цифровая энергетика что это
Пять шагов к цифровизации энергетики
Три главных тренда в энергетической отрасли заключаются в следующем.
1. Увеличение динамики рынка
Что значит цифровизация для энергетического сектора
Энергетический сектор находится на пороге одной из самых значительных технологических трансформаций с 1880 года. Тогда компания Edison Electric Light Company открыла секрет производства практичной и доступной лампочки — с нитью накаливания из обугленной стружки японского бамбука. В течение нескольких лет после этого газовые лампы освещения стали устаревшей технологией.
Бизнес-модели будут выстраиваться вокруг инновационных технологий, в том числе технологий децентрализованной генерации энергии, таких как виртуальные электростанции и хранилища энергии. В условиях повсеместной электрификации и «энергетического перехода» (структурного изменения энергетической отрасли) предприятия энергетического сектора, в том числе традиционные коммунальные предприятия, будут постепенно отказываться от создания масштабной инфраструктуры. В скором времени регулирование отрасли по новым технологиям — субсидирование возобновляемой электроэнергии, требования по интеллектуальным системам учета — должно смягчиться.
Широкая автоматизация и продвинутая аналитика станут основой управления цепочкой создания стоимости. На автоматизированных производствах будут установлены многочисленные сенсоры — от «умных» распределительных сетей до устройств и услуг для конечных пользователей. Лидеры отрасли станут собирать аналитические данные — от системы в целом до конкретного потребителя — и будут скорее «надежными советниками» в области энергетики, чем просто менеджерами активов или внешними поставщиками. Это все позволит обеспечивать целевые показатели надзорных органов и предоставлять качественные услуги.
В краткосрочной перспективе цифровая трансформация может увеличить доходы компании в отрасли на 4% в год. Основной рост доходов — в генерации и распределении — достигается за счет использования не анализируемых в настоящий момент данных, автоматизации процессов и точечного внедрения цифровых решений. К 2025 году цепочка создания стоимости в энергетической отрасли будет децентрализована, а перечень предлагаемых продуктов и услуг расширится. В более долгосрочной перспективе появятся персонализированные решения, а также возможность объединения существующих продуктов и услуг с продуктами и услугами из других отраслей.
Приоритеты цифровой трансформации в энергетике
Из-за сложности и фрагментарности тех систем, которые должны быть выстроены в рамках цифровой трансформации, наиболее продвинутые компании фокусируются на достижении «быстрых побед» — получении ощутимого результата в краткосрочной перспективе. В результате мобилизация всей компании дает необходимый толчок для запуска более долгосрочных инициатив.
При проведении цифровой трансформации в энергетике работа ведется по трем направлениям.
1. Цифровизация текущей операционной модели
Сфокусируйтесь на «быстрых победах», например выявлении процессов, где есть наибольший потенциал для сокращения затрат и улучшения потребительского опыта. Наиболее продвинутые компании переосмысливают или создают с нуля процессы бэк-офиса, чтобы реализовать потенциал роботизации. Приоритетные области могут включать следующие решения:
Помимо автоматизации текущих процессов или выстраивания многоканальной системы коммуникации с потребителем, цифровизация предполагает глубокую перестройку системы внутренних процессов организации — от сокращения количества шагов и страниц документации до автоматизации принятия решений. В распределении электроэнергии первыми кандидатами для цифровой трансформации выступают процессы, которые предполагают большое число повторяющихся действий: подключение новых потребителей, обслуживание сети, управление инвестициями, данными по оборудованию, потерями.
2. Использование продвинутой аналитики
У компании должен быть план по «очистке» и стандартизации данных, собираемых из множества источников. Источники и модели данных должны быть взаимоувязаны друг с другом, а ответственность за поддержание систем сбора и хранения закреплена внутри организации — с наличием CDO (Chief Data Officer) и ответственными сотрудниками в подразделениях. Кроме того, необходимо наращивать компетенции сотрудников в использовании продвинутой аналитики, потому что внедрение технологий, например «умных» счетчиков, значительно увеличивает количество данных по сравнению с ручным сбором, а глубокий анализ этих данных не может быть проведен с использованием стандартных инструментов (например, Excel-таблицы).
3. Изучение новых технологий
Управляйте обширным портфелем проектов. Запускайте пилотные проекты и отслеживайте развитие технологии, анализируя затраты и выгоды, оценивайте готовность технологических решений и вводите их в промышленную эксплуатацию. Энергетическим компаниям также следует сотрудничать с игроками в сфере финансов, электронной коммерции и телекоммуникаций, чтобы расширять собственный портфель продуктов и источников дохода. Распространение и развитие технологий зависит от конкретного региона, от наличия поддержки со стороны государства и готовности компании инвестировать. В краткосрочной перспективе внедряемые технологии нацелены на повышение эффективности, а в средне- и долгосрочной перспективе — на повышение потребительской ценности и новых предложениях услуг.
Краткосрочные приоритеты:
Долгосрочные приоритеты:
Решающий фактор успеха в преобразовании энергетической отрасли — готовность организаций и их сотрудников к освоению инструментов цифровизации и получению цифровой ценности — преимуществ, которые предлагают новые технологии.
