Δέκα χρόνια Ευρωπαϊκής έρευνας στον τομέα της εξοικονόμησης ενέργειας

Tων Σταύρου Λουνή - Γεώργιου Δουκίδη

Η διερεύνηση του αντικτύπου της κατανάλωσης ενέργειας ως επίσης και των διαφορετικών τρόπων για την εξοικονόμησή της, αποτελούσε (και αποτελεί ιδιαίτερα λόγω των πρόσφατων εξελίξεων στη παγκόσμια ενεργειακή κρίση που πλήττει κυρίως την Ευρώπη)  σημαντικό στόχο για την Ευρωπαϊκή Ένωση όπως φαίνεται και από τις προσκλήσεις για χρηματοδοτούμενη έρευνα και τα αντίστοιχα έργα.

Το εργαστήριο Ηλεκτρονικού Εμπορίου και Ηλεκτρονικού Επιχειρείν (ELTRUN) του ΟΠΑ με την συμμετοχή του σε αντίστοιχα ερευνητικά έργα συμμετείχε ενεργά στην επιστημονική έρευνα και στην παραγωγή γνώσης επί της κατανάλωσης ενέργειας και των τρόπων εξοικονόμησής της σε πολλαπλά επίπεδα από τον καταναλωτή, στον πολίτη, στην εταιρία/οργανισμό και στον δήμο την τελευταία δεκαετία.

Ενδεικτικά έργα που άπτονται της εξοικονόμησης ενέργειας αποτελούν τα Ευρωπαϊκά Έργα eSAVE, ENTROPY, ChArGED και FACTLOG στα οποία το Εργαστήριο ELTRUN ήταν εταίρος από το 2012 μέχρι και σήμερα. Στα έργα αυτά συμμετείχαν δεκάδες εταίροι από τις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες και έγιναν πρότυπες υλοποιήσεις με θετικά  αποτελέσματα εξοικονόμησης ενέργειας.

Το ερευνητικό έργο eSAVE (Energy Efficiency in the Supply Chain through Collaboration, Advanced Decision Support and Automatic Sensing, 2012-2014) είχε ως κεντρικό θέμα την παρακολούθηση του ενεργειακού αποτυπώματος του εκάστοτε προϊόντος σουπερμάρκετ διαμέσου διαφορετικών παραμέτρων συμπεριλαμβανομένης και της κατανάλωσης ενέργειας για την παραγωγή και διακίνησή του από το εργοστάσιο στο ράφι του τελικού καταναλωτή. Με την ολοκλήρωση του έργου μερικά από τα ενδιαφέροντα συμπεράσματα αποτελούν:

Απαιτείται χρήση τεχνολογίας η οποία θα επιτρέπει την συνεχή καταγραφή δεδομένων ενέργειας κατά τη διάρκεια παραγωγής σε όλα τα στάδια, κάτι το οποίο έχει σημαντική αρχική επένδυση σε υλικοτεχνική υποδομή με σημαντική περίοδο απόσβεσης επένδυσης.
Ακολούθως της συλλογής δεδομένων, η μοντελοποίηση και δευτερογενής επεξεργασία τους για την παραγωγή γνώσης για την λήψη αποφάσεων παραγωγής (και διάθεσης) απαιτεί εξειδικευμένο προσωπικό.
Τεχνολογίες συστημάτων λήψης αποφάσεων μπορούν να βοηθήσουν επικουρικά τους υπευθύνους για την διερεύνηση της βέλτιστης δυνατής απόκρισης σε διαφορετικές περιστάσεις όπου η κατανάλωση ενέργειας εμπλέκεται ως παράγοντας στην λήψη της απόφασης.
Απαιτείται συνεργασία μεταξύ των εταιριών της εφοδιαστικής αλυσίδας για την ανταλλαγή πληροφοριών (συμπεριλαμβανομένης της κατανάλωσης ενέργειας)
Οι τελικοί καταναλωτές λαμβάνουν υπόψιν τους δεδομένα ενεργειακού αποτυπώματος (και κατ’ επέκταση κατανάλωσης ενέργειας) στην διαδικασία λήψης απόφασης αρκεί να τους έχουν παρουσιαστεί με ορθό τρόπο ή/και να έχουν επιπρόσθετα κίνητρα (χρηματικά και μη) για την επιλογή εναλλακτικού προϊόντος.
Ένα επόμενο ερευνητικό έργο επί της κατανάλωσης ενέργειας είναι το ENTROPY (Design of an Innovative Energy-Aware IT Ecosystem for Motivating Behavioral Changes towards the adoption of energy efficient lifestyles, 2015 – 2018) το οποίο στόχευε στην εξοικονόμηση ενέργειας στα κτίρια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα κτίρια αποτελούν ένα σημαντικό κλάδο τελικής κατανάλωσης ενέργειας, ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη λύσεων με στόχο τη μείωση της ενεργειακής τους κατανάλωσης με βάση την υιοθέτηση ενεργειακά αποδοτικών τεχνικών και την ενεργό δέσμευση των πολιτών/ενοίκων στην απόκτηση πρακτικών ορθής κατανάλωσης ενέργειας θεωρείτω ζωτικής σημασίας. Ενδιαφέροντα συμπεράσματα του έργου στον τομέα της κατανάλωσης ενέργειας και αντίστοιχες προτάσεις συμπεριλαμβάνουν:

Κύριοι παράγοντες στην κατανάλωση ενέργειας εντός των κτιρίων αποτελούν η ενεργειακή απόδοση του κτιρίου και το πώς είναι κατασκευασμένο ως επίσης και το είδος του κτιρίου και η χρήση του (π.χ. ένα σπίτι / ένας χώρος εργασίας) και κατ’επέκταση οι χρήστες / κάτοικοί του και η συμπεριφορά τους οδηγώντας στην ανάγκη για την παροχή υποστήριξης για την βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου αρχικά και κινήτρων για την ορθή χρήση του κατ’ επέκταση.
Απαιτείται χρήση τεχνολογίας π.χ. IoT (με αντίστοιχη αρχική επένδυση και κόστος χρήσης) η οποία θα επιτρέπει την συνεχή καταγραφή δεδομένων κατανάλωσης ενέργειας κατά τη διάρκεια της χρήσης των κτιρίων και των ενεργοβόρων συσκευών.
Απαιτείται δομή μέτρων και αντίστοιχες τεχνικές παροχής κινήτρων στους τελικούς χρήστες (π.χ. Gamification) για την ορθή χρήση των συσκευών με γνώμονα την ενεργειακά φιλική καθημερινή τους χρήση.
Η χρήση προσωποποιημένων εφαρμογών έξυπνων κινητών τηλεφώνων για την κατανάλωση ενέργειας και την παροχή εξατομικευμένων κινήτρων έχει θετικά αποτελέσματα στην απόκτηση πρακτικών φιλικών προς την κατανάλωση ενέργειας.
Παράλληλα με το ερευνητικό έργο ENTROPY και στον τομέα της ενέργειας το Εργαστήριο  ELTRUN συμμετείχε στο έργο ChArGED (CleAnweb Gamified Energy Disaggregation, 2016-2019). Το ChArGED ασχολήθηκε με την κατανάλωση ενέργειας στα δημόσια κτίρια και πρότεινε ένα πλαίσιο που είχε σαν στόχο τη διευκόλυνση της επίτευξης μεγαλύτερης ενεργειακής απόδοσης και μείωσης της σπατάλης ενέργειας στα δημόσια κτίρια. Ενδιαφέροντα ευρήματα και προτάσεις αποτελούν:

Η παρακολούθηση της ενεργειακής κατανάλωσης εντός των κτιρίων μπορεί να πραγματοποιηθεί με συσκευές χαμηλού κόστους με τεχνολογίες ΙοΤ και αντίστοιχα η παρακολούθηση της χρήσης των ενεργοβόρων συσκευών μπορεί να πραγματοποιηθεί με τεχνολογίες NFC και Beacons για συσκευές και χώρους αντίστοιχα. Επίσης η παρακολούθηση και καταγραφή της ενέργειας θα πρέπει να γίνει σε διαφορετικά επίπεδα π.χ. Ένα δωμάτιο με συσκευές / κάθε μια συσκευή, ειδικά στον εργασιακό χώρο όπου πολλοί χρήστες είναι υπεύθυνοι παράλληλα για την κατανάλωση ενέργειας σε χώρο συλλογικά αλλά και σε μεμονωμένες συσκευές ατομικά.
Το προφίλ της χρήσης των διαφορετικών συσκευών έχει σημασία στην δυνατότητα που έχουν για εξοικονόμηση (π.χ. ένας εκτυπωτής σε ένα λογιστήριο σε αντίθεση με έναν εκτυπωτή σε ένα άλλο τμήμα έχει διαφορετικό προφίλ χρήσης και κατ’ επέκταση κατανάλωσης ενέργειας εξαιτίας της φύσης της εργασίας) και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν.
Με χρήση προσωποποιημένων (και συνεργατικών) κινήτρων μπορεί να επιτευχθεί η μείωση της ατομικής (και συνεργατικής) σπατάλησης ηλεκτρικής ενέργειας στον χώρο εργασίας.
Τέλος ένα πρόσφατο ερευνητικό έργο στον τομέα και της ενεργειακής κατανάλωσης στην βιομηχανία, που το Εργαστήριο ELTRUN συμμετέχει, είναι το FACTLOG (Energy-aware Factory Analytics for Process Industries, 2019-2023) που έχει σαν στόχο την δημιουργία της υποδομής Ψηφιακών Διδύμων εργοστασίων και διαδικασιών παραγωγής με στόχο την βέλτιστη παραγωγή σε διαφορετικά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένης και της χρήσης ενέργειας. Μέχρι στιγμής ενδιαφέροντα αποτελέσματα του έργου αποτελούν:

Η εξέλιξη της τεχνολογίας πλέον επιτρέπει την μοντελοποίηση και την αμφίδρομη ανταλλαγή δεδομένων φυσικών αντικειμένων / συσκευών / μηχανημάτων (και διαδικασιών) με τα αντίστοιχα ψηφιακά τους δίδυμα και τη χρήση των ψηφιακών πλέον μοντέλων όχι μόνο για παρακολούθηση της ενέργειας αλλά και για την άμεση ανάδραση σε περιπτώσεις υπερκατανάλωσης με στόχο την συνεχή βελτιστοποίηση.
Η τεχνολογία που μπορεί να υποστηρίξει την αμφίδρομη αλληλεπίδραση μεταξύ του φυσικού κόσμου και του ψηφιακού είναι ο συνδυασμός Ψηφιακών Διδύμων (Digital Twins) με τεχνολογίες Αναλυτικής μεγάλων δεδομένων, Τεχνητής Νοημοσύνης, Προσομοίωσης, Σημασιολογικής κατανόησης και τέλος Βελτιστοποίησης.
Οι υπεύθυνοι λήψης απόφασης σε στρατηγικό αλλά και λειτουργικό επίπεδο απαιτείται να έχουν συνεχή εκπαίδευση στις αντίστοιχες τεχνολογίες με στόχο την δυνατότητα βέλτιστης χρήσης των.
Η αρχική επένδυση για τις παρούσες τεχνολογίες είναι πλέον σημαντική και κατ’επέκταση πρέπει να μπορεί να επιδοτηθεί σε πλαίσιο ψηφιακού μετασχηματισμού των βιομηχανιών.

Δρ Σταύρος Λουνής, Διευθυντής Έργων, Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Καθηγητής Γεώργιος Δουκίδης, Ιδρυτής Εργαστήριο Ηλεκτρονικού Εμπορίου και Ηλεκτρονικού Επιχειρείν (ELTRUN),

Τμήμα Διοικητικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών