך יש תהליך משולב עם אינטגרטורים שמקל קצת את התהליך".

יחידות קצה להרכבה עצמית, למעקב ושליטה על צריכת החשמל דרך האינטרנט, נשלחו בדואר לצרכנים. "כאשר הצרכן מחבר את המערכת – מתחילה השליטה, באמצעות SMS שמודיע על מעבר וויסות שליטה באנרגיה או ממשק אינטרנט וכו'". מודל התשלומים מבוסס על NEGAWATT –צריכה שלילית, הרווחים מההתייעלות האנרגטית מתחלקים בין הלקוח והחברה. אבנר כהן סיים בנימה אופטימית, "המכירות הראשונות לחברות החשמל התנהלו בצורה מהירה יותר מאשר בתחום התקשורת. המעבר ממודל תיאורטי לביצועי לקח פחות משנה, מהיר ממה שאני מכיר. יש נכונות בתחום החשמל להתפתח ולהחשף לטכנו' חדשות".

איתי בן דור מחברת מוביקס טוען כי "ICT וחשמלאים צריכים לעבוד ביחד". חברת מוביקס פתחה פתרון תקשורת אליו ניתן לחבר כל סוג מונה למערכות השליטה, מים, חשמל או גז. המערכת שפותחה מסוגלת להעביר מידע אל-חוטי ודרך כבל PLC בו זמנית.

"יש בעיה בפתרון טכנו' במחיר סביר. יש צורך בדגימה דו כיוונית של כ-100 פעמים ביום, כיום לא מצליחים לקרוא יותר מ-70% מהמונים פעם ביום. הפתרון הוא היברידי, שליחת המידע בו זמנית בשני ערוצים מקבילים. מדובר על פתרון תקשורת אזורי, שיאפשר התקנות של מאות אלפי מונים בפרק זמן קצוב". בפרויקט שנערך, מתוך 135 אלף מוני חשמל שהורכבו על תשתית PLC, הצליחו רק 72% להתחבר לרשת ולשלוח קריאה פעם בשבוע. בפרויקט אחר בהיקף של מיליוני מונים הצליחו להגיע לקריאה נמוכה אף יותר, היקף מספיק לצורך שליחת חשבוניות תשלום. הבעיות בהעברת מידע ב-PLC, הוא שהכבל משמש להעברת חשמל במתח נמוך בלבד, שימוש בממירים או שנאים מבטל את אפשרויות התקשורת. בארה"ב בקושי משתמשים בPLC בגלל רשת החשמל השונה 110/50, בה יש המרות חשמל רבות, לעומת זאת באירופה בקושי משתמשים בRF. שימוש בGPRS מייקר מאוד את ההתקנה והשימוש."

יש צורך באינטגרציה של הרבה אנשי שירות. "שביתה של חשמלאים גורמת כרגע ברומניה להשהיית התקנת מונים חכמים באחד האתרים. הכיוון הוא עולם פחות מזהם. בגרמניה מורידים את האנרגיה המזהמת לטובת תאים סולאריים וטורבינות רוח. אך המעבר דורש את היכולת לזהות בכל זמן נתון מה הייצור ומה הצריכה. שוק הצרכנים דומה לשוק התקשורת, ישנו מיעוט שחקנים בשוק גם בהיקף העולמי, צורת העבודה מסודרת וידועה. בקפריסין העתיקו את המכרז של חח"י, התהליכים מסודרים ודי נוחים. ברגע ששוק הצרכנים מתחיל לפעול קיימת התנהלות גם אם בקצב איטי בשל מגבלות השוק. חברות שהתעסקו קודם רק בתקשורת החלו גם הן להיכנס לתחום השירותים החכמים של החשמל. נוצר מצב בו על כל 1 דולר שמושקע בציוד קצה, 10 דולר יוקצו ברמה הטכנולוגית. כמובן שכל פתרון בתחום החשמל יוכל לשמש גם בתחום המים והגז".

