Мировая электроэнергетика: вызовы четвертой промышленной революции

3 Октября 2018

Мировая электроэнергетика: вызовы четвертой промышленной революции

КЛЮЧЕВЫЕ ВЫВОДЫ

Цифровизация — драйвер роста эффективности в энергетике 

«Большой объем информации в энергетике был всегда, и сейчас появилась уникальная возможность использовать цифровизацию для улучшения всего: и бизнес-процессов, и взаимодействия с потребителями», — Алексей Текслер, Первый заместитель Министра энергетики Российской Федерации.

«Со временем будет нарастать роль возобновляемой энергетики, активного потребителя, управления спросом, систем накопления и хранения электроэнергии, увеличится число электромобилей. Основой для будущих процессов трансформации в электроэнергетике станет цифровизация сетей. Цифровизация имеет колоссальное значение для стабильного развития экономики, энергобезопасности, решения экологических проблем <...> Развитие цифровизации является не самоцелью, а средством, позволяющим значительно повысить эффективность энергокомпаний и бизнес-процессов в управлении энергетикой», — Павел Ливинский, Генеральный директор, ПАО «Россети».

«Нужно измерять успех в области экологической эффективности, в сфере безопасности и в сфере <…> простоев, поломок. <…> Мы инвестируем в цифру очень активно, и это позволяет нам сократить расходы наших конечных потребителей», — Кристоф Фрай, Генеральный секретарь, главный исполнительный директор, Мировой энергетический совет (МИРЭС).

«Мы сделали сети более эффективными. <…> Мы сократили количество простоев, поломок. В Италии перешли от сотен до <…> миллиона небольших подстанций, это позволила нам сделать массивная цифровизация», — Симоне Мори, Глава дивизиона Европа и Северная Африка, глава дивизиона по связям с органами власти Европейского Союза, Enel S.p.А.

Модернизация энергетического комплекса позволяет снизить технологические потери и негативное воздействие на экологию 

«За последние годы в энергетическом комплексе модернизирован ряд крупных энергетических объектов. В системе теплоснабжения выведено более 40 малоэффективных тепловых источников, с переводом на более крупные ТЭЦы города Москвы. <…> В системе электроснабжения введены крупные электростанции: “Берсеневская”, “Сколково”, “Медведевская”. В системе газоснабжения реконструированы все системообразующие <…> станции», — Петр Бирюков, Заместитель мэра г. Москвы по вопросам жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства.

«Проводимые в энергетическом комплексе Москвы мероприятия по развитию позволили достичь существенных результатов по снижению технологических потерь до 6%, снижению негативного воздействия на экологию города», — Петр Бирюков, Заместитель мэра г. Москвы по вопросам жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства.

ПРОБЛЕМЫ

Низкий уровень конкуренции

«Главная проблема российской энергетики <…> у нас отсутствует полноценный розничный рынок электроэнергии, отсутствует <…> конкуренция. [Эта проблема] осложняется большим масштабом перекрестного субсидирования», — Павел Завальный, Председатель комитета Государственной Думы Федерального собрания Российской Федерации по энергетике; президент, Российское газовое общество.

Сложности с реализацией в России проектов распределенной генерации и возобновляемой энергетики

«Углеводородная экономика, когда у нас относительно низкая себестоимость производства электроэнергии, конечно же, тяжело дает развитие таких направлений, как возобновляемые источники и распределенные источники генерации, потому что тяжело конкурировать с большой энергетикой», — Павел Ливинский, Генеральный директор, ПАО «Россети».

«Сложнее обстоят дела с децентрализацией энергетики, являющейся одним из ключевых мировых трендов. <…> В России, с одной стороны, объемы распределенной генерации растут. <…> Но в части признания распределенной энергетики у нас прогресса нет. Она фигурирует в документах планирования только как способ энергообеспечения удаленных и изолированных технологий», — Павел Завальный, Председатель комитета Государственной Думы Федерального собрания Российской Федерации по энергетике; президент, Российское газовое общество.

Автоматизация процессов в энергетике не полностью завершена

«У нас еще не закончены многие процессы предыдущей революции 3.0, например <…> не везде еще автоматизация», — Павел Завальный, Председатель комитета Государственной Думы Федерального собрания Российской Федерации по энергетике; президент, Российское газовое общество.

РЕШЕНИЯ

Цифровизация процессов управления в энергетике

«Интернет вещей <…> позволяет нам более эффективно интегрировать возобновляемые источники энергии, также мы можем управлять растущим спросом и потреблением, это также способ действовать в контексте <…> воровства электроэнергии. <...> Искусственный интеллект и большие данные помогают нам предсказывать работу и обслуживание сетей, помогают добиться <…> сокращения простоев», — Кристоф Фрай, Генеральный секретарь, главный исполнительный директор Мирового энергетического совета (МИРЭС). 

«Необходимо создать новый интерфейс с нашими клиентами, чтобы сделать процесс более эффективным, более умным, с использованием умных сетей», — Маркус Уль, Руководитель международной практики по цифровой энергетике PwC.

