Цифровые платформы на основе блокчейн для снижения углеродного следа горных предприятий

Раскрываются проблемы горного производства на пути достижения целей устойчивого развития, предлагаются способы их решения путем использования цифрового платформенного подхода. Произведена оценка необходимости и скорости внедрения цифровизации на горных предприятиях, осуществляющих добычу, обогащение и транспортировку полезных ископаемых. Изучена зависимость потребления и генерации электроэнергии в зависимости от средней температуры окружающей среды. Проанализированы инструменты, позволяющие предприятию стать более устойчивым в эпоху четвертого энергетического перехода: декарбонизация энергообеспечения вследствие использования возобновляемых источников энергии; снижение объемов потребления электрической энергии как эффект интеграции управления спросом в систему электроснабжения; электрификация горного транспорта и развитие зарядной инфраструктуры; покупка «зеленых» сертификатов и реинжиниринг. На основе проведенных исследований предлагается применение технологии блокчейн для интеграции «зеленых» сертификатов и высвобождаемой энергии вследствие управления спросом. Предлагается опыт компаний, которые на данный момент используют «зеленые» технологии в производстве либо имеют такой план в стратегии дальнейшего развития. Представляется концепция структуры мультиагентной сетевой платформы на основе технологий блокчейн для реагирования на спрос и управление декарбонизацией горных предприятий.

Жуковский Ю. Л., Семенюк А. В., Алиева Л. З., Арапова Е. Г. Цифровые платформы на основе блокчейн для снижения углеродного следа горных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 361—378. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_361.

Жуковский Юрий Леонидович — кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетики и электромеханики, https://orcid.org/0000-0003-0312-0019, СанктПетербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия, e-mail: zhukovskiy_yul@pers.spmi.ru;
Семенюк Александра Вадимовна — аспирант кафедры электроэнергетики и электромеханики, https://orcid.org/0000-0002-4839-8498, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия, e-mail: watermelonaleks@gmail.com;
Алиева Ляман Захид кызы — студент, https://orcid.org/0000-0003-4565-0560, СанктПетербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия, e-mail: liamanalieva54@gmail.com;
Арапова Екатерина Геннадьевна — студент, https://orcid.org/0000-0002-3010-130X, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия, e-mail: ekaterinv.arapova@mail.ru.

Жуковский Юрий Леонидович, e-mail: zhukovskiy_yul@pers.spmi.ru

1. Ponomarenko T., Nevskaya M., Jonek-Kowalska I. Mineral resource depletion assessment: Alternatives, problems, results // Sustainability. 2021, vol. 13, pp.1–15. DOI: 10.3390/su13020862.

2. Kazanin O. I., Sidorenko A. A., Meshkov A. A. Reproduction of the longwall panels: Modern requirements for the technology and organization of the development operations at coal mines // Eurasian mining. 2020, no. 2, pp. 19–23. DOI: 10.17580/em.2020.02.05

3. Novikova O., Vladimirov I., Bugaeva T. Expansion of the Fuel and Energy Balance Structure in Russia through the Development of a Closed-Loop Recycling // Sustainability. 2021, vol. 13, no. 9, pp. 1–15. DOI: 10.3390/su13094965.

4. Gorman M. R.; Dzombak D. A. A review of sustainable mining and resource management: Transitioning from the life cycle of the mine to the life cycle of the minera //. Resources, conservation, and recycling. 2018, vol. 137, pp. 281–291. DOI:10.1016/j. resconrec.2018.06.001.

5. Malyshkov G. B., Sinkov L. S., Nikolaichuk L. A. Analysis of economic evaluation methods of environmental damage at calculation of production efficiency in mining industry // International Journal of Applied Engineering Research. 2017, vol. 12, no.10, pp. 2551–2554.

6. Yin J., Gong L., Wang S. Large-scale assessment of global green innovation research trends from 1981 to 2016: a bibliometric study // J. Clean. Prod. 2018, vol. 197, no. 1, pp. 827–841. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.06.169.

7. Сафиуллин Р. Н., Афанасьев А. С., Резниченко В. В. Концепция развития систем мониторинга и управления интеллектуальных технических комплексов // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — С. 322–330. DOI: 10.31897/pmi.2019.3.322.

