В московском центральном выставочном зале «Манеж» с 2 по 5 октября прошел ежегодный форум «Российская энергетическая неделя-2019» (РЭН). За много лет проведения РЭН уже завоевала репутацию площадки, где обсуждаются наиболее актуальные вопросы развития энергетики. На этот раз наибольшим вниманием пользовались такие вопросы, как баланс между традиционными и возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), цифровая безопасность, а также внедрение искусственного интеллекта.
Развитие альтернативной генерации является важным направлением в электроэнергетике. Тем не менее, пока солнечные и ветряные электростанции не могут полностью заменить в глобальном масштабе традиционные способы генерации.
В то же время переход на энергию солнца и ветра — всего лишь один из способов снижения выбросов парниковых газов в атмосферу. Не сопровождается выбросами углекислого газа в атмосферу, например, работа гидроэлектростанций (которые хоть и не являются новомодной альтернативной энергетикой, но тем не менее официально отнесены к ВИЭ, и сейчас данное направление бурно развивается во всем мире), а также атомных электростанций. Тепловые электростанции, работающие на газе, дают гораздо меньший уровень выброса вредных веществ в атмосферу, чем работающие на угле или мазуте.
В своем выступлении на пленарном заседании РЭН «Энергетическое партнерство для устойчивого развития» президент Российской Федерации Владимир Путин сообщил, что в России достигнут один из самых низкоуглеродных энергетических балансов в мире.
«Более трети нашей генерации приходится на гидро- и атомную энергетику. Еще 50 % — на газ. В последние 5 лет в нашей стране введено 800 МВт мощностей на базе возобновляемых источников энергии. Почти половина из них — в прошлом году. Строятся и проектируются объекты еще на 4000 МВт. Мы запустили инструменты поддержки низкоуглеродной энергетики. Для проектов ветровой, солнечной и гидрогенерации используются долгосрочные договоры поставки мощностей. Электроэнергия от ВИЭ получает преференции на розничном рынке в нашей стране. Фиксирована норма обязательной и приоритетной закупки ее сетевыми организациями», — сказал Президент РФ.
Попытки «продавить» внедрение ВИЭ там, где их применение пока экономически нецелесообразно, могут создать проблемы для целых народов. Полемизируя с Гретой Тунберг, которая предлагает перейти на альтернативную генерацию, отказавшись от традиционной энергетики, Владимир Путин отметил, что в ближайшие 20 лет нефть сохранит свои преимущества в качестве источника энергии. По словам главы государства, генерация на основе нефти пока является самой доступной по цене для развивающихся стран. Конечно, в ближайшее время альтернативная энергетика будет бурно развиваться в странах «золотого миллиарда». Но люди в Африке и Юго-Восточной Азии хотят жить на таком же уровне достатка, как и в Швеции, и «их не остановить в этом стремлении». Они не намерены ждать десятилетия, пока альтернативная генерация станет для них доступной. Президент РФ считает, что проблемы экологии требуют профессионального подхода.
Не только ВИЭ
В рамках борьбы с загрязнением воздуха возрождается интерес к атомной энергетике. На сессии «Атомная энергетика как неотъемлемый элемент повестки устойчивого будущего» наблюдался аншлаг. Особое внимание вызвало выступление генерального директора госкорпорации «Росатом» Алексея Лихачева.
Руководитель госкорпорации отметил, что в современной электроэнергетике уже не столь важна цена энергии, сколько стабильность стоимости электричества на горизонте, исчисляемом десятилетиями.