Пять шагов к цифровой трансформации
1. Сформируйте видение
Процесс цифровой трансформации начинается сверху — с лидеров организации, которые способны объяснить сотрудникам компании, в чем состоит ощутимое преимущество цифровизации для них. Цифровая трансформация требует более глубоких изменений, чем обыкновенная программа по снижению затрат, поэтому она должна быть интегрирована в корпоративную стратегию и получать соответствующее внимание со стороны руководства. Важно определить, какие направления являются ключевыми, сколько ресурсов компания готова потратить на каждое ключевое направления и насколько широкой будет трансформация. Главное — сохранить гибкость и быстро реагировать на новые технологии. Например, технология блокчейн до недавнего времени ассоциировалась с криптовалютами, а сейчас активно используется в торговле энергоносителями, при обмене информацией в микросетях и между электромобилями, гарантирует защищенный доступ к активам и данным компаний.
2. Разработайте цифровую стратегию и план внедрения
При формировании «дорожной карты» реализации помните, что достижение быстрых результатов поможет мобилизовать организацию и сгладить переход от пилотной фазы к полномасштабному внедрению. Закладывайте достаточно времени для перехода к полному развертыванию — от одного до шести месяцев, в зависимости от выбранной технологии. На этом этапе нужно время, чтобы оценить пилотные программы, собрать ноу-хау и узнать мнение партнеров на рынке, разработать новые операционные модели, стандартизировать деятельность и определить, какие инструменты необходимы для контроля реализации и оценки результатов.
3. Назначьте команду исполнителей
Цифровая трансформация затрагивает все уровни иерархии и все типы процессов, поэтому в программу должна вовлекаться вся организация. Пилоты и проекты запускаются одновременно, чтобы увидеть взаимосвязь между технологиями и выявить потенциальные синергии. При этом многопрофильные команды сосредоточены на интерфейсах и устранении неоптимизированных «стыков». Например, межпроектная команда по работе со SCADA в области распределения электроэнергии должна включать представителей всех отделов организации — от диспетчеров, специалистов по управлению активами и учета до экспертов в области эксплуатации сетей и их обслуживания.
Функция информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) — постоянная частью цифровой трансформации, которая играет роль стратегического делового партнера. Сильная ИКТ-группа не только определяет темпы развития инноваций в компании, но и предоставляет экспертную информацию о технологиях, которые поддерживают потребности бизнеса.
4. Развивайте новые компетенции и навыки
Полевые работники должны осваивать мобильные инструменты управления персоналом, совместимые с дополненной реальностью, а также инструменты онлайн-обработки данных и принятия решений. В сфере продаж традиционные клиентские базы данных SAP IS-U все чаще становятся инструментами бэк-офиса и хранения данных, а торговые представители учатся работать с системами управления продажами, которые мотивируют продавцов больше фокусироваться на потребителях.
Для управления изменениями и новыми функциями персонала в некоторых компаниях внедряются дополнительные уровни иерархии технически квалифицированных сотрудников. Таким образом, организационная структура состоит из первого уровня — «традиционных» сотрудников, выполняющих стандартизированные и простые задачи, и второго уровня — сотрудников, способных выполнять более сложные технические операции и задачи.
Применение передовых аналитических инструментов требует появления специалистов по управлению и контролю над данными. Инновационный менеджмент предполагает позиции для менеджеров цифровых проектов — сотрудники на подобных позициях будут действовать как проводники инноваций, постепенно призывая остальных к использованию цифровых технологий, а также демонстрируя преимущества цифровизации.
5. Покупайте или создавайте экосистемы
Одни объекты энергоснабжения инвестируют в создание собственных аналитических инструментов и развитие системы «умных» счетчиков, другие передают эти сферы деятельности на аутсорсинг. Во втором случаем предприятиям необходимо критически оценивать цифровые навыки и возможности своих поставщиков (и даже поставщиков своих поставщиков), чтобы определить, соответствуют ли они будущему цифровому видению компании.
Энергетические компании все чаще сотрудничают со стартапами и технологическими компаниями, чтобы объединить свои усилия для разработки новых продуктов и поиска наиболее современных решений. Совместные предприятия становятся способом получения доступа к ноу-хау и навыкам, которые могут отсутствовать в организации на текущем этапе развития. Кроме того, энергетические предприятия также работают с муниципалитетами, чтобы находить решения в области электротранспорта и «умных» городов.
Цифровая энергетика: никогда такого не было, и вдруг опять
О сути цифровой энергетики, о различиях между автоматизацей и цифровизацией, о человеческом измерении цифрового перехода
Имеет ли понятие “цифровая энергетика” свое уникальное содержание или это просто модное обозначение того, что и так делалось в отрасли с момента массового прихода компьютерной техники? Этот вопрос я задаю на каждой тематической встрече, каждый раз встречаю неготовность участников разговора строго на него ответить, каждый раз понимаю, что свое уникальное содержание за данным термином не идентифицируется. А оно должно быть. Иначе зачем вводить новое понятие?! Зачем вместо давно известного и хорошо определенного термина “автоматизация” употреблять неологизм “цифровизация”?
Будучи Центром развития цифровой энергетики, мы настаиваем на наличии в терминах “цифровая энергетика”, “цифровизация” своего уникального наполнения. В этой заметке изложена наша рабочая гипотеза — пять отличительных признаков, по которым вы можете понять, работаете ли вы с понятием “цифровая энергетика” или с чем-то другим.
1.В цифровой энергетике как части цифровой экономики главное понятие “ЭКОНОМИКА”
Термины “цифровая энергетика” и “цифровизация” появились в контексте процессов формирования цифровой экономики, и имеет смысл их рассматривать только в данной связке. Из множества определений цифровой экономики следует, что особым ее предметом является экономическая деятельность, коммерческие трансакции и профессиональные взаимодействия, построенные на новых принципах за счет использования информационно-коммуникационных технологий. А следовательно, сутью и цифровой энергетики является пересборка и развитие совокупности производственных, экономических отношений в отрасли на основе цифровых подходов и средств. Итого, в словосочетании цифровая экономика (а значит и цифровая энергетика) определяющим словом является “экономика”, а прилагательное “цифровая” лишь указывает на средства достижения цели!
