Under de kommande decennierna står kraftindustrin inför en avgörande utmaning: att möta den kraftigt ökande efterfrågan på el utan att göra världen varmare.  På grund av den ökande användningen av elfordon och industrialiseringen i tillväxtländerna tror Internationella energiorganet (IAE) att den globala efterfrågan på el kan öka med 3,3 % varje år fram till 2050[1]. Men i en varmare värld kan inte denna efterfrågan tillgodoses till priset av en liknande ökning av växthusgasutsläppen.  
   Denna utmaning brukar traditionellt ses som en fråga om energikällor och en övergång till förnybara energikällor. Men för att möjliggöra denna övergång måste elnäten följa efter - och det är här som smarta elnät kommer in i bilden. 

Smartare elnät har en enorm potential, men utmaningarna kvarstår 
 
Genom att använda sensorer och digital teknik kan smarta elnät lösa en viktig del av problemet: att integrera olika energikällor på ett anpassningsbart sätt så att de kan maximera användningen av förnybara energikällor och samtidigt undvika potentiella avbrott orsakade av deras intermittens eller eventuella fluktuationer i produktion eller efterfrågan.   
Med sensorer på plats i hela nätinfrastrukturen kan dessa intelligenta nätverk samla in realtidsdata om elproduktion, förbrukning och nätförhållanden och skapa tvåvägsflöden av el och information. Tack vare den omfattande informationen kan kraftoperatörerna optimera energidistributionen, fördela resurserna effektivt, minska avfallet och snabbt reagera på förändringar i efterfrågan eller utbudet.  Att implementera smarta nät i stor skala har dock visat sig vara komplicerat av tre skäl: initiala kostnader, cybersäkerhetsproblem och den större komplexiteten i att driva och underhålla dem. Dessa tre utmaningar förstärks av de smarta nätens decentraliserade karaktär. 

Är smartare nätverk mer sårbara? 

Att omvandla en infrastruktur som är så stor och allestädes närvarande som elnät är ingen liten bedrift. Förutom de stora investeringar som krävs för att uppgradera befintlig infrastruktur, kräver ett smartare elnät en massiv ökning av antalet terminaler - som smarta mätare, sensorer eller styrsystem - med betydande utmaningar när det gäller interoperabilitet.  De utsätts också för en helt ny typ av cyberhot som drar nytta av tre faktorer. För det första leder ett ökat antal anslutna enheter till en mycket större attackyta - och eftersom de data som genereras av dessa enheter kan leda till en ökning eller minskning av elproduktionen är det jämförelsevis lättare för illvilliga aktörer att använda en attack för att orsaka ett strömavbrott[2].  
För nätoperatörer innebär ökningen av antalet enheter också att det är mycket svårare att skapa och upprätthålla en enhetlig inventering av deras slutpunkter. En sådan inventering är avgörande för att vara medveten om potentiella sårbarheter: ett vanligt axiom är att man inte kan skydda det man inte kan se. Skadliga aktörer kan också dra nytta av det större antalet inblandade aktörer för att utnyttja dåliga cybersäkerhetsrutiner och utveckla angrepp i leveranskedjan.  
 Och eftersom elnäten är så viktiga kan sådana attacker få allvarliga konsekvenser: 2019 uppskattade World Economic Forum att kostnaden för en cyberattack mot USA:s smarta elnät skulle kunna uppgå till 1 biljon dollar[3]. 

Ny teknik till ett åldrande nätverk 

Bortsett från cybersäkerhetsaspekterna kommer smarta nät också att behöva ta hänsyn till en alltmer krävande miljö.  
Implementeringen kommer vanligtvis att ske ovanpå befintliga, åldrande elnät. I många västländer byggdes elnäten efter andra världskriget. I Frankrike, till exempel, är eldistributionsnätet i genomsnitt femtio år gammalt[4].  
  
Idag står dessa nät inför förhållanden som de inte byggdes för - framför allt den ökade förekomsten av extrema väderhändelser. År 2023 drabbades Argentina, Kalifornien och Kanada av storskaliga strömavbrott orsakade av värmeböljor, vindstormar respektive isstormar.  
Att utrusta denna åldrande infrastruktur med de enheter som behövs för att göra den till ett smart elnät kan leda till nya källor till dysfunktioner - och branschen kan behöva se över sina underhållsmetoder för att ta itu med dem.  
"För att underhålla traditionella nätverk förlitar sig operatörerna vanligtvis på schemalagt underhåll och inspektioner. Men med den explosionsartade ökningen av antalet uppkopplade enheter blir schemalagt underhåll kostsamt och ineffektivt. Istället måste de samla in data som genereras av dessa enheter i en enhetlig underhållslösning med förstklassiga funktioner, och använda den för att driva avancerade underhållsstrategier - som förebyggande underhåll och grundorsaksanalys", förklarar Peter Wilson, senior industrikonsult på Hexagons division Asset Lifecycle Intelligence. 
  
Uppkopplade nätverk behöver uppkopplade medarbetare 
  
För operatörerna kommer skiftet inte bara att vara tekniskt, utan även innebära en förändring av praxis.  
 Idag innebär underhåll av traditionella elnät fortfarande ofta fysiska inspektioner som utförs av fältarbetare med hjälp av papper och penna. Men de smarta elnätens komplexitet och den kompetensbrist som redan råder bland operatörerna gör att detta snabbt kommer att höra till det förflutna.   
Istället rör sig operatörerna i två riktningar: för det första förlitar de sig alltmer på fjärrövervakning, automatisering och ibland drönare för att minska behovet av mänskliga insatser på plats. Och när mänskliga insatser behövs utförs de av uppkopplade medarbetare som har tillgång till sensoravläsningar, driftsdata och rutiner via onlineplattformar som J5 Connected Worker och AcceleratorKMS.  
Och förändringarna sträcker sig långt bortom fältarbetarna. Program som det EU-finansierade SMAGRINET syftar till att ge elingenjörer den kompetens som behövs för att möta den förändring av deras arbete som övergången till smartare elnät innebär.   
Och med nya problem med cybersäkerhet, men också nya möjligheter till datadrivna beslut, kan behovet av utbildning eller omskolning komma att omfatta större delar av arbetskraften - och hela vägen till högsta ledningen.

[1] https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022/an-updated-roadmap-to-net-zero-emissions-by-2050  
[2] See, for example: Krause T, Ernst R, Klaer B, Hacker I, Henze M. Cybersecurity in Power Grids: Challenges and Opportunities. Sensors (Basel). 2021 Sep 16;21(18):6225. doi: 10.3390/s21186225. PMID: 34577432; PMCID: PMC8473297. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8473297/  
[3] https://www.weforum.org/press/2019/04/global-action-needed-to-curb-new-risks-from-smart-tech-spending-boom-says-world-economic-forum/  
[4] https://assets.rte-france.com/prod/public/2020-07/SDDR%202019%20Chapitre%2002%20-%20Le%20renouvellement%20du%20r%C3%A9seau%20existant.pdf