Robotyzacja kompleksu paliwowo-energetycznego: wielkie możliwości, poważne wyzwania i skonsolidowane rozwiązania

Elena VINOGRADOVA, publicystka czasopisma „Polityka Energetyczna”

Rząd Federacji Rosyjskiej postawił sobie ambitny cel – osiągnięcie „dojrzałości cyfrowej” do 2030 roku i wejście do grona 25 czołowych krajów świata pod względem wykorzystania robotyzacji w przemyśle. Kompleks paliwowo-energetyczny powinien stać się siłą napędową masowego wprowadzania robotów przemysłowych i technologii robotycznych, ponieważ z jednej strony sektor energetyczny ma fundamentalne znaczenie dla rosyjskiej gospodarki, a z drugiej strony poziom cyfryzacji sektora energetycznego jest dość wysoki. Jednocześnie głównym problemem pozostaje dostępność kompleksowych krajowych rozwiązań technologicznych i oprogramowania, ich zgodność z globalnymi odpowiednikami, zdolność firm-klientów do efektywnego inwestowania i wdrażania rosyjskich rozwiązań, a firm wykonawczych – do pełnego i terminowego zaspokojenia popytu na technologie krajowe zgodnie ze światowymi standardami. Możliwe opcje rozwiązania problemów i wyzwań związanych z robotyzacją kompleksu paliwowo-energetycznego zostaną omówione na Forum Przemysłowo-Energetycznym TNF, które odbędzie się w dniach 15-18 września w Tiumeniu.

Nowe roboty, nowe możliwości

Zadania związane z przejściem na roboty są proste i jasne. Systemowe rozwiązania robotyczne zwiększają produktywność i efektywność wykorzystania zasobów, dostarczają większą ilość danych do analizy, zmniejszają liczbę wypadków i eliminują czynnik ludzki. Zakres zastosowania robotów w sektorze paliwowo-energetycznym jest naprawdę ogromny: od poszukiwań geologicznych po naprawę obiektów energetycznych. Na przykład firma BP uruchomiła projekt monitorowania emisji metanu z odwiertów i rurociągów za pomocą bezzałogowych statków powietrznych latających na wysokości niedostępnej dla innych czujników. Saudi Aramco opracowało robota do analizy stanu morskich rurociągów naftowych na niewielkich głębokościach. Shell wprowadził robota do monitorowania infrastruktury w odległych obszarach niebezpiecznych dla ludzi, zdolnego do autonomicznego działania nawet przez 6 miesięcy.

Firmy krajowe nie pozostają w tyle. Transnieft, we współpracy z firmą robotyczną Tubot, należącą do grupy Rusnano, opracowuje systemy robotyczne wykorzystujące sztuczną inteligencję do wykrywania i eliminowania wad w projektowaniu podziemnych rurociągów naftowych. W centrum naukowo-edukacyjnym „Kuzbass”, w ramach krajowego projektu „Nauka”, stworzono roboty do wydobywania węgla w miejscach niebezpiecznych dla ludzi. Specjaliści z firmy WNIKTIneftekhimoborudovaniye należącej do Rosnieftu stworzyli kompleksy robotyczne do diagnostyki reaktorów polietylenu o wysokiej gęstości oraz do wykrywania luk w reaktorze dehydrogenacji propanu, które zaprezentowali na targach TNF-2023.

Istnieje wiele przykładów wdrożenia robotów opracowanych w Rosji, które znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach: od analizy gleby podczas oceny wierceń odwiertów, przez spawanie rurociągów, po opracowywanie receptur do produkcji chemicznej. Specyfika branży energetycznej skłania firmy do szerszego stosowania robotów – chodzi tu o niebezpieczeństwo pracy w trudnych warunkach, często nieodpowiednich dla ludzi, takich jak głębokie kopalnie o wysokim stężeniu metanu, podwodne projekty wydobywcze ropy naftowej, produkcja petrochemiczna z użyciem materiałów wybuchowych; a także o złożoność i długoterminowość samych branż, wymagających analizy dużej ilości zgromadzonych danych.