«Именно стабильность цены на энергию является важным условием для реализации любого инвестиционного проекта. Наши заказчики готовы платить чуть больше на старте проекта и в первые 5-7 лет функционирования объекта, но потом иметь прогнозируемую цену на протяжении 30-50 и более лет. Атомная энергетика, без сомнения, отвечает на эти вызовы. Современная атомная станция мощностью от 1000 кВт строится с учетом эксплуатации ее на протяжении 50-60 лет с возможностью продления ресурса до 80-100 лет. Благодаря минимальной доли сырья в структуре стоимости вырабатываемой электроэнергии, мы можем управлять стоимостью на горизонте до 100 лет», — подчеркнул Лихачев
Проекты отопления домов с использованием атомной энергетики существовали и в СССР, но ни одна из крупных атомных станций теплоснабжения в итоге так и не была достроена и пущена в эксплуатацию. Предполагавшаяся в проектах циркуляция воды районами вызывала у местных жителей опасение за безопасность, что порою становилось причиной массовых протестов. Передача энергии от станции к отапливаемым домам в виде электричества снимает все мнимые и реальные проблемы с безопасностью. Вот почему опыт Беларуси по массовому внедрению электрического отопления является очень ценным для нас.
Также Алексей Лихачев отметил, что стабильность цены облегчает решение задач по цифровизации электроэнергии, особенно на местном уровне. При этом у «Росатома» есть проекты и в области альтернативной энергетики, что позволяет предоставлять заказчикам те решения, которые являются для них оптимальными.
В Республике Беларусь сейчас готовится к пуску атомная электростанция, созданная с участием «Росатома». Об этом рассказал министр энергетики страны Виктор Каранкевич. В его докладе, в частности, описывался ценный опыт внедрения электрического отопления. Атомная электростанция еще не запущена, а в Беларуси уже вовсю строят дома с электрическим отоплением и переводят на электрическое отопление существующие здания. Это позволит решить задачу отопления домов от атомной энергии. Для потребителей в домах с электрическим отоплением в Беларуси уже сейчас предусмотрены льготные тарифы на электроэнергию.
Искусственный интеллект и вопросы безопасности
Цифровизация энергетики предполагает установку большого числа датчиков на оборудование, в том числе для прогнозирования будущих отказов. При этом появляется возможность обслуживать оборудование не по определенным, жестко заданным периодам, и не тогда, когда наступает поломка, а согласно прогнозу, упреждая возможные аварии. Это называется риск-ориентированным подходом, он оптимален как с точки зрения надежности, так и с точки зрения расходов на обслуживание. Вопрос только в том, как осуществляется прогнозирование. Об этом шла речь на сессии «Интеллектуальные предиктивные технологии — новые возможности развития электроэнергетики».
В настоящее время для прогнозирования отказов электроэнергетического оборудования на основании информации, поступающей от датчиков, используются базы данных, создаваемые экспертами. Теперь же предлагается, чтобы данные от датчиков поступали в нейросеть, которая бы оперативно устанавливала закономерности, влияющие на износ оборудования. Причем данные в нейросеть могут поступать не только с данного устройства (генератора, электродвигателя, трансформатора и т. п.), но и с других устройств той же модели, находящихся по всему миру. Это должно повысить точность прогнозов, а также облегчить труд экспертов.
Данная сессия характеризовалась значительным накалом дискуссий. Тем не менее, их участники сошлись во мнении, что интеллектуальные предиктивные технологии — вещь нужная для энергетики, но для них не хватает данных. Если не будет принято единых интерфейсов представления данных от объектов генерации и трансформаторных подстанций, выгода от внедрения big data сойдет на нет, так как информация по-прежнему будет собираться в ограниченных сегментах.
Присутствовавший на сессии директор департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Министерства энергетики России Евгений Грабчак выступил за риск-ориентированную модель обслуживания, отметив, что необходимы единые подходы к сбору и предоставлению информации.
В то же время ситуация, когда мы доверяем компьютерам решение вопросов, связанных с безопасностью эксплуатации объектов электроэнергетики, требует повышенного внимания к информационной безопасности. Об этом говорилось на сессии «Цифровую трансформацию не остановить: как обеспечить безопасность жизнеобеспечивающей инфраструктуры?» Генеральный директор ПАО «Россети» Павел Ливинский рассказал о том, какие меры обеспечения информационной безопасности осуществляются в крупнейшей электросетевой компании страны. Для повышения безопасности компания делает ставку на закупки оборудования и программного обеспечения преимущественно у российских производителей.
