Цифровые технологии в энергетике

Начну с того, что СИИС для нас – это репетиция перед Технопромом. Мы хотим развивать сибирский мэйнстрим, и опыт форума будет полезен. Помимо этого, нам интересна бизнес-составляющая и возможность привлечь к обсуждению энергетические компании и предприятия Сибири, которые могут выступить заказчиками, а также обменяться с ними опытом.

За последние годы рынок сильно изменился. Долгое время системы управления в энергетике исходили из принципа, что спрогнозировать потребление нельзя, можно только управлять выработкой. Поэтому они строились как жесткие иерархические системы сверху-вниз. Рядом с мощной электростанцией ставился завод и разрастался город.

Но в последние полтора десятка лет начался процесс уменьшения масштаба источников электроэнергии. В конце нулевых произошел прогресс в стоимости так называемых возобновляемых источников энергии – солнце и ветер, появились эффективные и дешевые источники, работающие на ископаемом топливе, – газо-поршневые установки (впрочем, они могут функционировать и не на ископаемом топливе). В результате стали появляться мелкие генераторы, которые решали точечные задачи конкретного предприятия, домохозяйства. Иными словами, если раньше на вершине пирамиды стояла крупная электростанция, а потребитель находился внизу, то теперь генераторы приблизились к потребителю. Даже в обиход вошел термин — просьюмер, от «producer» /производитель/ и «consumer» /потребитель/. Представьте себе, маленькая «тарахтелка» вырабатывает столько электроэнергии, сколько нужно потребителю сейчас. Если это частный дом, то для приготовления еды или стирки белья. А заводу – для нужд производства. А когда ему не нужна энергия, то он готов отдавать ее в сеть. С развитием цифровых технологий и удешевлением техники некоторые такие просьюмеры начали заключать контракты между собой и с другими потребителями. Стала изменяться система отношений и связей, в обход ранее выстроенной жесткой иерархической системы управления.

Я рассказываю про общую картину, но она, конечно, не едина для всех стран. В российских условиях есть своя причина в стремлении потребителей обзавестись собственной генерацией – это рост цен, произошедший с момента ликвидации РАО ЕЭС России в 2008 году. Потребители оказались в некомфортных условиях. Им стало выгоднее строить свои генерации, нежели присоединяться к существующей сети и покупать электроэнергию из «общего котла».

Конечно же, автоматизация различных технологических и управленческих процессов в энергетике началась не вчера. Ранее, когда говорили о создании автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), речь шла об отдельных блоках, что позволяло точнее вести технологические режимы, рациональнее использовать ресурсы и генерирующие мощности, предотвращать аварии. Сегодня, используя термин «цифровизация», подразумевают информационный обмен и возможность передачи управляющих воздействий по всей совокупности связанных между собой объектов энергетики. Это возможность наблюдать за сетями, снижать коммерческие потери, количество и продолжительность аварий. В генерации я выделил бы возможность предиктивного планирования ремонтов. Понятно, что ремонты можно планировать исходя из нормативов, однако очень многое зависит от условий эксплуатации. Когда я пришел в энергетику в 2003 году в филиал «Тепловые сети» Новосибирскэнерго, то сталкивался с разными ситуациями. К примеру, запланировали перекладку 10 метров трубы, вскрыли, а толщина стенки старой трубы оказалась около миллиметра, прихватиться было не к чему. Хотя по нормативам труба должна была пролежать 25 лет и ресурс еще не заканчивался. Можно планировать ремонт, исходя из фактического состояния. Для этого понадобится остановить работу оборудования и провести инструментальное обследование. Это означает простой. Что сегодня предлагает предиктивная система планирования ремонтов и цифровые технологии? Создается цифровая модель объекта и задаются сотни параметров. Для контроля физического объекта используются только десятки параметров.

Современные цифровые технологии позволяют обеспечить взаимодействие сотен и даже тысяч субъектов – просьюмеров, потребителей, энергетических компаний. За рубежом, например в Нью-Йорке, просьюмеры уже заключают между собой цифровые контракты.

Для нашей страны возобновляемые источники в общем смысле неактуальны. Не понимаю людей, бездумно транслирующих практику Калифорнии или Аделаиды на всю Россию. У нас хватает газа и угля. И современное производство энергии на газовых и угольных электростанциях достаточно экологично. Тем не менее есть локации, где это экономически целесообразно.

Да, например, для труднодоступных районов на юге Хакасии, Горного Алтая, Тывы. Крупное оборудование туда сложно завезти. Конечно, можно протянуть электрические сети по горам, но это выйдет в копеечку. А солнце в Хакасии светит 320 дней в году. Или возьмем северные территории. Для сравнения приведу такие цифры: в Новосибирске в среднем потребитель платит 3,60 рублей за квт/ч. В северных территориях Якутии, где топят мазутом, если посчитать все совокупные издержки, стоимость квт/ч может доходить до 90 рублей. И если солнечные батареи не везде можно разместить, то совершенно точно можно использовать ветер.

Главный доклад сделает Юрий Мельников из Энергетического центра Московской школы управления Сколково. Он будет говорить о глобальных процессах трансформации в мире и о том, как это можно транслировать на Россию. Представитель InfoWatch посвятит свое выступление технологиям кибербезопасности, что в свете цифровизации принципиально важно. Модульные системы Торнадо, один из ведущих российских разработчиков АСУ ТП для энергетики, сделает доклад вместе с Сибирской генерирующей компанией. Речь пойдет про автоматизированную систему технологического контроля параметров основного и вспомогательного технологического оборудования на Кемеровской ГРЭС.

Еще один важный аспект — системы накопления энергии. Специфика энергии как товара заключается в том, что она не хранится. Она должна вырабатываться ровно в том объеме, в котором будет потребляться. Когда мы говорим про альтернативные источники — солнце и ветер, то понимаем, что главным их недостатком является непредсказуемость выработки. С солнцем все более ясно, есть суточная цикличность, с ветром намного сложнее. Кроме того, есть еще и суточное неравномерное потребление энергии. Это приводит к тому, что в энергосистеме на традиционных станциях запас мощности существует не только для закрытия спроса в случае аварий, а для компенсации суточных пиков потребления. Очевидно, что эти резервы оплачивает потребитель. Это послужило развитию современных технологий по устройствам хранения энергии. За последние 10 лет стоимость устройств хранения энергии снизилась примерно в 15 раз. Сегодня существует множество технологий, но сибирские разработчики придумали свою систему — накопитель на твердых грузах. О них расскажет Андрей Брызгалов. По сути, это электромотор, который работает в режиме генератора. В часы низкого потребления энергии потенциальная энергия запасается, а когда необходимо — расходуется.

Программа еще может быть дополнена. Надеемся увидеть в нашей секции специалистов сибирских предприятий, которые расскажут о своих потребностях и, возможно, найдут решение своих задач. Это будет отличным результатом.