Data, energi og industri
Hvordan bruker vi data for å styrke konkurransekraften og skape nye muligheter for norsk energi og industri?
Denne artikkelen er en del av rapporten "Er verdiskaping med data noe Norge kan leve av?".
Norge har rikelig med energiressurser, både i havet og på land. Dette er grunnlaget for en energisektor som i dag eksporterer store mengder både olje og gass, så vel som strøm i form av fornybar kraft til utlandet, og som har bidratt til en globalt konkurransedyktig leverandørkjede for offshore og maritimt. 97% av strømproduksjonen i Norge er fornybar, som bidrar til at energiintensive bedrifter produserer her til lands, og ett eksempel er aluminium, som behøver store mengder strøm som innsatsfaktor.
En stor del av suksesshistorien er bygget på en teknologidrevet utvikling og strenge myndighetskrav, som har ført til innovasjon, økt produktivitet, reduserte utslipp og god ressursforvaltning. Effektivitet har vært med på å legge grunnlag for et høyt lønnskostnadsnivå i sektoren. Uten svært produktive bedrifter kan vi ikke konkurrere mot lavkostnadsland i for eksempel Øst-Europa og Asia. I dette artikkelen ser vi nærmere på muligheten til å bruke data for å øke konkurransedyktigheten ytterlige eller å skape nye muligheter for individer og næringsliv. På den måten kan vi gjøre det mulig å bevare og videreutvikle norsk industri.
Olje og gass
Olje- og gassektoren bidrar med ca. 20 prosent av BNP, og ca. 50 prosent av våre eksportinntekter kommer fra sektoren. Siden produksjonen på norsk sokkel startet tidlig på 70-tallet, har petroleumsvirksomheten bidratt med over 14 000 milliarder kroner målt i dagens kroneverdi. I dag ansetter olje- og gassektoren om lag 50 000 mennesker direkte, og ytterligere 120 000 indirekte. Leverandørindustrien til olje og gass-bransjen er den største eksportnæringen etter eksport av olje og gass. Veksten i verdens befolkning og økonomi har medført økt etterspørsel etter energi, også olje og gass.
Samtidig skal Norge og verden nå sine klimamål. Parisavtalen har satt rammen, og forventningene og kravene mot sektoren blir stadig strengere. Blant annet diskuteres omfanget av utlysning av nye lisenser, krav om elektrifisering og null-utslippsløsninger. Innen 2030 skal Norge og EU redusere CO2-utslippene med 40 prosent, og det betyr drastiske endringer og ny teknologi inkludert CO2-fangst og -lagring. Her kan data som ressurs spille en viktig rolle gjennom å administrere, analysere, automatisere, beslutte, overvåke reagere og predikere. Muligheten i å skape, fange og bruke data for å sikre, optimere og effektivisere driften er med andre ord enorm. Ved hjelp av omfattende arbeid med stordata, kunstig intelligens og maskinlæring i alle deler av driften ser man konturene av en ny olje- og gassindustri. Dette er data som også vil kunne bidra til bedre engineering og design av løsninger for enkeltutstyr, konsepter og hele feltutbygginger.
Ny teknologi og stordata har vært og er svært viktig for å realisere verdiene i petroleumsforekomstene på norsk sokkel. For eksempel jobber den norske oljebedriften Pandion Energy sammen med Google for å etablere en digital plattform for oljebransjen, spesielt rettet mot leting etter olje og gass. Målet er å få mer ut av geologisk og geofysisk data ved bruk av digital teknologi. Konsekvensen av rekordmange utvinningstillatelser i 2019 er også mer behov for seismikkdata. Enda bedre tredimensjonale modeller av havbunnen oppnås ved å kombinere data fra hydrofoner og hastighetssensorer hvor det benyttes en metode «Wavefield Separation» for å dekomponere mottatt data i to komponenter, oppadgående og nedadgående.
Konkurransen fra andre land gjør det også nødvendig å redusere kostnader og operere så effektivt som mulig. Norske bedrifter samler inn data for å kunne predikere behovet for vedlikehold på pumpene, og møte krav til driftspålitelighet. Derfor utvikles det algoritmer og maskinlæring for å understøtte vedlikeholdsaktivitetene. Det kan på mange måter sammenliknes med å være i forkant med service og vedlikehold for å holde bilen i gang, i stedet for å få unødvendige og kostbare reparasjoner i etterkant. Man kan for eksempel strømme data fra blant annet fleksible rør og brønnhoder opp på en digital plattform. Her analyseres data i sanntid for å bidra tilbeslutningsstøtte for ingeniørene.
Oljedata – den nye oljen?