8. Beloglazov I. I., Petrov P. A., Bazhin V. Y. The concept of digital twins for tech operator training simulator design for mining and processing industry // Eurasian Mining. 2020, no. 2, pp. 50–54. DOI: 10.17580/em.2020.02.12

9. Litvinenko V. S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. 2020, vol. 29, no. 3, pp. 1521–1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4

10. Paschke M., Lebedeva O., Shabalov M., Ivanova D. Economic and legal aspects of digital transformation in mining industry // Paper presented at the Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. 2021, vol. 1, pp. 492–500.

11. Ge X., Su S., Yu H., Chen G., Lu X. Smart mine construction based on knowledge engineering and internet of things // Int. J. Perform. Eng. 2018, vol. 14, no. 5, pp. 1060– 1068. DOI: 10.23940/ijpe.18.05.p25.10601068.

12. Shushpanov I., Suslov K., Ilyushin P., Sidorov D. N. Towards the Flexible Distribution Networks Design Using the Reliability Performance Metric // Energies. 2021, vol. 14, no. 19, pp. 1–25. DOI: 10.3390/en14196193.

13. Пирог С., Шклярский Я. Э., Скамьин А. Н. Идентификация местоположения нелинейной электрической нагрузки // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — С. 317–321. DOI: 10.31897/pmi.2019.3.317

14. Сычев Ю. А., Зимин Р. Ю. Повышение качества электроэнергии в системах электроснабжения минерально-сырьевого комплекса гибридными фильтрокомпенсирующими устройствами // Записки Горного института. — 2021. — № 247(1). — С. 132–140. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.14

15. Mohsenian-Rad A., Wong V. W. S., Jatskevich J., Schober R., Leon-Garcia A. Autonomous demand-side management based on game-theoretic energy consumption scheduling for the future smart grid // IEEE Transactions on Smart Grid. 2010, vol. 1, no. 3, pp. 320–331. DOI: 10.1109/TSG.2010.2089069.

16. Andoni M., Robu V., Flynn D., Abram S., Geach D., Jenkins D., Mccallum P., Peacock A. Blockchain technology in the energy sector: A systematic review of challenges and opportunities // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. vol. 100, pp. 143–174. DOI: 10.1016/j.rser.2018.10.014.

17. Fadlullah Z. M., Quan D. M., Kato N., Stojmenovic I. GTES: An optimized gametheoretic demand-side management scheme for smart grid // IEEE Systems Journal. 2014, vol. 8, pp. 588–597.

18. Nur M., Yateendra M. Demand-Side Management and Demand Response for Smart Grid // Smart Grids and Their Communication Systems. 2018, vol.1, no. 6, pp. 197–231. DOI: 10.1007/978-981-13-1768—2_6.

19. Shklyarskiy J. E., Batueva D. E. The influence of external climatic factors on the accuracy of the forecast of energy consumption // E3S Web of Conferences, 2019, vol. 140, pp. 1–5. DOI: 10.1051/e3sconf/201914004014

20. Huang W., Zhang N., Kang C., Li M., Huo M. From demand response to integrated demand response: review and prospect of research and application // Protection and Control of Modern Power Systems. 2019, vol. 4, no. 1, pp. 1–13. DOI: 10.1063/5.0051157.

21. Malov D., Edemskii A., Saveliev A. Architecture of proactive localization service for cyber-physical system`s users // Interactive Collaborative Robotics. 2019, vol. 1, pp. 10–18. DOI: 10.1007/978—3-030—26118—4_2.

22. Dobush V. S., Belsky A. A., Skamyin A. N. Electrical Complex for Autonomous Power Supply of Oil Leakage Detection Systems in Pipelines // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1441, pp. 1–13. DOI: 10.1088/1757—899X/643/1/012029.

23. Pawar P., Tarun Kumar M., Vittal K. P. An IoT based Intelligent Smart Energy Management System with accurate forecasting and load strategy for renewable generation // Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. 2020, vol. 152, no. 4, pp. 1–10. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.107187.

24. Morstyn T., Farrell N., Darby S. J., Mcculloch M. D. Using peer-to-peer energytrading platforms to incentivize prosumers to form federated power plants // Nature Energy. 2018, vol. 3, no. 2, pp. 94–101. DOI: 10.1038/s41560—017—0075-y.