Ile robotów potrzebuje kompleks paliwowo-energetyczny?

Według rosyjskiego Ministerstwa Energii, robotyzacja w sektorze paliwowo-energetycznym będzie wymagała wprowadzenia do 2030 roku co najmniej 22 tysięcy robotów o różnym poziomie i funkcjach. „Aby znaleźć się w czołówce 25 krajów pod względem robotyzacji, musimy mieć, według naszych obliczeń, około 145 robotów na 10 tysięcy osób do 2030 roku. W związku z tym planuje się wprowadzenie łącznie około 22 tysięcy robotów do 2030 roku w przedsiębiorstwach paliwowo-energetycznych” – powiedział w listopadzie 2024 roku Eduard Szeremiecew, wiceminister energetyki Federacji Rosyjskiej.

Osiągnięcie tak wysokiego poziomu robotyzacji i automatyzacji procesów pracy może przynieść poważne efekty ekonomiczne. „Łączny efekt, według naszych raczej skromnych szacunków, wyniesie około 100 miliardów rubli. Uwzględnia to oszczędności w funduszu płac i koszty bezpośredniej konserwacji technicznej robotów” – zauważył E. Szeremiecew.

Jednocześnie zarówno Ministerstwo Energii, jak i uczestnicy rynku przyznają, że obecny poziom robotyzacji w Rosji znacznie odbiega od deklarowanych planów. I tak E. Szeremiecew stwierdził, że obecnie w Rosji średnio przypada zaledwie 19 robotów na 10 tys. pracowników, a w sektorze paliwowo-energetycznym wskaźnik ten jest kilkakrotnie niższy i wynosi zaledwie 10 robotów na 10 tys. osób. Innymi słowy, stanowi to mniej niż 7% deklarowanych wskaźników docelowych, zauważa prezes Tubot, Stanisław Rozanow.

Według badania przeprowadzonego przez Stowarzyszenie Technologii Cyfrowych w Przemyśle, na początku 2025 r. w sektorze energetycznym wprowadzono mniej niż 400 robotów, z czego jedynie 33% miało charakter typowo domowy.

Ten poziom robotyzacji jest wyjątkowo niski w porównaniu ze światowymi liderami technicznymi. I tak np. w Korei Południowej gęstość wykorzystania robotów w przemyśle na 10 tys. pracowników sięga już 1,01 tys., w Singapurze – 770 robotów, w Chinach – 470 robotów, w Niemczech – 429 robotów, w Japonii – 419 robotów, w USA – 295 robotów. W tym kontekście walka o miejsce w pierwszej 25-tce będzie niezwykle trudna.

Pojedyncze zamówienie

Pomimo oczywistych korzyści ekonomicznych i społecznych, robotyzacja przemysłu w Rosji stoi w obliczu kilku poważnych wyzwań jednocześnie. Jednym z głównych problemów jest niski poziom zamówień przemysłowych.

Jak zauważył szef Ministerstwa Energetyki Siergiej Ciwilew w swoim przemówieniu podczas Godziny Rządowej w Radzie Federacji w lipcu tego roku, łączna wielkość zamówień przemysłowych na roboty do 2030 roku wyniesie 6500 sztuk. Największe firmy wolą samodzielnie rozwijać niezbędne technologie, bazując na swoich centrach badawczych i laboratoriach. Według ekspertów, przedsiębiorstwa inwestują od 3 do 10% swoich rocznych przychodów we własne prace naukowo-techniczne w dziedzinie cyfryzacji, automatyzacji sterowania i robotyki. Jednocześnie wiele firm pracuje równolegle nad podobnymi procesami, nie opracowując jednolitych standardów, wymagań i ram regulacyjnych na szczeblu krajowym.