Equinor har en markedsverdi på 500 milliarder kroner og sysselsetter nesten 20.000 mennesker i Norge. Selskapet produserer om lag 1300 millioner fat olje daglig. Equinorsvirksomhet skaper enorme mengder data, totalt mer enn 26 petabyte (26 millioner gigabyte) som er lagret i egne datasentre. Mengden ventes å dobles hvert år fremover og vil nå 2500 petabyte innen 2030. Dataene kommer fra ulike kilder, som sensorer på boreutstyr og fiberoptiske kabler for informasjonsdeling. Equinor har boredata, driftsdata, ndergrunnsdata og leverandørdata som utnyttes på forskjellige måter. I tillegg investeres ytterlige 1-2 milliarder kroner i teknologisk utvikling de neste årene.
Datagrunnlaget blir brukt til å forbedre produksjonsprosesser og gjør samarbeid mellom selskapet og leverandører enklere. Sensordata kan gi informasjon om mulig behov for reparasjoner og kan øke produktiviteten over tid. Undergrunnsdata er nøkkelen til fremtidens oljeoppdagelser og kan bli kombinert med boredata som øker sjansen for suksess.
Uten effektiv bruk av data ville ikke Equinor vært konkurransedyktig. I dag ligger det stort press påoljeselskapene å kutte kostnader og drive virksomheten så effektiv som mulig. Derfor er det avgjørende å bruke data for å oppdage og analysere nye oljefelt. I tillegg er et tett samarbeid mellom oljeselskapet og leverandører viktig for fremtidens utfordringer. Deling av data med leverandørene gir muligheten til å utvikle nye eller utvikle eksisterende prosessmetoder.
Men, ikke bare olje- og gassindustrien direkte er påvirket av datautviklingen og digitalisering. Også leverandørindustrien må omstille seg for å være rustet for fremtiden. Den norskbaserte leverandørindustrien består av over 1 100 selskaper, fordelt på ulike segmenter som leverer varer og tjenester opp mot de ulike prosjektfasene på sokkelen. Olje- og gassindustrien har behov for seismiske undersøkelser, dataprosessering, geologi- og geofysikktjenester, samt borerigg- og brønntjenester. Hele leverandørbransjen har nå søkelys på digitalisering, automatisering og robotisering.
Digitale krav og standarder, digitale tvillinger som speiler produksjonsinnretningen, mer og mer digitale verktøy innen eksempelvis kvalifisering av leverandører, logistikk og engineering. Norske olje- og gassinstallasjoner skaper enorme mengder data, for eksempel gjennom hundretusenvis av sensorer. Bransjen har dermed et stort potensial til å forbedre prosesser, drive sikrere og til å utvikle helt nye digitale løsninger basert på utnyttelse av store datamengder. Samtidig stiller utviklingen nye krav til kompetanse og rekruttering i hver enkelt bedrift.
Eksempler på implementering av ny teknologi er ubemannede plattformer som fjernstyres fra land. Kontrollrommet til den første ubemannede plattformen på norsk sokkel – Valemon – ble åpnet utenfor Bergen i 2017. Andre eksempler er avanserte fjernstyrte undervannsfartøy som brukes til arbeid under vann, som inspeksjon, vedlikehold og installasjon av utstyr. For å utvikle slike teknologier trenges det store mengder data rundt drift av plattformene.
DISKOS har fanget data fra oljeindustrien i 25 år
Oppdatert bruk av data er ikke noe nytt i norsk oljenæring, men datadrevne analyser har i flere tiår vært viktig for å finne og utvinne olje på havbunnen utenfor norskekysten. Til neste år vil databasen Diskos fylle 25 år. Databasen omtales som petroleumsnæringen i Norges kollektive hukommelse og kunnskapsbank. I utgangspunktet ble Diskos utviklet av oljedirektoratet sammen med Statoil, Saga, Hydro og Mobil Exploration, men nå er 57 selskaper på norsk sokkel medlemmer.
For å avdekke geologiske formasjoner under havbunnen kan man gjøre seismikkundersøkelser. Seismikk er nødvendig for å lete etter olje og gass, i tillegg til at det er viktig for å utvikle nye olje- og gassfelter og for å utnytte eksisterende felt best mulig. Moderne letemetoder har ført til innhenting av store mengder data, og Oljedirektoratet har ansvar for å forvalte og formidle petroleumsdata fra norsk sokkel. Alle operatører sender inn data over sine felt, funn og transportsystemer. Dataene kontrolleres og kvalitetssikres av Oljedirektoratet før de lagres i det nasjonale datalageret Diskos, og er tilgjengelig direkte på nettet for medlemmene i Diskos-samarbeidet. I tillegg kan utvalgte metadata kjøpes av ikke-medlemmer fra en offentlig portal. Databasen inneholder seismikk- og navigasjonsdata, brønndata og produksjonsdata. Denne databasen brukes aktivt av oljeselskap i Norge, i tillegg til leverandørindustrien og universiteter i Norge og Storbritannia. Selv om Olje- og energidepartementet ikke mottar inntekter fra salg av data gjennom Diskos til tredjepart, kan de selge datapakker fra norsk kontinentalsokkel som ikke er åpen for petroleumsvirksomhet og samtidig beholde eksklusiv eiendomsrett til dataene.