25. Santos A. Q., Monaro R., Coury D.,Oleskovicz M. A new real-time multi-agent system for under frequency load shedding in a smart grid context // Electric Power Systems Research. 2019, vol. 174, no. 12, pp. 487–492. DOI: 10.1016/j.epsr.2019.04.029.

26. Azim M. I., Pourmousavi S. A., Tushar W., Saha T. K. Feasibility Study of Financial P2P Energy Trading in a Grid-tied Power Network // IEEE Power and Energy Society General Meeting. 2019, vol. 1, pp. 1–5. DOI: 10.1109/PESGM40551.2019.8973809.

27. Strasser T., Andrén F., Kathan J., Cecati C., Buccella C., Siano P., Leitão P., Zhabelova G., Vyatkin V., Vrba, P., Mařík V., A Review of Architectures and Concepts for Intelligence in Future Electric Energy Systems // IEEE Transactions on industrial electronics. 2015, vol. 62, nо. 4, pp. 1–3. DOI: 10.1007/s00450-017-0377-0.

28. Zhukovskiy Y. L., Suslikov P. K., Arapova E. G., Alieva L. Z. Digital platform as a means of process optimization of integrating electric vehicles into electric power networks // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1661, no.1, pp. 1–8. DOI:10.1088/1742— 6596/1661/1/012162.

29. Korolev N., Kozyaruk A., Morenov V. Efficiency Increase of Energy Systems in Oil and Gas Industry by Evaluation of Electric Drive Lifecycle // Energies. 2021, vol. 14, no. 6074, pp. 1–15. DOI: 10.3390/en14196074.

30. Klyuev R. V., Bosikov I. I., Alborov A. D. Research of Non-sinusoidal Voltage in Power Supply System of Metallurgical Enterprises // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2020, vol. 641, pp. 393–400. DOI: 10.1007/978—3-030—39225—3_42.

31. Litvinenko V. S., Tsvetkov P. S., Molodtsov K. V. The social and market mechanism of sustainable development of public companies in the mineral resource sector // Eurasian Mining. 2020, no. 1, pp. 36–41. DOI: 10.17580/em.2020.01.07.

32. Lavrik A., Iakovleva E., Leskov A. Assessing the solar power plant efficiency degradation resulting from heating // Journal of Ecological Engineering. 2018, vol. 19, no. 3, pp.115–119. DOI:10.12911/22998993/86149.

33. Savard C., Iakovleva E. V. A suggested improvement for small autonomous energy system reliability by reducing heat and excess charges // Batteries. 2019, vol. 5, no. 1, pp. 1–17. DOI: 10.3390/en14030718.

34. Vasilyeva N. V., Fedorova E. R., Koteleva N. I. Real-time control data wrangling for development of mathematical control model soft technological processes // Journal of Physics: Conference Series. 2018, vol. 1015, no. 3, pp. 1–6. DOI:10.1088/1742— 6596/1015/3/032067.

35. Boikov A. V., Savelev R. V, Payor V. A., Erokhina O. O. The control method concept of the bulk material behavior in the pelletizing drum for improving the results of DEMmodeling // CIS Iron and Steel Review. 2019, vol. 1710, no. 13, pp. 10–13. DOI: 10.17580/ cisisr.2020.01.01.

36. Makhovikov A., Kryltcov S. Development of Secure and Reliable Communications System for Corporate Sector Over Mobile Telecom Networks // Asian Journal of Information Technology. 2016, vol. 15, no. 24, pp. 5120–5125. DOI: ajit.2016.5120.5125.

37. Клюев Р. В., Босиков И. И., Гаврина О. А. Повышение эффективности релейной защиты на горно-обогатительном комбинате // Записки Горного института. — 2021. — Т. 248. — С. 300–311. DOI: 10.31897/PMI.2021.2.14

38. Петров В. Л., Кузнецов Н. М., Морозов И. Н. Управление спросом на электроэнергию в горнопромышленном секторе на основе интеллектуальных электроэнергетических систем // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 2. — С. 169–180. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_2_0_169.

39. Зиновьева О. М., Кузнецов Д. С., Меркулова А. М., Смирнова Н. А. Цифровизация систем управления промышленной безопасностью в горном деле // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2–1. — С. 113–123. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21—0-113—123.