2.Основная задача цифровой энергетики — уничтожение резко растущих издержек интеграции распределенной энергетики и рыночных трансакций
А о какой собственно цели идет речь? По мнению ведущих экспертов, сутью современной эпохи является вытеснение машинами неэффективных, требующих рутинного участи людей, трансакций из экономической и общественной жизни. Появление цифровой платформы в любой индустрии (Uber, Airbnb, Amazon, CAINIAO, SmartCAT, и т.д.) приводит к существенному сокращению трансакционных издержек и ускорению операционных циклов ее участников. Энергетика не исключение. Разрабатываемая нами парадигма Интернета энергии — IDEA является ответом на общемировые тренды изменения характера спроса на энергию, масштабного развития распределенной энергетики и электротранспорта, распространения технологических возможностей для активного потребления и просьюмерства. Большие в связи с этими трендами издержки на интеграцию, согласованную работу, коммерческое взаимодействие миллионов новых участников энергетических рынков могут быть радикально сокращены при помощи цифровых технологий и платформ. Издержки снижаются за счет использования новых технологий инженерии, обеспечивающих plug&play интеграцию новых элементов, но главное — за счет снятия информационной неопределенности экономических отношений, а это в свою очередь обеспечивается тем, что вещи/машины управляются интеллектуальными кибер-физическими агентами, представляющими своих владельцев в самооптимизирующихся взаимоотношениях.
3.Проект в сфере цифровой энергетики всегда про новую модель взаимодействия экономических субъектов
Цифровая трансформация (цифровизация) в энергетике — это прежде всего создание новых бизнес-моделей, новых сервисов и рынков с опорой на возможности цифровой экономики. Простой пример из другой отрасли — создание автоматизированной системы диспетчерского управления таксопарком — это автоматизация, а вот Uber, который по существу предоставляет новую бизнес-модель той же услуги, не являясь вообще таксопарком и не владея ни единой машиной, при этом делает это дешевле, удобнее и безопаснее — это цифровизация. То же самое в цифровой энергетике — важно определить новую бизнес-модель, потенциал которой открывается за счет всепронизывающих коммуникаций, межмашинного взаимодействий, цифрового моделирования. В мире наработано уже множество таких бизнес-моделей: агрегаторы спроса, виртуальные электростанции, виртуальное распределенное накопление энергии, энергетическое хеджирование…
4.Проект цифровой энергетики всегда про использование цифровых моделей фрагментов реального мира
Характерным признаком цифровой экономики/энергетики является создание новых бизнес-моделей, объединяющих физический и цифровой миры. А такое объединение возможно тогда, когда умные машины начинают формировать и использовать цифровые модели физического мира. Именно это обеспечивает самостоятельность принятия машинами решений в режиме близком к реальному времени. Иногда кажется, что для новых бизнес-моделей цифровой энергетики достаточно появление средств информирования человека, который все же будет сам принимать решения. Но экспериментальные проекты показали, что люди через некоторое время перестают интересоваться новыми моделями поведения, предъявляющими к ним слишком высокие требования. Нужно, чтобы инициативу перехватили кибер-физические системы, действие которых должно осуществляться как то самое чудодейственное слабительное из одной старой рекламы “без нарушения сна человека”. А для этого машины должны руководствоваться не стандартами и жесткими алгоритмами, а целями, заданными людьми, и цифровыми моделями фрагментов реального мира.
5.”Цифровизация” — это освобождение человека от машинных функций, появление новых более креативных форм занятости
Еще мало осмыслено, как цифровая экономика/энергетика влияет на людей и их занятость в общественно-полезном труде. Часто люди фиксируют свои страхи остаться без работы и доходов. На это эксперты цифровой экономики говорят, что в высокотехнологичных отраслях возникает высокая дополнительная загрузка в сопредельных областях деятельности. Так, например, в США высокотехнологичное производство (Technology-Intensive Manufacturing) имеет мультипликатор (Multiplier effect) Me = 16, то есть 1 рабочее место в TIM создаёт 16 дополнительных рабочих мест, в то время как традиционное производство — Me = 4.6, сельское хозяйство — Me = 1.5, розничная торговля — Me = 0.8.
Но есть и более глубокие ответы на вопросы об изменении роли человека в цифровом укладе. Еще в дискуссиях 60-х годов прошлого века обсуждалось, что смысл кибернетического/цифрового перехода не в том, чтобы сотворить машину, которая была бы умнее, сильнее и совершенней человека, а в том, чтобы самого живого человека снова сделать умнее и сильнее всего того созданного им мира машин, который вышел из-под его контроля и поработил его. Задача в том, чтобы превратить человека из сырья и средства технического прогресса, из детали «производства ради производства» в высшую цель этого производства, в самоцель. А это означает, что проект в сфере цифровой энергетики — это всегда появление нового подлинно человеческого труда с большой долей научного, технического, художественного, социального творчества.
Часто цифровой переход называют новой технологической революцией. Но было бы странно революцией называть явления и процессы, давно ставшие обыденностью. Автоматизация производственно-технологических и управленческих процессов является величайшем достижением второй половины 20 века. АСУТП электростанций, системы диспетчерского управления, автоматика активных энергетических устройств, системы автоматизации бухучета и делопроизводства — все это важные и актуальные направления эволюционного развития отрасли. Но это не новая технологическая революция, это не цифровая экономика, не цифровая энергетика. Видится, что именно в изменении на новых основаниях способов организации экономических отношений, приводящем к эффективному вовлечению в оборот миллионов новых субъектов и стоящих за ними умных машин, должен состоять новый качественный скачок. Цифровизации в первую очередь будут подлежать не технические системы и внутренние бизнес-процессы, а отношения между людьми, компаниями и институтами. Цифровая энергетика это прежде всего трансакционные машины новых рынков, бизнес-моделей и сервисов.