Når mengden rådata som samles inn øker, øker også mulighetene oljeselskapene til å bruke dataen for å finne olje og gass. Blant annet hevdes det at funnet av Johan Sverdrup –det største funnet på norsk sokkel – ikke ville vært mulig uten Diskos.
Også Johan Sverdrup produserer enorme mengder data – tilsvarende streaming av 18000 Netflix-filmer samtidig. Dette er data som blant annet kan brukes til å minimere CO2-tslippene fra plattformen.
Kraftproduksjon og forbruk
Norges kraftproduksjon er og har historisk sett vært dominert av vannkraft. Vannkraft er grunnlagt for omtrent 95 prosent av norsk produksjonskapasitet. Videre kommer omkring 3 prosent fra vindkraftverk. Disse kraftkildene er desentralt organisert. Det betyr at strømmen er produsert på et sted for deretter å transporteres til de som bruker den.
Solceller representerer en alternativ måte å produsere strøm på. Ved å montere solceller hos sluttbrukerne (enten husholdninger, bedrifter eller andre), kan alle bli sin egen kraftprodusent som produserer strømmen akkurat for den forbrukeren. Strøm som ikke brukes har også potensiale for å kunne leveres til strømnettet og dermed bli en kraftkilde for andre som behøver mer strøm. Dette høres smart ut, så hvorfor er solceller fortsatt ikke så vanlig i Norge?
Et svar kan være mengden sol. Mange land er mer solrike enn Norge. Mens byer som Barcelona, Athen og Lisboa får mer enn 2500 soltimer per år, skinner sola mindre enn halvparten så mye i Oslo. Flere peker imidlertid på at lønnsom bruk av solceller fortsatt er mulig i Norge, men ytterligere incentiver kan være nødvendig for å få dette til.
Smarte digitale løsninger kan gjøre folk mer villige til å skaffe solceller på taket, og kan være et eksempel på hvordan data fra sensorer kan komme både individer som produserer strøm, samfunnet som blir mer bærekraftig, og bedrifter som arbeider med solceller, til gode. Med smartere digitale strømmålere og prising etter når strømmen brukes og forbrukes, er det i dag mulig å styre strømproduksjon og -forbruk på en mer effektivmåte enn tidligere. Når sola skinner og solkraftproduksjonen øker, kan sensorer og automatiske brytere gjøre at elbilen lades eller vaskemaskiner slås på. På den måten kan folks strømregning bli betydelig redusert, eller snus rundt ved at man faktisk tjener penger når huset produserer mer strøm enn man selv forbruker når solkraften leveres til strømnettet. For å optimere strømproduksjon og -forbruk er, som nevnt, data helt avgjørende. Systemet må få data fra solceller og andre kraftverk om hvor mye strøm produseres, fra forbrukerne om hvor mye strøm de antakeligvis trenger, og fra kraftselskapene om strømprisen. Disse datakildene kan kombineres slik at den som eier solcellen får mest mulig ut av kraften de produserer.
Otovo bruker data til å tilpasse solceller
Otovo ble startet i januar 2016 og ble i løpet av det første året markedsledende i Norge på salg av solceller til private hjem. Selskapet har allerede solgt flere tusen anlegg.
Otovo er et godt eksempel på et selskap som henter inn og benytter seg av data for å optimere virksomheten og produksjonen av solkraft. Med digitale kart- og bygningsdata vet selskapet allerede før en forbruker ønsker å kjøpe solceller hvordan de aller fleste bygninger i Norge ser ut. På den måten sparer de tid og ressurser. Deretter beregner et dataprogram hvordan solceller best kan plasseres på taket. Dette gjør at de ikke behøver å komme på befaring til bygninger som er uegnet for solceller montert på taket.
Otovo anvender seg også av en teknologide kaller Sunmapper PISC som gjør det mulig å lage et 3D-kart over hvor det faller skygger på det enkelte hustak. Dette gjøres ved å kombinere laserbilder, satellittbilder og stereografiske modeller. Dataene kartlagt hvor store gevinster solceller kan gi til forbrukeren. Otovo samarbeider også med Tibber, som er en strøm-startup som hjelper forbrukere med å handle og bruke strøm når det lønner seg mest. Otovo leverer produksjonsdata og Tibber sender forbruksdata. Kombinering av disse dataene gir et helhetlig bilde av både produksjon og forbruk. Kombinasjonen av flere ulike datakilder gjør Otovos drift effektiv og gir kundene en enkel måte å finne ut om taket deres er passende for solceller. Hvert enkelt tak trenger ikke å måles. Det sparer tid og penger.