«Цифровая сеть может стать промышленным полигоном для научно-производственных компаний для отработки своих инновационных решений», — Павел Ливинский, Генеральный директор, ПАО «Россети».

Развитие технологий передачи и хранения энергии

«Хотелось бы, чтобы сеть оказывалась способна не только транспортировать электроэнергию сверху вниз, но и организовывать возможность для связи на нижнем уровне, чтобы все, кто производит собственную электроэнергию, имели возможность ей обмениваться, как и услугами на этой основе», — Александр Старченко, Председатель наблюдательного совета Ассоциации «Сообщество потребителей энергии».

«Газ будет оставаться важным элементом энергобаланса. Микросети не исключают такой возможности <…> необходимо, тем не менее, обеспечивать баланс. А хранение энергии будет одним из фундаментальных элементов такого баланса», — Маттео Марини, Вице-президент, руководитель дивизиона электрические сети Европа ABB.

Поддержка государства в сфере кибербезопасности

«Место и роль государства заключается в том, чтобы обеспечить гибкое регулирование <…> понимая вызовы, которые стоят. Это, в первую очередь, кибербезопасность», — Алексей Текслер, Первый заместитель Министра энергетики Российской Федерации.

«В кибербезопасности нам необходим целостный подход. <...> Правительство и частный сектор должны работать рука об руку. Этот [вопрос] - то, где вы не справитесь в одиночку», — Арто Рэтью, Старший вице-президент по корпоративным вопросам и коммуникациям Fortum Corporation.

Изменение квалификационных требований к работникам с учетом задач цифровизации

«Без “цифрового электромонтера” существовать это не может. Цифровизация <…> определяет новые квалификационные требования на рынке труда», — Павел Ливинский, Генеральный директор, ПАО «Россети».

Читайте также

08 Февраля 2018 «Плоская» энергетика: как технологии меняют бизнес нефтегазовых компаний

Под давлением новых технологий добычи сырья, управления и обработки информации зашаталась вся традиционная энергетика, построенная на принципах жесткой иерархии и централизации.

Пока в России ведутся бурные дискуссии о цене на нефть и бюджете, роли ОПЕК+ и газовых мегапроектах, в мировой энергетике тихо назревает революция. Причем провоцирует ее даже не развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и электромобили (хотя они, конечно, играют свою роль). За последнее десятилетие в энергетике произошел огромный рывок, который нам еще предстоит осмыслить. Совершенствование технологий, а особенно появление интернета вещей практически во всех сегментах производства и потребления энергоресурсов, привело к классическому переходу количества в качество.

Упорные инвестиции в энергоэффективность начали наконец приносить видимые результаты: энергоемкость мировой экономики снизилась c 1990 года на 40%, в большинстве развитых стран энергопотребление стабилизировалось (при сохранении экономического роста), а в развивающихся темпы его роста с начала XXI века снизились в два раза. И в этой ситуации тормозящегося спроса положительный эффект масштаба производства, который всегда был основным драйвером создания больших систем энергетики (от нефтедобычи до электроснабжения), стал неожиданно превращаться в отрицательный.

Масштаб теряет значение

Положительный эффект масштаба — это классика любой промышленной системы. Крупное массовое производство позволяет использовать большую специализацию и разделение труда, что повышает производительность всех применяемых ресурсов. Именно благодаря этому эффекту очень выгодным оказался переход от ручного труда к мануфактуре, а затем к конвейеру. Традиционно считается, что крупные предприятия могут применять более передовые технологии, а также осуществлять специализацию управления. Эффект масштаба зачастую объясняется и чисто технологической спецификой отдельных видов производства: один трубопровод большого диаметра явно дешевле, чем два в половину его мощности. Да и регуляторам управлять системой, состоящей из счетного количества крупных участников, намного проще.

Однако благодаря техническому прогрессу появляется возможность обеспечивать все больший объем производства за счет тех же или даже меньших ресурсов. И хотя размер по-прежнему имеет значение, его роль становится второстепенной, а на первый план выходят другие соображения: экология, гибкость, снижение рисков и проч. Тем более что разница между «большими парнями» и «мелочевкой» с точки зрения издержек уже снижается. Так, по данным Lazard, в 2017 году в США приведенная стоимость электроэнергии от маленьких крышных солнечных установок ($85—154/МВт·ч), микротурбин ($59—89/МВт·ч) или геотермальных станций ($77—117/МВт·ч) почти сравнялась со стоимостью электроэнергии от традиционных ТЭС на угле ($60—143/МВт·ч) и газе ($42—78/МВт·ч), в сотни тысяч раз более мощных, притом что на строительство последних уходит по многу лет и рассчитаны они на работу в течение 30—50 лет. А цены безубыточности небольших компаний, добывающих сланцевую нефть ($34 за баррель у Pioneer и Continental), по данным официальной американской отчетности, в 2014—2016 годах практически не отличались от цен безубыточности американских нефтяных мейджоров ($39 за баррель у Exxon, Shell и Conoco, $36 за баррель у Chevron).