Подготовлено Центром развития цифровой энергетики
Автор: Дмитрий Холкин
Министерство энергетики
Вы здесь
Ведомственный проект «Цифровая энергетика»
В целях цифровой трансформации отраслей ТЭК, создания условий для внедрения в них цифровых технологий и платформенных решений, с учетом приоритетов, обозначенных Президентом Российской Федерации, и положений утвержденной в 2017 году национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» Минэнерго России при активном участии компаний ТЭК сформирован ведомственный проект «Цифровая энергетика».
Ведомственный проект направлен на преобразование энергетической инфраструктуры Российской Федерации посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для повышения ее эффективности и безопасности.
В рамках реализации проекта планируется систематизировать уже полученный опыт внедрения цифровых решений, совместно с компаниями ТЭК и экспертным сообществом сформировать целевое видение цифровизации, а также базовые требования и критерии к внедряемым решениям, что позволит состыковать их в доверенной цифровой среде.
Для достижения ключевой задачи по цифровой трансформации энергетики проектом до 2024 года предусмотрен ряд мероприятий по четырем направлениям.
Ключевым из них является общее для всех отраслей ТЭК направление по созданию условий для разработки и развития цифровых сервисов и решений. В его рамках предполагается выстроить систему управления, координации и мониторинга цифровой трансформации ТЭК России, а также создать условия для разработки и развития цифровых сервисов и решений в единой информационной среде, и, прежде всего, обеспечения цифровизации государственного управления и контрольно-надзорной деятельности в отраслях ТЭК. Это позволит сделать взаимодействие государства, компаний ТЭК и потребителей максимально удобным и защищенным.
Также проектом предусмотрена реализация трех направлений по цифровизации отдельных секторов ТЭК: электроэнергетики, нефтегазового комплекса и угольной промышленности. В их рамках предусмотрены мероприятия по разработке и корректировке законодательства, нормативной правовой и нормативной технической базы, отбор и реализация пилотных проектов по внедрению цифровых технологий и отраслевых платформенных решений. При этом по каждому направлению мероприятия будут осуществляться с учетом отраслевой специфики.
В целях обеспечения единой позиции по вопросам цифрового развития отраслей ТЭК в 2019 году начато формирование системы координации и мониторинга цифровой трансформации ТЭК России. Ее ключевым элементом является сформированный под председательством Министра энергетики Российской Федерации А.В. Новака Совет по цифровой трансформации отраслей ТЭК, обеспечивающий выработку единой позиции и ключевых решений по вопросам цифровой трансформации ТЭК.
Также в рамках системы координации и мониторинга цифровой трансформации ТЭК России в 2019 году ведущими компаниями ТЭК при участии Минэнерго России созданы центры компетенций в электроэнергетике, нефтегазовой отрасли и угольной промышленности. Их основные задачи – определение направлений и приоритетных технологий для отраслей ТЭК, нормативных и технологических барьеров для их внедрения, а также разработка «дорожных карт» цифрового развития отраслей ТЭК.
Определение консолидированного видения целевого состояния отраслей ТЭК в процессе цифровой трансформации предусмотрено в рамках Концепции цифровой трансформации ТЭК на среднесрочный (2024 год) и долгосрочный период (2035 год) – ключевого документа цифрового развития отраслей ТЭК, разработка которого осуществлялась Минэнерго России в 2019 году. Документ содержит различные сценарии и прогнозы развития цифровых технологий в ТЭК и приоритетные направления цифровой трансформации, а также закладывает основу для формирования единого информационно-технологического пространства ТЭК.
Media Review
Электроэнергетика 4.0: перейти на цифру
Тенденции развития энергосистем в мире вынуждают их к «цифровому переходу» — принципиальной смене внутренней архитектуры и управления. В России единая энергосистема пока не нуждается в глобальной трансформации, однако растущая неэффективность электроэнергетики становится сдерживающим фактором для развития экономики. Цифровизация — актуальная тенденция для повышения эффективности работы отраслей, включая энергетическую. О чем идет речь, когда говорят о цифровизации электроэнергетики России?
«Цифру» называют принципиальной частью архитектуры четвертой промышленной революции, так называемой «Индустрии 4.0».
Глобальная тенденция не обошла и Россию: еще в 2017 году цифровизация экономики была включена в перечень основных направлений стратегического развития страны до 2025 года. Тогда же, летом 2017 года, правительство утвердило программу «Цифровая экономика», подразумевающую как переход на принципиально иные принципы взаимодействия субъектов, так и развитие российских высокотехнологичных компаний.
Частью цифровой экономики станет цифровая энергетика — программа цифровизации всех отраслей топливно-энергетического комплекса: электроэнергетики, нефтегаза и угольной сферы. Разработку программы курирует Минэнерго.
«Цифровая энергетика» — понятие сложное. Даже внутри Минэнерго есть разные мнения о том, как его понимать, признал директор Департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике министерства Евгений Грабчак в интервью в феврале этого года.
«Напишите определения. Как напишете, так и будем всё называть», — попросил Минэнерго Евгений Ольхович, замгендиректора по стратегическому развитию «Россетей» в июне во время дискуссии на Startup Village 2018.