Prosessindustri
Norge er Europas største produsent av primæraluminium med en produksjon på om lag 1,2 millioner tonn per år. Syv aluminiumsverk står for produksjonen, i tillegg til noen spesialiserte verk som videreforedler aluminium. Flere av aluminiumsverkene har også betydelig kapasitet for omsmelting av aluminium. Primæraluminiumsverkene er blant de største forbrukerne av Norge er Europas største produsent av primæraluminium med en produksjon på om lag 1,2 millioner tonn per år. Syv aluminiumsverk står for produksjonen, i tillegg til noen spesialiserte verk som videreforedler aluminium. Flere av aluminiumsverkene har også betydelig kapasitet for omsmelting av aluminium. Primæraluminiumsverkene er blant de største forbrukerne av elektrisk kraft i Norge, da å produsere aluminium fra råstoff krever svært stor innsats av strøm. Tilgangen til elektrisitet fra vannkraft har derfor vært essensiell for utviklingen av aluminiumsindustrien i Norge.
Aluminium har en rekke forskjellige anvendelser, noe som har skapt grobunn for videreforedlingsbedrifter. Kjøretøy, bygninger og emballasje er noen av de viktigste bruksområdene for aluminium. Siden aluminium krever så store mengder kraft å utvinne, sammenlignet med å gjenbruke materialene, er det lønnsomt å smelte om produkter laget i aluminium når de har oppfylt formålet. 75 prosent av aluminiumen som er produsert gjennom tidene er derfor fortsatt i bruk. Norske bedrifter er eksportbaserte og står for om lag fire prosent av verdens produksjon av aluminium, og ¼ av produksjonen i Europa. Aluminiumsindustrien er global og er preget av sterk konkurranse og stor evne til innovasjon. Bedriftene inngår ofte i globale verdikjeder med tett kontakt med kunder og leverandører.
Det er stort potensiale for å effektivisere aluminiumsproduksjonen gjennom digitalisering og robotisering fremover. Dette innebærer bruk av både store datamengder, sensorer og dataanalyse. Blant annet ble såkalt prediktiv datastyring innført. Det betyr at systemer, ved hjelp av data, kan predikere tilstand og bestemme hva og når vedlikehold skal utføres. Teknologien vil gjøre det mulig å drifte medlavere energiforbruk enn tidligere.
Men, ikke bare aluminiumsanlegg bruker data. Også de store vannkraftverkene, for tilstrekkelig tilbud av strøm, produserer store mengder data om aktiviteten hver dag. Anleggsdata analyseres for å finne mulige avvik og behov for reparasjoner. Alle data kan lagres i skyen og blir kombinert med allerede eksisterende databaser.
Stordata effektiviserer Hydro
Billig aluminium fra Asia og høyere energikostnader krever stadig raskere produktivitetsøkning for at den norske sektoren skal forbli konkurransedyktig. Derfor er det viktig for Hydro å utvikle nye metoder som gjør produksjonen mer effektiv, og dermed mer lønnsom. En av måtene å gjøre dette, er bruk av data som kobler produksjon av aluminium med produksjon av strøm. Smartere dataanalyser som senker energiforbruket kan også sikre Hydro mot kommende negative sjokk, som for eksempel høyere strømkostnader. En annen av måtene dette kan gjøres, er ved å skape større forutsigbarhet i produksjonen ved å ta nytte av datapotensialet i anleggene.
Gjennom aluminiumsanlegg og produksjonskraftverk produserer Hydro hver dag store mengder data. Datasettene inneholder informasjon om strømproduksjon, sensordata fra produksjonsutstyr og mye mer. Hvert eneste av Hydros anlegg lager hver dag store mengder av data om aktiviteten. Inntil nå har disse kun vært tilgjengelig lokalt og på en svært kort historisk serie. Dette gjorde det umulig å gjennomføre statistiske analyser for å markere mulige avvik fra korrekt funksjon eller kryssforhør av data fra vedlikeholdsoperasjoner.
Derfor har Hydro laget en algoritme for stordata. Algoritmen nyttiggjør seg av data fra driften av anleggene for å optimalisere driften for alle anlegg. Den gjør det også mulig for Hydro å raskt identifisere mulige feil. På den måten sparer Hydro store ressurser når reparasjoner og vedlikehold blir enklere, billigere og mer fornybare.