Конечно, небольшие энергоустановки (отдельные скважины, мини-заводы и т. д.) будут во всей обозримой перспективе иметь более высокие удельные затраты. Но в условиях медленно растущего (а то и падающего) и при этом очень непредсказуемого спроса точная подстройка под запросы рынка оказывается важнее — по крайней мере не происходит омертвление инвестиций, которое можно наблюдать на многих мегапроектах. Если бы эти проекты работали на полную мощность, издержки по ним были бы совсем невысоки, но выйти на полную мощность не получается из-за ограниченности спроса.

К тому же у «больших» своя головная боль: им приходится кормить весь бюрократический аппарат с неизбежным нарастанием внутренних противоречий, потерей управляемости и снижением гибкости реакции на изменения во внешней среде. А национальным нефтяным компаниям — еще и делать отчисления на армию, электрификацию, газификацию и миллион других социальных нужд.

Рост конкуренции

А тут еще и второй фактор на стороне спроса подключается — рост конкуренции (причем не только между производителями одного энергоресурса, но и между различными источниками энергии во всех секторах использования). С начала XXI века число стран — крупных производителей нефти (более 4 млн барр. в сутки) удвоилось, а число крупных производителей газа (более 100 млрд куб. м) утроилось. Про отдельные компании и говорить не приходится — рынок становится все более тесным и конкурентным. При этом растущая диверсификация топливной корзины создает все больше связей между отдельными рынками и, соответственно, все больше непредсказуемости: Китай закрывает нерентабельные угольные шахты, а у европейцев в результате растет загрузка газовых станций.

Такая глобализация рисков предъявляет куда более суровые требования к управлению компаниями и принятию инвестиционных решений. И госплановскими методами прогнозирования тут уже точно не обойтись — на глобальном рынке слишком много разных участников с противоречащими друг другу интересами. А вот малые установки дают гораздо большие гибкость и скорость в принятии инвестиционных решений. Запуск новых сланцевых скважин достиг невероятной скорости: уже полутора-двух месяцев хватает, чтобы их пробурить. Это огромное преимущество по сравнению с крупными проектами: пока пять — семь лет месторождение обустраиваешь, конъюнктура рынка может полностью поменяться.

И еще один аспект. Потребители получают все большие возможности выбора: хочешь — к централизованной сети подключайся, хочешь — газовую микроТЭЦ в подвале ставь, а хочешь — солнечные панели с накопителями на крышу. И региональная, и глобальная конкуренция постоянно нарастает, в результате за счет новых технологий потребители выскальзывают из-под контроля крупных компаний и регуляторов.

В такой конкурентной среде небольшие компании оказываются более гибкими и адаптивными (в том числе по причине отсутствия «подкожного жира», что заставляет их аккуратнее оценивать риски). Еще десять лет назад та же Aramco или любой мейджор в страшном сне не могли представить, что цена на нефть будет зависеть от динамики добычи сланцевой нефти независимыми американскими производителями. И «Газпрому» с Qatargas невозможно было поверить, что мелкие американские компании начнут всерьез влиять на прибыльность их операций, а малая СПГ-индустрия превратится в столь бурно растущий бизнес в Китае.

Деконцентрация энергетики

Если к развитию децентрализованной энергетики и всех «малых форм» добавить новые технологии управления на основе цифровой информации от немыслимого количества подключенных устройств, углубленной аналитики (включая машинное обучение) и прочих технологий интернета вещей, то под вопрос встает сама целесообразность высококонцентрированной и централизованной организации энергетики.

Новые технологии шаг за шагом подрывают традиционные принципы функционирования энергосистем: «электричество нельзя хранить», «нагрузка непредсказуема», «генерацию можно контролировать, но потоками энергии управлять нельзя». Появление технологий «интернета энергии» (совокупности электрических и цифровых каналов коммуникации и протоколов, позволяющих организовать автоматическое взаимодействие между всеми субъектами электроэнергетического рынка) создает альтернативу традиционной архитектуре энергосистем. Фактически весь комплекс новых технологий и систем управления делает возможной принципиально иную, «плоскую» архитектуру всего энергетического комплекса, в которой роль потребителя и его выбор оказывается намного важнее. Это, по сути, децентрализованная многоагентная система. Главное достоинство таких систем — гибкость. Они обладают способностью к самовосстановлению и устойчивостью к сбоям благодаря запасу компонентов и самоорганизации. Такие системы представляются куда лучше соответствующими самой логике постиндустриальной экономики.

Борьба между новыми технологиями и старыми бизнес-моделями обещает быть жесткой и продолжительной — ведь крупным компаниям есть что терять. Однако с процессом демократизации организационной структуры энергетики можно бороться, запрещать и «не пущать», а можно найти в нем новые возможности и возглавить. Второй вариант изначально противен менталитету любой крупной централизованной структуры, но он-то и несет в себе наибольший потенциал. Многие крупные компании уже осознают это и начинают развивать соответствующие проекты: от строительства ветропарков «Росатомом» и заводов мини-СПГ «Газпромом» и «НОВАТЭКом» до активного участия крупных генерирующих компаний в развитии распределенной энергетики.

.