Принципиально новое взаимодействие
Так что же такое цифровизация? Очевидно, что она не равна автоматизации, не означает только возможность оперировать большим количеством данных. Более того, для ее организации недостаточно расставить цифровые элементы сети. Цифровая энергетика не появится, если каждая вторая подстанция станет «цифровой», а сеть — «умной».
В АО «Русатом Автоматизированные системы управления» (РАСУ), сосредоточившем компетенции Росатома по развитию направления «цифровая энергетика», цифровизацию определяют как новый формат управления работой электроэнергетических систем, обеспечивающий оптимизацию технологических и бизнес-процессов для достижения целевого состояния электроэнергетики.
В свою очередь Дмитрий Холкин, директор центра развития цифровой энергетики фонда «ЦСР Северо-Запад», заместитель руководителя рабочей группы EnergyNet, а также один из авторов экспертно-аналитического доклада «Цифровой переход в электроэнергетике России», считает, что цифровизация — это новые технологии экономического взаимодействия субъектов отрасли.
Вынужденные шаги
Сегодня во многих развитых странах мира реализуются сценарии так называемого энергетического перехода, трансформирующие электроэнергетику на базе клиентоцентричных распределенных архитектур энергосистем, говорится в докладе. Его суть — в переходе от традиционных моделей к новым, использующим значительные объемы распределенной генерации (включая ВИЭ) и накопителей. Рынки становятся децентрализированными, инфраструктура — интеллектуальной, а потребители переходят к активным, просьюмерским моделям поведения.
Интернет энергии
Новые конфигурации энергосистем называют Интернетом энергии (Internet of Energy, IoE).
«Представьте себе энергетику, где новое подключение к сети можно получить так же легко и быстро, как подключение к Интернету — по принципу plug and play. Вы можете менять «на лету» требования к надежности: покупать дополнительную надежность, когда она вам необходима, и продавать избыточный резерв, когда в нем нет необходимости. Энергия мобильна и доступна в любой точке, как мобильный Интернет», — поясняют эксперты Фонда стратегического развития энергетики «Форсайт».
Справка
К технологиям распределенной энергетики (распределенных энергоресурсов, Distributed Energy Resources, DER) в мировой практике относят:
Базовое свойство всех этих технологий — близость к потребителю энергии.
Словарь
Просьюмер (англ. prosumer, от professional либо producer + consumer — «профессиональный потребитель» либо «производитель-потребитель») — человек, принимающий активное участие в производстве товаров и услуг, потребляемых им самим. Впервые термин рrosumer появился в книге «Третья волна» американского футуролога Элвина Тоффлера в 1980 году.
В электроэнергетике просьюмеры — это те, кто может управляемым образом осуществлять не только потребление, но и производство (например, на собственных солнечных батареях), и хранение электроэнергии.
Пример просьюмера — Apple: компания с лета 2017 года имеет право продавать потребителям излишки возобновляемой энергии, произведенной на предприятиях и в кампусах компании.
«Активный потребитель» — не тождественное, хотя и близкое понятие. Активным считается потребитель, способный управлять своими энергетическими потребностями в зависимости от состояния энергосистемы. Самый простой пример активного потребителя — домохозяйка, имеющая многотарифный счетчик и стирающая ночью, чтобы сэкономить на платежах за электроэнергию (и тем самым помогающая сглаживать пики энергопотребления).
Распределенная энергия
Понятие цифровизации в энергетической сфере, как правило, рассматривают в связи с распределенной энергетикой. Это связанные вещи, считает Борис Бокарев, советник генерального директора АО «Техснабэкспорт». Распределенная энергетика активно развивается в мире в последние годы: сказывается удешевление технологий.
«Например, если говорить о цене электроэнергии, то сегодня технологии таковы, что выгодно переходить на собственные энергоисточники не десяткам и сотням, а уже тысячам промышленных потребителей. Разница в эффективности генерации на 5–10 мегаватт и 400 мегаватт — не более 15%, но стоимость, сроки строительства и финансирования таковы, что проект на меньшую мощность в пересчете на киловатт-час на всем жизненном цикле оказывается выгоднее», — сказал Б. Бокарев.
«Можно было бы заниматься цифровой трансформацией и в отсутствие распределенной энергетики. Но она есть, и цифровой переход нужен для повышения адаптивности энергосистем. Существующие рынки трансформируются, и надо быть к этому готовыми», — говорит Б. Бокарев.
В России — своя атмосфера
В России электроэнергетика имеет свои особенности. В стране невелик объем ВИЭ, и распределенная генерация пока представлена не очень масштабно, хотя и развивается год от года. По оценкам авторов доклада «Распределенная энергетика в России: потенциал развития», совокупная мощность объектов распределенных энергосисточников в РФ в 2017 году составляла 23–24 ГВт, или 9–9,5% установленной мощности единой энергосистемы (ЕЭС) России.
При этом накопленная неэффективность ЕЭС приводит к тому, что конечная цена для промышленных потребителей, в сопоставимых условиях, находится на уровне многих западных стран. Сказываются такие факторы, как особенности государственного регулирования, многочисленные «добавки» к цене мощности на оптовом рынке, низкая плотность потребления электроэнергии, значительный объем резервных мощностей, социально-ориентированная политика, высокая стоимость капитала и строительства, низкая производительность труда.
По мнению авторов доклада «Цифровой переход», растущая неэффективность российского электроэнергетического сектора, приводящая к повышению тарифов и цен на электронергию для потребителей, — ключевой вызов для отрасли. Она способна с большой вероятностью стать сдерживающим фактором для развития экономики, существенная часть которой основана на энергоемком производстве.
