Akademik Veri Yönetim Sistemi
Teknik Rapor, ss.1-121, 2022
Günümüzde dijital teknolojiler sanayide, ulaşımda, tarımda ve evsel kullanımda yenilikçi ve akıllı
uygulamalarla bütünleşmiş bir şekilde yüksek enerji verimliliği ve çevre dostu bir bakış açısıyla ele
alınmaktadır. Karbonsuz bir gelecek için enerjinin üç temel ayağı olan üretim, iletim ve tüketim aşamalarında bir dönüşüm gerçekleşmektedir. Karbonsuzlaştırma (dekarbonizasyon) olarak ifade edilen
bu süreçte yenilenebilir enerjiye ek olarak elektrifikasyon, dijitalleşme ve yapay zekâ gibi kavramlar
enerji sektöründe yaygınlaşmaktadır. Gelecekte konvansiyonel güç üretim santrallerinin üretimdeki
etkisi azalırken elektrikli araçlar, batarya ve depolama teknolojileri ile hidrojen enerjisinin şebekeye
entegrasyonuyla dağıtık bir enerji şebeke yapısı oluşacaktır. Yeni nesil dağıtık enerji ekosisteminde
üretim zorlukları, dönüştürme, depolama & taşıma zorlukları ve kullanım & yönetim zorlukları ile karşı karşıya kalınacaktır. Yapay zekâ, enerji dönüşümünün hızlandırılmasına katkı sağlayarak, sıralanan
tüm zorlukların birbiriyle etkileşimli bir şekilde yönetimine imkân sağlayacaktır. Bu yeni ekosistem
içerisinde yapay zekânın kullanıldığı temel uygulamalar: (i) yenilenebilir enerji üretimi ve tahmini,
(ii) iletim ve dağıtım şebekesinin işletmesi ve optimizasyonu ve (iii) dağıtık üretim ve enerji talebinin
yönetilmesi olarak öne çıkmaktadır.
İklim değişimi ve karbonsuzlaşma hedefleri ile tetiklenen bu süreçte enerji piyasaları derin bir yapısal
değişim sürecinden geçmektedir. Veri üretebilen, veri depolayabilen veya veri işleyebilen elektronik
araçlar, sistemler, cihazlar ve kaynaklar olarak tanımlanan dijital teknolojiler, enerji sektörünü giderek
daha fazla dönüştürmektedir. Enerji sektörünün dijital dönüşüm eğiliminde ortaya çıkan birkaç dijital
teknoloji büyük ekonomik fayda sağlamaktadır. Yapay zekâ, büyük veri, nesnelerin interneti (IoT), robotik, blok zincir teknolojisi ve bulut bilişim, en yaygın şekilde benimsenen dijital teknolojileri temsil
etmektedir. Ülkemizde Dijital Türkiye Yol Haritası, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından 2018 yılında yayımlanmıştır. 2021 yılında ise Cumhurbaşkanlığı Dijital Dönüşüm Ofisi ve Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından Ulusal Yapay Zekâ Stratejisi (2021-2025) yayımlanmıştır. Bu çalışmalar enerji
sektörü özelinde ilgi odağı içermese de yapay zekâ alanında farklı hedefleri tanımlamaktadır. TÜBA
bünyesinde oluşturulan Enerji Çalışma Grubu tarafından “TÜBA−Enerjide Yapay Zekânın Rolü Çalıştayı ve Paneli” organize edilerek, konuyla ilgili kamu ve özel sektör temsilcileri ile akademisyenlerden
oluşan geniş kapsamlı bir bilgi paylaşım platformu oluşturulmuştur. Bu raporun hazırlanmasında çalıştay kapsamında sunulan bildiriler ve literatürde öne çıkan güncel bilimsel çalışmalar temel alınmıştır.
Raporun ilk bölümünde Endüstri 4.0 ve Toplum 5.0 gibi farklı açılardan insanlığın dönüşüm ve gelişim
süreçleri ile dijital teknolojilerin enerji sektöründeki gelişim süreçleri ve yeni nesil enerji sistemleri tartışılmaktadır. Birinci bölümde ayrıca dijitalleşme ile verimlilik ilişkisi detaylı şekilde ele alınmakta ve
farklı ülkelerin dijitalleşme ve yapay zekâ stratejilerinin enerji sektörüne yansımaları sunulmaktadır.
