Доля городского населения в мире стремительно растет: рубеж в 50% был преодолен еще в 2012 году, и ожидается, что скорость урбанизации будет только увеличиваться. Соответственно, формируется запрос на переход к городской энергетике нового поколения: с высокой концентрацией мощностей на небольшой площади, запасом прочности, приемлемой ценой присоединения к инфраструктуре и дифференцированной стоимостью электроэнергии для разных групп потребителей. В России вопрос такого «энергетического перехода» стоит особенно остро из-за изношенности инфраструктуры и оборудования. Более 50% активов сетей Единой национальной электрической сети имеют сверхнормативный срок эксплуатации — более 25 лет, а износ электроэнергетических систем в РФ, по разным данным, составляет от 50 до 70%, отмечает директор Deloitte в СНГ Александр Губарев.
Энергетика нового поколения
По данным Международного энергетического агентства (МЭА), электроэнергетика является источником 42% антропогенных выбросов парниковых газов и существенным загрязнителем атмосферы. Поэтому будут расти потребности именно в экологичных энергетических решениях.
Кроме того, к электроэнергии как товару с каждым годом будут предъявляться все более жесткие требования, связанные с развитием в современных городах цифровых систем, аддитивных и высокоточных производств, обладающих высокой чувствительностью к надежности энергоснабжения. К 2030 году, как ожидается, такие «капризные клиенты» будут потреблять до 30% электроэнергии.
По прогнозам МЭА, к 2035 году потребителями электроэнергии дополнительно станут порядка 4 млрд человек, не имеющих в настоящее время доступа к ней, и 1,6 млрд человек — за счет прироста населения в мире. С учетом этих прогнозов потребление электроэнергии на планете вырастет на 40–50%, а ее география сильно изменится.
Таким образом, понятие «энергетический переход» включает в себя как удешевление новых технологий для использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), так и оцифровку процессов в электроэнергетической отрасли, в частности распространение цифровых сетей и интеллектуальных систем управления, в результате чего сетевая инфраструктура преобразуется в новую платформу для гибкого и эффективного обеспечения потребителей.
«Цифровизация традиционной электроэнергетики уже идет по всему миру, этот процесс обусловлен бурным ростом цифровых технологий, которые проникают во все секторы экономики», — уверен старший аналитик Энергетического центра бизнес-школы «Сколково» Юрий Мельников. По его мнению, этот процесс можно разделить на два уровня. На первом уровне цифровые технологии позволяют собирать и анализировать огромные объемы данных, на основании которых можно более эффективно управлять отдельными объектами и работой всей энергосистемы — например, предсказывать аварии и превентивно делать ремонты; контролировать в реальном времени показатели эффективности и выяснять причины отклонения, контролировать потери, быстро находить и локализовать места повреждений. «Все это в «доцифровую» эру было практически невозможно. Без этого можно обойтись, но часто такие решения реально позволяют поднять эффективность даже старых технологий традиционной электроэнергетики», — добавляет эксперт.
Второй уровень цифровизации связан с развитием возобновляемых источников энергии, появлением накопителей энергии, агрегаторов спроса и так далее. Энергосистема серьезно усложняется, управлять ею становится труднее, поэтому всеобщая системная цифровизация становится безальтернативной.
Как полагает Александр Губарев, трудности в нашей стране могут возникнуть из-за отсутствия высокотехнологичного оборудования и инфраструктуры, недостаточности инвестиций в модернизацию существующих мощностей. Также, по его словам, потребуется переобучение персонала, так как цифровая энергетика требует существенных знаний и опыта в ИТ, облачных технологиях, каналах передачи данных.
Многоуровневый «энергопереход»
Несколько оптимистичнее смотрит в будущее цифровой электроэнергетики Юрий Мельников. По его сведениям, многие компании уже внедряют у себя наиболее эффективные цифровые технологии с минимальными сроками окупаемости. Однако он признает, что предпосылок для дальнейшего развития цифровизации нет, пока отсутствует широкое распространение распределенной генерации, недостаточно развивается отрасль ВИЭ, нет управления спросом и эффективных накопителей энергии.
«Значительные результаты в повышении эффективности использования электроэнергии и улучшения экологии могут быть достигнуты за счет использования передовых энергоэффективных решений и технологий, объединенных в интеллектуальные сети (Smart Grid), — говорит директор подразделения «Интеллектуальные системы энергоучета» компании Honeywell в России и СНГ Юрий Иванов. — Энергоэффективность отрасли при этом в значительной мере может быть достигнута за счет слияния коммуникационных и электрических сетей. Источниками первичной информации в такой сети служат интеллектуальные счетчики (Smart Metering) и датчики, объединенные в единую сеть, которая образует так называемый интернет вещей (англ. Internet of Things — IoT)».
По его словам, с внедрением новейших технологий в традиционную иерархию рынка электроэнергии «производство — передача — сбыт» придет система автоматического контроля в режиме реального времени. «Внедрение IoT позволит преобразить электроэнергетику и существенно повысить эффективность и надежность инфраструктуры, а также сократить расходы как производителей электроэнергии, так и ее потребителей», — добавляет эксперт.
Однако, по оценке Юрия Мельникова, интернет вещей играет определяющую роль только на таком уровне цифровизации энергетики, когда возникает необходимость организовать автоматическое взаимодействие между всеми субъектами электроэнергетического рынка (как конечными потребителями любого размера, так и между энергообъектами) в реальном времени. Конечной целью здесь выступает свободный обмен энергией между субъектами, «совокупность электрических и цифровых каналов коммуникации и протоколов, которые позволяют это организовать, иногда называют интернетом энергии», заключает он. Но это в России дело не сегодняшнего и даже не завтрашнего дня.