Инвестировать все равно придется, говорят эксперты; вопрос: во что вкладывать средства, размер которых всегда ограничен?
Фрагментарные усилия
Правительство уже не первый год пытается продвинуть новую технологическую повестку в энергетике. Получается фрагментарно: сегодня в отрасли утверждено несколько нормативно-правовых актов в этой части, но единой стратегии пока нет. Из действующих документов можно отметить «Прогноз научно-технологического развития отраслей топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 года», дорожную карту «Внедрение инновационных технологий и современных материалов в отраслях ТЭК», госпрограмму «Энергоэффективность и развитие энергетики». Приняты различные национальные проекты, реализуемые для нужд электроэнергетики, например, «Разработка и внедрение цифровых электрических подстанций и станций на вновь строящихся и реконструируемых объектах энергетики» и «Энергоэффективная подстанция». Пытались создать единую государственную информационную систему ГИС ТЭК, но она, по словам представителей Минэнерго, «не показывает того уровня эффективности, который ожидали изначально».
Ведется работа по дорожной карте «Энерджинет» (EnergyNet) Национальной технологической инициативы.
Об «Энерджинет» стоит сказать подробнее: это наиболее продвинутый сегодня в России кейс, нацеленный на цифровую энергетику.
«Ключевая задача «Энерджинет» — обеспечение значимых позиций страны в контексте глобальных рынков. Это формирование стратегии экспорта высокотехнологичных продуктов на новые рынки электроэнергетики — те рынки, которые возникают в связи с новой технологической революцией и «энергетическим переходом». Федеральный проект «Цифровая энергетика» — это проект, связанный с выполнением повестки страны по цифровизации внутри России в рамках нового, майского указа Президента», — пояснил «Атомному эксперту» член рабочей группы EnergyNet Дмитрий Корев.
В 2016 году Минэнерго совместно с Российской академией наук пытались сформулировать целевое видение цифровой энергетики, разработав концепцию национального проекта «Интеллектуальная энергетическая система России» и соответствующую дорожную карту. Но дальше дело не пошло, все осталось на уровне проектов документов.
Цифровая трансформация электроэнергетики: взгляд Минэнерго
Разработка направления «Цифровая энергетика» (для включения в программу «Цифровая экономика Российской Федерации») начата весной. Вопрос о том, станет ли этот документ долгосрочной и полной стратегией «цифрового перехода» ТЭК страны, пока открыт. «Цифровая энергетика» охватывает все ключевые сферы ТЭК: нефтегаз, угольную отрасль и электроэнергетику. В части последней идет разработка ведомственного проекта «Цифровая трансформация электроэнергетики России».
По заявлению Минэнерго, основная цель проекта «Цифровая трансформация электроэнергетики России» — повышение надежности и эффективности функционирования Единой энергосистемы России «путем внедрения риск-ориентированного управления на базе цифровых технологий, и в первую очередь технологий промышленного Интернета».
Единая информационная платформа Для повышения эффективности «цифрой» необходимо, во-первых, научиться использовать все информационные данные, которые производит электроэнергетика. По оценкам представителей Минэнерго, тепловая электростанция производит порядка 2 терабайт данных, из них структурируются и используются всего 1–2%. Цифровизация должна сделать эти данные доступными для анализа, чтобы на их основании применять более качественные и оперативные управленческие решения, говорил Е. Грабчак в интервью в феврале.
Поэтому цифровизацию необходимо начать с формирования единого языка и пространства общения для всех участников отраслевых процессов, считает он.
«Это означает, что все информационные, экспертные отраслевые системы будут одинаково понимать и описывать энергосистему вплоть до объектов и деталей оборудования. Только договорившись о едином представлении энергосистемы всеми ее участниками, мы сможем обеспечить горизонтальную и вертикальную интеграцию потоков информации и наконец запустить цифровизацию», — заявил директор департамента министерства.
«Для этого необходима единая цифровая платформа на базе российского проекта. Это как раз то, что хорошо умеют делать в РАСУ», — сказал Б. Бокарев.
«Мы видим свою роль, совместно с заинтересованным профессиональным сообществом и представителями федеральных органов исполнительной власти, в создании такой платформы. Правила ее работы должны задаваться и контролироваться государством», — продолжил советник директора филиала компании Роман Неуступкин.
Ориентация на риск
В российской электроэнергетике планируют внедрить риск-ориентированное управление. Пример такого подхода к управлению активами — системы прогнозирования технического состояния оборудования, так называемая предиктивная аналитика, прогнозирующая отклонения в работе оборудования и предотвращающая аварийные ситуации. Системы прогностики состояния промышленного оборудования превращают поток технологической информации в важные для менеджмента сведения, рассказала директор по маркетингу и развитию бизнеса системы ПРАНА (разработка компании РОТЕК) Марианна Светлосанова.
«Получая данные о работе промышленного оборудования в режиме онлайн, система с помощью цифрового моделирования и предиктивных математических алгоритмов выявляет опасные тенденции в момент их зарождения, за 2–3 месяца до аварии или поломки. Этого времени, как правило, достаточно для того, чтобы перевести ремонты из категории внезапных событий в плановые, то есть в рабочий режим. Применение технологий прогностики не только повышает надежность оборудования, но и позволяет контролировать подрядчиков и собственный персонал, анализировать эффективность работы установок», — добавила она.