איתי ברזיס, מנהל מחלקת אסטרטגיה, פיתוח עסקי וקשרי משקיעים בסלקום, עדכן לגבי הזדמנויות בתחום עבור ספקיות התקשורת. הנושאים כללו את התפתחות עולם התקשורת מקו טלפון לתשתית טלוויזיה, רשתות מחשב, תקשורת והמעבר לשידור תוכן (DATA) בממשק M2M מכונה למכונה, רשתות לא מנוהלות ותקשורת על גביהן, VOIP, תקשורת OTT ויישומים על גבי אפליקציות פייסבוק.

חברת סלקום עובדת בשיתוף עם בטרפלייס וחברת חשמל לצורך פרישה סלולארית רחבת היקף. רשתות התקשורת מסוגלות לעמוד בכמויות נפח מידע עצומות יחסית לנפח הדרוש בתחום ה-ICT מדובר על כאלפית מהנפח הקיים כיום. בארה"ב חברת התקשורת Tמובייל פיתחה סים מיוחד למונים סלולאריים. באנגליה, בריטיש גז וודהפון שיתפו פעולה לצורך פרישת מיליוני מונים סלולאריים.

"ב-2009 נפח העברת DATA ברשת הסלולארית עקף את נפח העברת השיחות הקוליות. בשנים הקרובות צפויה צמיחה נוספת בתחומי M2M לדוגמא ניהול ציי רכב ואיתורם, אך בנוסף צפויים להתווסף שימושים דוגמת מכונות מכירה אוטומטיות, בהן נדרש פיקוח על רמות מלאי, טמפ' או מקרי פריצה, קיימים התקנים רפואיים שצריכים לדווח באופן רציף וכן מערכות בית חכם, בהן התקנים המדברים עם מערכת מרכזית. צפויה לקום גם רשת חשמל חכמה, רשת בעלת משוב המשתמשת בשרותי תקשורת. העולם עובר מעולם אפס משתמשים לעולם בו ישנם שירותים שאינם על גבי רשת מנוהלת."

יובל שחורי, מנהל טכנולוגיות לתחום הציבורי ב-Cisco, הסביר מה מחפשות חברות ה-ICT המובילות בתחום הרשת החכמה. "ייעול ההשקעה והוספת שימושים לרשת. הרשת יכולה לספק יותר שירותים ממה שהיא מספקת כיום. הרשת יכולה יותר. סיסקו שואפת לשנות את הדרך בה אנו חיים. כל עולם הצרכנות השתנה ונוצרו הרבה כיווני התפתחות והזדמנויות צמיחה. חברות האנרגיה מעוניינות לשפר ולייעל…."

אוכלוסיית העולם מזדקנת, הנושא הכלכלי משתנה גם הוא מקצה אל קצה. יש צורך בפיתוח מארג שיספק את האוכלוסיה המזדקנת. רשת התקשורת מגיעה לבית בצורה יותר מהירה ויותר חכמה. ידוע שישנה עלייה ביכולות המנטליות עם כניסת הטכנו' החדשות אל תוך הבית הפרטי. "המדיניות הממשלתית בכל העולם עדיין לא עשתה את שינוי המדיניות הדרוש. במדינת ישראל חברת חשמל לא יכולה להיות ספקית תקשורת, אך זהו מהלך שכנראה לא ניתן יהיה למנוע".

דרוש מעבר חד, בלי רשתות נפרדות, כל השירותים שנכנסים לבית יאוגדו ברשת אחת, ארכיטקטורה אחת. "שינוי הדרך בה מפיקים, מפיצים וצורכים את האנרגיה. השימוש בחשמל משתנה עם השנים. הרשתות הנבנות כיום, יותר גדולות מהדרוש לשימוש הצרכנים. המרת אנרגיה מתבצעת במצב IDLE, כך לא נוצרת דרישת שווא ולא מעלים את עלויות השימוש."