Rozwiązaniem tego problemu mogłoby być stworzenie dużych technologicznych poligonów doświadczalnych do zamawiania, opracowywania, testowania i wdrażania standardów dla głównych komponentów robotyki, urządzeń, systemów sterowania, procesorów, napędów, silników itp. „Jeśli sformułujemy odpowiednie zamówienie branżowe, to montaż dużych jednostek bezpośrednio dla konkretnego klienta w formie konkretnego konstruktora znacznie przyspieszy proces i pozwoli firmom produkcyjnym zorientować się w wielkości zamówienia” – wyjaśnił E. Szeremiecew.

„Duzi klienci aktywnie sygnalizują swoje potrzeby i współpracują ze startupami technologicznymi za pośrednictwem różnych platform i akceleratorów. Przykładem współpracy jest nasza współpraca z PJSC Transneft nad stworzeniem robota do pracy w rurociągach dla stacji pompowych ropy naftowej” – zauważył S. Rozanov.

Jedną z takich platform jest forum TNF . Od kilku lat na bazie Forum Przemysłowo-Energetycznego TNF odbywają się tzw. „Dni Dostawców”, które umożliwiają największym firmom z branży naftowo-gazowniczej prezentację zamówień przemysłowych oraz współpracę z dostawcami sprzętu, technologii i usług.

Modernizacja, komunikacja i korzyści

Równie poważnym problemem jest brak infrastruktury do aktywnej robotyzowania złożonych branż paliwowo-energetycznych. Wiele obiektów tego typu powstało na początku XXI wieku i nie było projektowanych z myślą o automatyzacji sterowania i wykorzystaniu robotyki. Modernizacja takich obiektów wymaga kolosalnych inwestycji, często niewspółmiernych do skali projektu.

Osobnym problemem jest brak podstawowej komunikacji z oddalonymi obiektami kompleksu paliwowo-energetycznego. „Jeśli chodzi o roboty usługowe, nasze obiekty znajdują się, przepraszam, tam, gdzie na kilometr kwadratowy przypada półtora niedźwiedzia, i nie zawsze jest tam komunikacja, a my nie zawsze jesteśmy w stanie zapewnić tę wysokiej jakości komunikację” – zauważył E. Szeremiecew.

Obecnie firmy modernizują swoją infrastrukturę i wdrażają nowe systemy zarządzania, w tym wykorzystujące sztuczną inteligencję, uczenie maszynowe i tworzenie wydajnych baz danych. Na tym etapie niezbędne jest systemowe wsparcie ze strony państwa dla możliwości inwestycyjnych firm, ulgi podatkowe oraz granty na rozwój akceleratorów, poligonów i stanowisk badawczych. Jednocześnie konieczne jest uniknięcie dysproporcji w rozwoju niektórych systemów robotycznych.

„Spośród wszystkich robotów ponad 50% to roboty usługowe, a mniej niż 50% to roboty przemysłowe. Tymczasem projekt krajowy jest obecnie ukierunkowany wyłącznie na wsparcie robotów przemysłowych, co spowolni wdrażanie systemów usługowych. Do najpopularniejszych robotów należą roboty do diagnostyki wewnątrzrurowej, roboty logistyczne, roboty do ochrony obwodowej, roboty do czyszczenia i inspekcji obiektów” – zauważył S. Rozanov.

„Ogólnie rzecz biorąc, rozwój krajowych technologii robotyki wymaga tworzenia poligonów doświadczalnych, rozwoju kadr, stosowania systemów „zwrotu gotówki za wdrożenie”, wsparcia państwa dla prac badawczo-rozwojowych poprzez dotacje na koszty lub granty na rozwój i inżynierię wsteczną, a także rozwoju firm zajmujących się komponentami” – dodał szef Tubot.

Zagadnienia te będą aktywnie omawiane w ramach Programu Biznesowego TNF-2025, który umożliwi wspólne wysiłki organów regulacyjnych, głównych firm-klientów, producentów sprzętu i firm serwisowych w celu wypracowania jednolitych, optymalnych rozwiązań dla robotyzacji sektora paliwowo-energetycznego i zdobycia czołowej pozycji na rynku globalnym.