Клиентские сервисы Речь пойдет и о развитии цифровых клиентских сервисов. Ими могут стать «умные» контракты, системы интерактивного обслуживания, различные пакеты тарифов на оплату электроэнергии. Пример развиваемого сегодня клиентского сервиса — подключение активных потребителей к балансированию энергосистемы.
В 2017 году «Системный оператор» запустил на оптовом рынке систему ценозависимого снижения потребления — Demand Response. Она подразумевала, что потребители опта могут по заявке диспетчеров снижать свое энергопотребление в периоды пиковых цен на оптовом рынке. От этого сокращается необходимость загружать самую дорогую пиковую генерацию для покрытия спроса, цены на рынке становятся ниже.
«Системный оператор» говорит, что значительные ресурсы в управлении спросом есть и на розничном рынке. Чтобы задействовать их, регулятор разработал и согласовал концепцию функционирования агрегаторов управления спросом на рознице. Документ предполагает формирование специализированных организаций нового типа, которые объединят юрлиц, способных без ущерба для технологического цикла изменять потребление, и «продавать» их суммарную регулировочную мощность на оптовом рынке электроэнергии или на рынке системных услуг. В конце лета — начале осени ожидается постановление правительства по этому вопросу.
Разработка «Цифровой энергетики» должна завершиться осенью: все программы и национальные проекты министерства будут вынесены на рассмотрение Совета по стратегическому развитию и приоритетным проектам до 1 октября 2018 года.
Цифровые компании. Место Росатома в цифровизации
Многие компании активно занимаются цифровыми продуктами и технологиями. Большие данные становятся активом только в том случае, если бизнес может извлечь из них дополнительную стоимость, говорит М. Светлосанова. Так, в «Россетях» зимой этого года представили программу цифровизации на 1,3 млрд руб. «Газпром нефть» утвердила цифровую трансформацию бизнеса в качестве одного из приоритетных направлений деятельности.
Росатом не остался в стороне: в марте 2018 года госкорпорация объявила о старте нового направления бизнеса — «Цифровая энергетика». Компетенции по его развитию сосредоточены в АО «Русатом Автоматизированные системы управления», точнее в недавно созданном его филиале «РАСУ-Электротехника». РАСУ, наряду с другими крупными предприятиями ТЭК, участвуют в работе Минэнерго над цифровизацией энергетики.
«Полноценная реализация проектов цифровой энергетики невозможна без изменения существующих процессов в отрасли. Поэтому АО “РАСУ” готовит необходимые предложения по внесению изменений НПА и НТД, включая стандарты, и разрабатывает новые продукты, и формирует типовые решения по созданию новых и оптимизации существующих энергетических сетей с использованием средств математического моделирования», — говорит Р. Неуступкин.
Исходя из своей логики понимания цифровизации, РАСУ формирует пакет цифровых продуктов с целью их предложения и продвижения на российском и зарубежных рынках.
Компания намерена охватить все сегменты в вопросе цифровизации: кроме уже упоминавшейся единой информационной платформы, это и цифровая подстанция, и «умные» сети, и программно-аппаратный комплекс, позволяющий применять рискориентированные методы управления активами. При этом задачи РАСУ шире, чем модернизация отдельных элементов. Необходим комплексный подход к производству и распределению электроэнергии, так как достичь реального эффекта от цифровизации можно только при рассмотрении в совокупности и генерирующего оборудования, и коммутационной аппаратуры, и трансформаторных подстанций, и распределительных сетей, и потребителя, который в выстроившейся цепочке играет существенную роль, говорят в компании.
Почти заключение
Изменения электроэнергетики России в части цифровизации должны быть очень постепенными — инерционными, а не революционными, считает Б. Бокарев. Кроме того, на полноценный «цифровой переход» в России пока не получено публичное согласие.
«Согласится ли потребитель на то, что свет в доме будет отключаться по решению искусственного интеллекта, управляющего цифровой подстанцией? Поедет ли пассажир на беспилотном такси, даже при том, что автомобили, управляемые алгоритмами, показывают аварийность в разы ниже, чем те, за рулем которых живые люди? Чтобы из технологии получилась работающая бизнес-модель, нужен, как мы говорим, public acceptance», — отметил он.
Впрочем, кто-то наверняка выиграет от цифрового перехода. Некоторые эксперты отрасли полагают, что цифровизация в первую очередь нужна тем, кто получит заказы на поставку и монтаж нового оборудования.
Комментарий эксперта
Дмитрий Корев, директор программ и проектов АО «РВК», член рабочей группы EnergyNet:
— Правительство распоряжением № 830-р от 28 апреля 2018 года утвердило план мероприятий (дорожную карту) по совершенствованию законодательства и устранению административных барьеров в целях обеспечения реализации Национальной технологической инициативы по направлению «Энерджинет».
Реализация дорожной карты направлена на обеспечение приоритетных позиций российских компаний на формируемых глобальных рынках, фокус работы на которых — развитие и продвижение продукции и услуг в сфере надежных и гибких распределительных сетей, интеллектуальной распределенной энергетики, потребительских сервисов (включая сбыт и трейдинг). Необходимость принятия документа высокого уровня обусловлена задачами правового обеспечения вывода на рынок новых продуктов и появления на нем новых субъектов и бизнесмоделей. Также в ряде случаев отсутствуют нормы, обеспечивающие условия для разработки и продвижения передовых технологических решений, а большинство документов по стандартизации не отвечают современным вызовам и приоритетам научнотехнологического развития.