ידוע שניהול חכם של מדידות החשמל יאפשר ביצוע אנליזה מדויקת יותר של השימוש. כיום, הגבייה משתמשת במעט מאוד מערכות חכמות המסוגלות לשנע הספקים ולחזות מראש דרישה או שימוש עודף במשאבים. המערכות העתידיות יוכלו לבצע פעולות אוטומטיות או מונחות אדם על מנת לנתק בזבזני אנרגיה. "עוד כ-10 20 שנה אפשר יהיה לדבר על תחנות חשמל וירטואליות, כל אחד יוכל ליצר לעצמו את החשמל. כיום החשמל שמיוצר נמסר לחח"י או לגוף שיוצר אגרגציה. אך השאיפה להקטין את השינוע העודף של האנרגיה ומעבר לניהול ומתן שליטה גם לצרכן. קונסול בבית יאמר למשתמש האם להיכנס למצב חיסכון באנרגיה. בצורה כזו יש אפשרות לנרמל את ההוצאות בבית. הצעד יוביל להתעניינות מצד סוג חדש של צרכנים. בעולם של תחרות, ייעול החשמל יעזור לחברות האנרגיה להשיג לקוחות חדשים. איך רשת יותר קטנה תוכל להקטין את הוצאות החשמל של הלקוח תוך הקטנת מתח הרווחים של החברה עצמה – תהליך התייעלות וחדשנות."

נוצר חיבור בין הכלכלה לתחום, מערכות ייצור ומדידה סטנדרטיים מהווים כיום השקעה בחדשנות. לסיסקו אמנם אין כוונה להכנס לעולם ייצור החשמל, אך ישנה כוונת חדשנות בכל התחומים הקשורים לתחום האנרגיה והחשמל. "בתחום החשמל ישנם הפסדים מאוד גדולים, מס על גורמי יצור אנרגיה מזהמים. כמו כן, על הרגולציה הממשלתית להיות כדאית. כיום הכסף נמצא בניטור ובקרה חכמים. יכולת להגן על הגריד, יש לזכור כי מתקפות הסייבר בד"כ פונות לתחום התשתית הקריטית ולא מופנות רק כלפי בנקים".

הפתרון שמציעה סיסקו מרכז את כל נתוני המערכת במקום אחד, ניתן להשתמש במספר סוגי רשתות ולדבר במספר פרוטוקולים. כל הציוד מוקשח ומיועד לשימוש בתנאי שטח קשים ומשתנים. לסיכום אסור לשכוח את נושא שיפור השירות ללקוח, הוספת היכולת למתן מענה תוך שליחת הודעה לטלפון או לטלוויזיה המקומית בדבר תקלה או חריגה מתחום החיוב.

מייקל וון ורסבלד, (Maikel Van Verseveld) מנהל תחום האנרגיה באירופה בחברת הייעוץ והאינטגרציה אקסנצ'ר, ביצע השוואה בין טכנולוגיית הניטור ובקרה לדרך בה משתמשים לזיהוי מגדלי קנאביס בהולנד. הוא התלהב מישראל והוסיף כי למרות הקשיים "הגיאוגרפיה בישראל היא ייחודית וישנה גם שדרת חשמל אמינה. אין דרך להקים תחנות חדשות או לשפר את דרכי ההולכה, אך ישראל נמצאת במצב בו תוכל לייצא בעתיד טכנולוגיות לאירופה". כשנשאל לגבי הרגולציות השיב כי "שימוש ביחידות מנייה KWH מתאים לצרכן", אך דרושה גם התחשבות בנפח הכולל של החשמל הדרוש והעלויות של אחזקת ותפעול רשת מסוג זה.

דניאלה מועלם, אנליסטית מחקר בכירה ב-IDC אירופה, הרחיבה בנושא המניעים, הטרנדים ותהליך ההטמעה של שירותי מניה חכמה. אך סיכמה בכך שהתחום עדיין אינו מפותח וישנם רק מודלים תאורטיים. כאשר ישנו ביזור רב של מקורות יצרנים וצרכנים, יש לחברות בעיה בתכנון וטיפול בבעיות בגלל הערפול שקיים. נחוץ מודל שיאפשר שיתוף פעולה בין יצרני האנרגיה, משווקי האנרגיה, וגורמי הטכנולוגיה לצורך הקמה של רשת מנייה חכמה.