Однако не следует игнорировать и решения от ведущих зарубежных компаний. В своем докладе председатель правления Ассоциации европейского бизнеса, президент Schneider Electric по России и СНГ Йохан Вандерплаетсе рассказал, в частности, об уникальном опыте обеспечения безопасности цифровых решений (в том числе и облачных), накопленном его компанией. Кстати, предлагаемые Schneider Electric решения по цифровизации могут, при необходимости, работать и на локальных облачных сервисах, размещенных в дата-центрах на территории России.
Повышение энергоэффективности ОАО «РЖД»
Одним из крупнейших потребителей электроэнергии в нашей стране является компания «Российские железные дороги». Уменьшение потребления электроэнергии является ключевым моментом для повышения экономической эффективности компании. Поэтому ОАО «РЖД» уже много лет является лидером внедрения энергосберегающих технологий в нашей стране. «Российские железные дороги» признаны самой энергоэффективной компанией в области железнодорожных перевозок в мире. 85 % грузов ОАО «РЖД» перевозит с использованием электрической тяги. Поставлена цель к 2050 г. полностью избавиться от «углеродного следа» при перевозке пассажиров и грузов по железной дороге.
«Накопители энергии и распределенная генерация в ОАО „РЖД“. Проблемы и перспективы использования» — эта сессия была наиболее насыщенной с точки зрения описания инноваций в докладах.
Генеральный директор ООО «ТЭЭМП» Сергей Агеев рассказал о применении суперконденсаторов на железной дороге. В настоящее время удельная плотность емкости литий-ионных аккумуляторов позволяет разместить их в объеме современного тепловоза. И этой емкости будет достаточно, чтобы довезти пассажирский состав, например, от Владимира до Иваново. Но экономически такое решение невыгодно, поскольку режим эксплуатации литий-ионных аккумуляторов на локомотиве приводит к их преждевременному износу. Поэтому в ООО «ТЭЭМП» разработали компромиссный вариант — комбинацию дизель-генератора и суперконденсаторов. Пиковые нагрузки берут на себя суперконденсаторы, в результате чего потребление топлива снижается примерно в два раза по сравнению с обычным электровозом.
Также российская компания «ТЭЭМП» оснащает труднодоступные места железных дорог в Италии источниками бесперебойного питания (ИБП) на основе суперконденсаторов. Такой ИБП способен в течение 6 минут давать мощность 20 кВт. Этого достаточно для работы систем сигнализации и стрелочных переводов.
Тем не менее и литий-ионные аккумуляторы будут внедряться на ОАО «РЖД». Заместитель директора НИИ энергоснабжения на железнодорожном транспорте при Омском государственном университете путей сообщения Михаил Никифоров рассказал о сотрудничестве ОАО «РЖД», госкорпорации «Роснано» и компании «Русэнергосбыт», представляющей в России интересы итальянской компании Enel. Литий-ионные аккумуляторы позволят повысить пропускную способность железных дорог для грузовых поездов. Дело в том, что в настоящее время интенсивность движения грузовых составов в России ограничивается возможностями питающих подстанций, которые не могут дать энергию одновременно для нескольких поездов, находящихся в зоне их обслуживания. Установка литий-ионных батарей на питающих подстанциях позволит увеличить подачу энергии на пиках потребления.
Собравшиеся на сессии специалисты пришли к выводу, что будущее железнодорожного транспорта связано с одновременным использованием всех трех основных видов накопителей энергии: аккумуляторов, суперконденсаторов и топливных элементов.
Органичное сочетание различных типов генерации и накопления вообще стало главным лейтмотивом РЭН в 2019 г. Совместное использование различных технических решений для достижения оптимального результата — главное, что может дать цифровизация электроэнергетики.