Меры, предусмотренные дорожной картой, позволят устранить правовые ограничения для развития новых рынков, возникающих в результате реализации плана мероприятий «Энерджинет». А также упростить взаимодействие государства и коммерческих организаций, разрабатывающих новые продукты для соответствующих рынков, усилить позиции российского бизнеса на международном рынке, стимулировать создание новых компаний, функционирующих в рамках ключевых сегментов рынка «Энерджинет».
В документе закрепляются следующие важные понятия:
Одна из первоочередных задач, предусмотренных апрельским распоряжением правительства, — создание условий для появления организацийагрегаторов и других сервисных организаций в сфере интеллектуальной энергетики.
По данным АО «Системный оператор ЕЭС», в мировой практике в последнее время управление спросом стало полноценным инструментом обеспечения баланса спроса и предложения в энергосистемах. Значительный потенциал управления спросом сосредоточен у потребителей розничного рынка — средних и малых, а также в бытовом секторе. Однако ресурс управления спросом розничного потребителя слишком мал, чтобы удовлетворять требованиям, предъявляемым на оптовом рынке, а затраты на взаимодействие с системными операторами или операторами оптового рынка слишком высоки. Поэтому использование потенциала требует специальных нормативных, организационных и технических решений. Один из возможных способов решения задачи — создание специализированных организаций — агрегаторов нагрузки.
Агрегаторы — это участники рынка электроэнергии, управляющие изменением нагрузки группы потребителей с целью продажи совокупности регулировочных способностей этих потребителей на оптовом рынке (также возможна продажа на рынке системных услуг). Агрегаторы нагрузки могут быть независимыми компаниями или поставщиками электроэнергии, то есть сбытовыми компаниями.
Новая роль такого субъекта рынка заключается в том, что он занимается поиском потребителей, потенциально способных без ущерба для своего технологического цикла изменять потребление, проводит оценку имеющихся у потребителей возможностей разгрузки, разрабатывает эффективные алгоритмы участия в программах управления спросом, оснащает потребителей необходимыми средствами автоматизации, приборами учета и иными устройствами.
Благодаря такому оснащению, необходимый объем разгрузки распределяется между потребителями. Агрегатор получает оплату за снижение потребления электроэнергии. Потребитель, в свою очередь, получает оплату услуг по изменению потребления от агрегатора.
Согласно разработанной АО «Системный оператор ЕЭС» концепции, создание агрегаторов нагрузки предлагается проводить в два этапа. На первом этапе реализуются пилотные проекты, в качестве агрегаторов нагрузки выступают действующие субъекты оптового рынка — гарантирующие поставщики. Координация и оплата действий агрегаторов в пилотных проектах осуществляется в рамках оказания услуг по обеспечению системной надежности, заказчиком которых выступает «Системный оператор».
Пилотные проекты намечается проводить в 2019‒2020 годах. На втором этапе предполагается непосредственное участие агрегаторов нагрузки (в том числе независимых) в работе оптового рынка. Для этого за время проведения пилотных проектов должна быть разработана нормативная документация, обеспечивающая участие агрегаторов нагрузки в работе на ОРЭМ начиная с 2021 года.
Федор Веселов, заведующий отделом научных основ развития систем энергетики ИНЭИ РАН:
— Сегодня в электроэнергетике происходит очередная и уникальная трансформация: так называемый «энергетический переход» от традиционной организации энергосистем к новым технологиям и практикам. В отличие от прежних структурных сдвигов, вызванных научными прорывами и прогрессом в технологиях использования органического топлива, ядерной энергии, возобновляемых энергоресурсов, передачи электроэнергии, драйверами новых изменений являются технологические достижения в других отраслях, прежде всего — в сферах передачи и обработки информации (ИКТ) и современных методов и моделей управления крупными системами.
Цифровизация электроэнергетики, в отличие от других технологических направлений, поддерживающих традиционное, экстенсивное развитие отрасли, позволяет заметно снизить темпы этого развития без ущерба для надежности и стоимости энергоснабжения, за счет более эффективного использования существующей энергетической инфраструктуры, которая при этом получает своего информационного двойника — «энергетический Интернет».
Безусловно, цифровизация отрасли невозможна без масштабного физического обновления генерирующего и сетевого оборудования. Однако старое оборудование должно не просто заменяться аналогичным или технически прогрессивным — необходимо обеспечить возможность его встраивания в создаваемый «энергетический Интернет», сделать его активной частью новых систем управления технологическими процессами и экономическими взаимодействиями от локального до национального уровня.
Именно здесь, в сфере систем управления функционированием и развитием электроэнергетики, потребуются наиболее масштабные изменения, которые приведут в итоге к качественной трансформации условий энергоснабжения потребителей за счет «трех китов цифровизации»:
Результатом такого цифрового обновления электроэнергетики должна стать «умная», или интеллектуальная, энергосистема (ИЭС).
Представляя собой синтез электроэнергетической и информационной систем, ИЭС будет обладать уникальными свойствами:
Интенсивные продвижения в переходе к цифровой, а правильнее сказать — к интеллектуальной электроэнергетике, которые осуществляются при активной поддержке государства в Европе, США, странах БРИКС, Японии, Корее, оставляют России очень узкое временнóе окно возможностей для реализации своего уникального национального проекта в этой сфере, создания соответствующих технологических компетенций и обеспечения их глобальной конкурентоспособности.
Основные контуры и технологические направления изменений были еще в 2015 году включены в концепцию реализации национального проекта «Интеллектуальная энергетическая система России», разработанную Минэнерго РФ. Представляется, что в рамках стратегии перехода к цифровой экономике эти предложения могут и должны получить новое звучание и импульс для воплощения, совместными усилиями государства и ведущих отраслевых корпоративных игроков, включая и госкорпорацию «Росатом».