Nemocnice optimalizuje spotřebu energie pomocí digitálního dvojčete

Energetický přechod v posledních letech spojil mnoho obnovitelných zdrojů energie s elektrickou sítí. Výsledkem je, že toky energie jsou méně předvídatelné a ceny kolísají v závislosti na nabídce a poptávce. V roce 2025 pocházelo 57% energie spotřebované v Nizozemsku z obnovitelných zdrojů. Tento podíl se vyrovnává, protože nabídka a poptávka nejsou dostatečně sladěny. Řešíme to prostřednictvím služeb energetické flexibility. „Začínáme spoluprací se zákazníky, abychom zjistili, jak uvolňují flexibilitu již ve svém energetickém systému,“ vysvětluje Jeroen Bakker, který pomáhá zákazníkům zvyšovat flexibilitu jejich energetických systémů. „Pak jim pomůžeme zvýšit a optimalizovat tuto flexibilitu.“

Energetická elektrárna MST obsahuje dvě kombinované tepelné a energetické jednotky (CHP), které generují teplo z plynu. Běžely po celý rok, aniž by došlo k nahlédnutí do skutečné poptávky po teplu. V důsledku toho došlo ke ztrátě velkého množství tepla, protože nebylo plně využito. V roce 2023 jsme postavili digitální dvojče fyzikálního energetického systému, abychom prozkoumali, jak bychom jej mohli optimalizovat. Krmili jsme dvojče daty z reálného světa. „Simulace ukázala, že není vůbec nutné provozovat obě kogenerační jednotky nepřetržitě,“ říká Kuno Kamstra, poradce pro udržitelnost a energetiku ve společnosti MST. „Nyní je jedna kogenerační jednotka vypnutá, zatímco druhá běží pouze v případě potřeby.“

Začátkem roku 2025 jsme nainstalovali digitální dvojčata - nazvaný BEOS (Building Energy Optimization System) - na server v MST, aby se mohl učit z dat měřičů energie v reálném čase. Od srpna 2025 ovládá plynové motory v reálném čase. Účinnost kombinované výroby tepla se zvýšila ze 67% na 89%, protože již nedochází k nadprodukci tepla. Emise CO2 již výrazně poklesly a náklady na energii se výrazně snížily. „Model automaticky reaguje na změny na trhu s energií,“ říká Kamstra. „Energetická daň na kogenerační plyn se od roku 2025 každým rokem zvyšuje. Dříve jsme ručně vypočítali, zda je stále výhodné provozovat motory. Model to nyní dělá zcela za nás, šetří čas a snižuje náklady. Časem se připojíme k síti dálkového vytápění. Do roku 2035 chceme být úplně bez plynu, ale do té doby chceme, aby naše plynové motory fungovaly co nejefektivněji.

Simulace ukázala, že autonomní řízení energetického systému MST může snížit emise o 35% a ušetřit 15% energie. Ještě větší úspory jsou možné, pokud MST přejde z pevné na dynamickou energetickou smlouvu. „Jsme uzavřeni v naší současné smlouvě do roku 2028. Poté uvažujeme o přechodu na variabilní smlouvu o elektřině,“ říká Kuno. „U plynu to nechceme, protože ceny plynu mohou náhle vzrůst. Krása digitálního dvojčete spočívá v tom, že můžete spouštět různé scénáře. Tento model také použijeme k simulaci toho, jak by mohlo fungovat další tepelné čerpadlo.“ Jeroen dodává: „Scénář, který ušetří nejvíce peněz, nemusí nutně snížit nejvíce CO2. Proto je důležité předem jasně definovat svůj cíl: chcete primárně snížit náklady, snížit emise nebo obojí?“

Po ohřevu chce MST autonomně řídit své chladicí systémy ve druhé fázi. Vítaným vedlejším účinkem, říká Kuno, je to, že personál nemocnice stále více přichází s vlastními iniciativami ke zlepšení udržitelnosti. „Vedle všech dveří byla nálepka s nápisem „vypněte světla“. Lidé se často neobtěžovali, předpokládali, že se o to postará čistič - ale přicházejí jen jednou denně. Nyní lidé sami přicházejí s tipy na úsporu energie a spontánně vypnou zařízení, když to není potřeba. Zejména zařízení, které lze rychle restartovat. Je skvělé vidět, jak tato iniciativa nabrala svůj vlastní život.“

Červenec 2026