İkinci bölümde yapay zekânın tarihsel gelişimi, otonom sistemler ve zeki etmenler gibi yapay zekânın
temel kavramları, akıllı şebekelerde yapay zekânın rolü ve yapay zekânın enerji tüketim boyutları
sunulmaktadır. Üçüncü bölümde dijitalleşme çağında yapay zekâ ile dönüşen şebeke yapısı ve enerji
yönetim sistemleri ele alınmaktadır. Dördüncü bölümde öncelikle bilimsel literatürde enerjide yapay
zekâ üzerine gerçekleştirilen uygulama örnekleri özetlendikten sonra ülkemizde kamu ve özel sektör
tarafından yapay zekânın enerji alanında kullanıma yönelik uygulama örnekleri sunulmaktadır. Son
bölümde ise yapay zekânın enerji alanında daha etkin kullanımına yönelik yapılan değerlendirmeler ve
öneriler detaylı bir şekilde tartışılmaktadır.
During the past decade, digital technologies using artificial intelligence (AI) tools have become very critical
in developing innovative and smart energy solutions in almost all sectors, including industry, transportation,
utility, agriculture, commercial, residential, etc. in a more efficient and environmentally-friendly manner.
A common spectrum of energy generally takes place in three key modes, namely generation, conversion
and consumption, and it is very important to manage these three steps in a sustainable way to achieve a
carbon-free future. In the decarbonization process, in addition to renewable energy, electrification, digitalization using AI tools have become widespread in every part of the energy sector. Further to note that the
distributed energy grid structure will be more complex and comprehensive and formed in a way by integrating electric vehicles, battery and storage technologies, and hydrogen energy into this ecosystem. The role of
conventional power generation plants for production purposes will gradually diminish. The next generation
distributed energy ecosystem will face generation related challenges, conversion related challenges, storage
and transportation related challenges, as well as utilization and management related challenges. In conjunction with this, artificial intelligence will have to come into the big picture and make contribution to the
acceleration of energy transformation and hence make it possible the interactive and integrated management
of all of the above listed challenges. Some key application areas of artificial intelligence in this multidimensional and multiplayer ecosystem may be listed as follows: (i) renewable energy generation and forecasting,
(ii) transmission and distribution network operation and optimization, and (iii) distributed generation and
management of energy demand. Energy markets undergo a significant structural transformation triggered
by climate change and decarbonization targets. AI technologies, defined as electronic tools, systems, devices, and resources that can generate, store or process data, are increasingly transforming the energy sector.
Numerous digital technologies emerging in the digital transformation trend of the energy sector provide
enormous economic benefits. Artificial intelligence, big data, the internet of things (IoT), robotics, blockchain technology, and cloud computing represent the most widely adopted digital technologies. In specific
to Türkiye, there is a digital country roadmap was published by the Ministry of Industry and Technology in
2018. In 2021, the National Artificial Intelligence Strategy (2021-2025) was published by the Presidency
Digital Transformation Office and the Ministry of Industry and Technology. Although such reports are not
directly linked to energy sector, they at least define cuntry’s road maps and strategic plans and goals in the
area of digitalization where AI tools and dimensions are considered.
Having said that “TÜBA−Role of Artificial Intelligence in Energy Workshop and Panel” was organized by
the Energy Working Group established within TÜBA. This report is prepared based on the invited papers
presented in the workshop, the topics discussed in the panel discussion sessions and the recent literature
works available locally and internationally. The first chapter of the report discusses the transformation and
development processes of humanity from different perspectives, such as Industry 4.0 and Society 5.0, the
development processes of digital technologies in the energy sector and new generation energy systems. In
this part, the relationships between digitalization and efficiency are also discussed in detail. The reflections
of different countries’ digitalization and artificial intelligence strategies on the energy sector are additionally
presented. In the second chapter, a historical development of artificial intelligence, some basic concepts of
artificial intelligence, including autonomous systems and intelligent factors, the role of artificial intelligence
in smart grids, and the energy consumption dimensions of artificial intelligence are covered and discussed
in detail. The third chapter discusses the network structure and energy management systems transformed by
artificial intelligence in the digitalization era. In the fourth chapter, the role of artificial intelligence in energy
is summarized based on the scientific literature, and some case studies for applying artificial intelligence in
the energy sector in Türkiye are presented. In the last chapter, some key sector evaluations for the country
are undertaken and some strategic recommendations are made for more effective use of artificial intelligence
and its tools for more effective and efficient generation, conversion and utilization of energy.