Вопросами внедрения smart-технологий сейчас занимаются многие энергокомпании. Но, применяя западный опыт, не всегда адаптируют его к условиям российской действительности. Свое мнение о том, как решать задачи инновационного развития российской электроэнергетики и на что стоит обратить внимание в первую очередь, порталу SmartGrid.ru рассказал генеральный директор Института энергетической стратегии Виталий Бушуев.
Любое модное слово или понятие всегда несет определенный смысл. Я очень внимательно и позитивно отношусь к использованию новых терминов, потому что каждый из них позволяет немного по-другому посмотреть на традиционные проблемы. Не является исключением и понятие «Smart Grid». Хотя, на мой взгляд, в зарубежной литературе и у наших специалистов оно трактуется совершенно неоднозначно.
Взгляд на Запад
На Западе под Smart Grid понимается управление распределенной генерацией при помощи новых способов обработки большого объема информации. Я не вижу основания называть Smart Grid интеллектуальной системой, потому что Smart Grid – это все-таки техническая система, а техника никогда не бывает «интеллектуальной».
Чтобы определить, чем отличается «умная» энергетика от интеллектуальной, я использую для себя следующее противопоставление. «Умная» энергетика была свойственна централизованной системе оперативного управления, когда человек принимал решения на основании показаний техники. Интеллектуальная система отличается тем, что она является мультиагентной, то есть это «множество агентов – объектов и субъектов – принимающих решения по множеству параметров и критериев»: одного человека, ответственного за их принятие, назвать нельзя.
Имеют ли право на существование такие системы для России? Конечно, имеют. Потому что происходящее сегодня с рынком электроэнергии говорит о том, что нет понимания ответственности, – никто не принимает каких-либо действительно стратегических решений, все занимаются «пожарными вопросами». Да, существуют инструкции и указания, кто за что отвечает, но все в инструкции не запишешь. Поэтому, безусловно, электроэнергетике нужна разветвленная система оценки состояния и жизнеспособности оборудования, внешних факторов и прочего, для того, чтобы на основании этих данных принимать решения. И здесь противопоставления остаются в силе: либо решения принимает один человек, либо множество людей согласно определенным правилам. Поэтому прежде, чем говорить об интеллектуальной системе для России, надо эти правила сформулировать.
Необходимая системность
Неоднозначность правил обусловлена тем, что до реформы электроэнергетики единой энергетической системой управляла одна компания – РАО «ЕЭС России». В силу управленческого единоначалия эта работа была скоординирована, и руководство монополии всегда могло оперативно принимать нужные решения в любых, в том числе сложных ситуациях. Сегодня этого нет. Энергосистема страны превратилась во множество разрозненных объектов с разной формой собственности и управления, поэтому владельцам чрезвычайно сложно договориться между собой, особенно в случае возникновения сбоев и аварий в системе.
Возможно, интеллектуальные системы нужны еще и для того, чтобы исключить волевой фактор, который по определению зависит от большого количества условий, с учетом которых специалист принимает собственное решение в пределах своей компетенции. Все дальнейшие шаги должны быть согласованы, поскольку единая энергосистема чрезвычайно сложно организована. Работу с ней нельзя рассматривать только как технологическую задачу, это, в первую очередь, организационно-технологическая задача. И это имеет принципиальное значение – прежде, чем заниматься разработкой и применением интеллектуальных Smart Grid-систем, надо понять, в каком пространстве и организационно-структурной схеме мы работаем, как соотносятся между собой объекты и субъекты в этом пространстве. К сожалению, такого понимания в России пока нет.
Применить западный опыт намного проще, но он направлен в основном на то, чтобы учесть особенности распределенной генерации, и основывается только на двух субъектах – потребителе и производителе. Для России проблема распределенной генерации пока не стала актуальной, потому что у нас доминирует централизованная система управления. Возможно, это не совсем правильно, и ситуация будет постепенно меняться, но даже в самой отдаленной перспективе у нас такой распределенной генерации, какая существует на Западе, не будет. В лучшем случае ее доля в общей структуре выработки электроэнергии достигнет порядка 32-38% (на сегодняшний день это около 10%).
Однако не эта проблема сегодня главная в электроэнергетике. Особенно важной я считаю необходимость понять и определить, какую структурно-организационную систему мы имеем, что с ней делать и по каким критериям управлять. Во времена Советского Союза критерием был народнохозяйственный эффект, сегодня чаще учитывается прибыльность для каждого субъекта энергорынка. Поскольку у каждой энергокомпании свои критерии оценки прибыли и расходов, при таком подходе практически невозможно решать задачи, имеющие мало-мальски комплексный характер для системы в целом.
Решение задачи
По моему мнению, начинать нужно не с конкретной технической системы, а с организации взаимоотношений между потребителями и производителями разного уровня. Когда структура отношений будет определена, под сформулированные цели можно начинать выстраивать некую схему оснащения. Прежде, чем начинать использовать новые технические средства, нужно продумать, что мы хотим с помощью этих средств обеспечить, все-таки техника – это инструмент для решения задачи, а не самоцель. У нас же все наоборот: давайте мы будем использовать новые уникальные измерительные системы и говорить: «как прекрасно, мы внедрили систему Smart Grid».
Пока потребитель не заинтересован в развитии электроэнергетики, противостояние между ним и производителем будет только нарастать в силу того, что для развития новых мощностей генерирующая компания берет кредиты, строит новые электростанции, а потом закладывает эти затраты в тариф. В итоге цена услуги растет, капитализация компании увеличивается, потребитель платит все больше и его это разоряет. Обоснованно или нет – другой вопрос, но естественно, ему это не нравится. Психологически потребитель не будет стремиться платить за капитал, который «накачивается» в генерирующем сегменте.
Для того, чтобы решить эту задачу, считаю необходимым включить инвестиционную составляющую в тариф, но передать в управление потребителю активы, равные по стоимости этой инвестиционной составляющей. Тогда потребитель сможет выбирать – либо развивать энергомощности и, соответственно, вкладывать деньги в производство электроэнергии, либо тратить средства на создание собственной генерации. Конкуренция, которая существует сегодня, – нормальная. Между различными генерирующими компаниями никакой конкуренции нет и не будет, что бы там ни говорили. Реальная конкуренция в электроэнергетике бывает только двух видов – между централизованными поставками извне и собственными производствами, а также между использованием энергии и энергосбережением.
Еще один чрезвычайно значимый для России момент – управление межсистемными перетоками, их надежностью и устойчивостью. Если во многих странах мира в силу определенной концентрации производителей, близкого нахождения друг к другу производителей и потребителей, и отсутствия каких-то масштабных сетевых компонентов особых проблем управления сетевой частью нет, то для России из-за наличия длинных линий, слабой нагрузки, невысокой пропускной способности, управление становится сложной задачей.
Я считаю, что применительно к особенностям российской энергетики, имея в виду работу с потребителем, правильно говорить не о Smart Grid, а об интеллектуальной энергосистеме с активно-адаптивной сетью. Это терминология ФСК, и я считаю ее правильной, поскольку она более четко ставит задачу. Нам нужна активно-адаптивная сеть, позволяющая управлять перетоками электроэнергии по межсистемным связям. Управление перетоками включает в себя три основных технологических проблемы.
Первая проблема – класс напряжения. Нельзя «питать» потребителя на расстоянии 500 км по линии 110 кВ, это совершенно неэкономично и технически невозможно. Сеть должна быть адекватна нагрузкам.
Вторая проблема – управление перетоками электроэнергии. Локализация аварий, работа в послеаварийных режимах – эти вопросы должны решаться с помощью средств именно интеллектуальной автоматики.
Третья проблема, которая чрезвычайно важна в электроэнергетике – создание системы накопителей энергии. Пока мы не научимся накапливать энергию, мы будем все время находиться в плену взаимосвязи возмущений, распространяющихся на широкие территории. Авария может произойти в Сибири, а отклик, условно, может быть на Украине, через 3000 км – сказываются «волновые» эффекты . Поэтому проблема локализации аварий, с одной стороны, с помощью автоматики, а с другой стороны – с помощью системы накопителей, актуальна. Считаю, что создание системы накопителей – одно из краеугольных направлений развития новых видов энергетических систем.
Новое – это хорошо забытое старое, потому что в свое время в ВУЗах был курс «кибернетика электрических систем», где студенты занимались интеллектуальной саморазвивающейся автоматикой, основанной на принципах самонастроя, и т.д. Сегодня мы «открываем Америку» заново, потому что с Запада пришло понятие, которое мы начинаем переводить на свой язык.
Резюмируя, хочу подчеркнуть: конечно, есть проблема взаимоотношений с потребителями, есть проблема перетока мощности по сложным системам. Применительно к «смартгридовской» идеологии, когда мы говорим о едином процессе производства и потребления электроэнергии, необходима работа с потребителем, который и сам становится все больше производителем. Он генерирует электроэнергию либо за счет вторичных ресурсов, либо за счет того, что у многих крупных производств есть свои источники энергии, которые в свободное время могут отдавать электричество в сеть. И нужно обеспечивать такую возможность.
Конечно, чрезвычайно важно и значимо создание «умных» городов, кварталов и домов. Здесь можно и нужно перенимать чужой опыт. Да, возможно, для наших деревень это не всегда целесообразно, но это то стратегическое направление, по которому мы могли бы действительно сделать электроэнергию не просто инструментом, но основным условием для обеспечения комфорта нашего обитания. Ведь в конечном итоге нам нужна не электроэнергия, а то, что с ее помощью человек может получить в быту или на производстве (повышение производительности труда, увеличение уровня комфорта и т.д.). Здесь работы непочатый край.
«Розеточная» психология
Под воздействием централизованной системы у нас очень прижилась, так называемая, «розеточная» психология. «Я включил прибор в розетку – и все, я только требую, чтоб там все было». А если потребитель не хочет пользоваться централизованным энергоснабжением – возможно, надо делать какую-то свою генерацию? Какие-то собственные источники? Для того чтобы человек начал сам думать, какая энергетика ему нужна в доме, – умная, не очень умная, но самое главное, удобная, – для этого нужно воспитание. Необходимо, чтобы человек понял, что он хочет, какие требования предъявляет и на что вправе рассчитывать. И все технические средства, в том числе Smart Grid, должны быть направлены на то, чтобы обеспечить эти условия за приемлемую и разумную цену.
В свое время я приводил пример, возможно, сейчас он несколько устарел, но суть от этого не изменилась. В мире известно около 150 различных электробытовых приборов. У нас в стране интенсивно используется примерно 30-40. В Японии – около 200. Когда вы имеете множество таких приборов, сосредоточенных в вашем доме, то возникает задача: вы не можете бесконечно ходить включать-выключать их. Для управления ими нужна интеллектуальная система, которая сама будет реагировать на освещенность, присутствие-отсутствие человека, позволит, например, перед возвращением домой, по мобильному телефону дать команду включить кондиционер и т.д. Она сможет повысить комфорт. Дороговато? Да. Но за комфорт люди платят, во всяком случае, готовы платить. Поэтому проблема «умных» домов интересна, значима и оправдана не столько экономически, сколько с точки зрения удовлетворения растущих человеческих потребностей в комфорте и удобстве энергообеспечения.
Та же проблема существует и в масштабе городских кварталов. Например, вопрос освещенности ночных улиц или регулирования дорожного движения. Магистраль пересекает маленькая улочка, но зеленый свет включается по 3 минуты для каждой дороги. В результате – пробка на магистрали и совершенно спокойное, никому не нужное движение по поперечной улице. Что мешает в этой ситуации поставить датчики, учитывающие загруженность магистрали?
Есть еще один любопытный пример. Часто можно услышать: вот, мы плохо занимаемся энергосбережением, и система учета поможет нам наладить эту систему сбережения. А вы задумайтесь: как энергию расходуете, для чего? Мы отапливаем квартиру за счет радиаторных батарей, установленных около окон. В результате поступающий холодный воздух нагревается и теплым уходит наверх, а холодный – вниз, и на уровне нахождения человека температура на несколько градусов ниже, чем под потолком. Зачем так делать? Система отопления все-таки делается для человека, она должна быть более локальной. При этом варианты направленного отопления давно существуют.
Когда в 21 веке на 2 недели отключается тепло – большее безобразие и придумать трудно! Что мешает на этот период поставить централизованно котлы, обеспечивающие горячей водой один или несколько домов? Однако решение этого вопроса возложено на потребителя – мол, ставьте индивидуальные водонагреватели у себя в квартирах. То же и со счетчиками. Вы приходите в магазин со своими весами? Так почему вы должны ставить счетчики за свой счет?
Все эти элементарные вещи входят в понятие Smart Grid и создают условия для комфортной среды обитания, как в доме, так и на улице. Здесь, я считаю, нам стоит перенять чужой опыт. Где-то уже реализуются пилотные проекты и это очень разумно, поскольку позволяет нам приобщаться к нормальной «энергетической» жизни. Даже если новые технологии будут стоить дороже, человек будет платить за блага, за комфорт. Платить просто так, когда при этом энергокомпания еще и нарушает правила поставки услуг, – это нонсенс. Сейчас же мы живем по принципу «централизованный поставщик мало за что отвечает, только получает с нас деньги». Кроме того, в случае возникновения нарушений, мы чаще всего даже не отстаиваем свое право на получение качественных услуг.
Институт энергетической стратегии недавно делал экспертизу схемы электро-, тепло- и газоснабжения Москвы. Крупный регион, население более 7 млн человек, а в документе нет ни слова о том, какие блага получает потребитель. Критерии, заложенные в схему, – минимизация расхода газа, экологических выбросов и подобных параметров. В то же время перерывы в электроснабжении есть, качество обслуживания страдает. Сейчас институт пытается поставить вопрос о социальной эффективности, гуманизации электроэнергетики, чтобы люди чувствовали, что они получают от внедрения «новой» энергетики.
Кто проявит инициативу?
К сожалению, никто в России не заинтересован во внедрении Smart Grid, именно потому, что искусственное противостояние производителей и потребителей тянется еще с советских времен. Но тогда государство отвечало за ситуацию, контролировало и производство, и потребление, обеспечивало баланс. Сегодня же самостоятельные субъекты, зачастую, не могут найти общий язык. В результате потребитель пытается самостоятельно решить свои проблемы и проголосовать: либо мне нужна автономная энергетика, либо я все-таки «питаюсь» от централизованных источников. Энергетики, увидев, что они теряют потребителей, начинают пересматривать свои позиции. Ведь если буквально 3-4 года назад энергокомпании говорили о том, что централизованное теплоснабжение от крупных ТЭЦ выгоднее, экологические выбросы в этом случае меньше, котельные или индивидуальные котлы в доме невыгодны, то сегодня они начинают понимать – это тоже бизнес, и он от них уходит.
В Америке это стало ясно давно, и там существует один-единственный нормативный акт, позволяющий решать такого рода проблемы. Закон об энергетической политике запрещает компаниям отказывать потребителю в подключении к общей энергосистеме. Если потребитель захотел подключиться – он никого не спрашивает, просто подключается, и энергокомпания обязана обеспечить ему такую возможность. В этой ситуации производитель начинает думать: если подключился потребитель, мне надо генерирующие мощности развивать? Или мне дешевле помочь потребителю провести энергосберегающие мероприятия?
Почему в Америке именно энергетические компании стали лидерами энергосбережения? Они продают энергосберегающую технику, проводят обследования, работы, например, по установке пластиковых окон в доме потребителя, – и все это за свой счет. Такой комплекс мероприятий зачастую обходится дешевле, чем развитие новой генерации. Эта позиция появляется, когда потребитель начинает командовать своими деньгами. Но в России в большинстве случаев у потребителя нет такой возможности, поскольку жилищно-коммунальный сектор – дотационный, и за все платит администрация региона, а не сам потребитель. Поэтому мне, как потребителю, – все равно, я ничего не решаю. Нет активной позиции у конечного потребителя, нет заинтересованности. То же и с производителем.
К сожалению, никто не задумывается, какова доля затрат потребителя на энергообеспечение. Эта доля должна рассчитываться по социальной норме потребления и быть не более 10% от общего объема расходов семьи, так называемого, среднего класса.
Заниматься в России энергосбережением ради энергосбережения никто не будет. И не должен. Получить с помощью рационального использования энергоресурсов больший эффект, больше возможностей, повысить производительность труда, расширить спектр применения электроэнергии – это потребителю и полезно, и интересно. А экономить ради экономии – бессмысленно.
Биография Бушуева В.В.
Бушуев Виталий Васильевич – руководитель рабочей группы по формированию Энергетической стратегии (ЭС)-2020 и ЭС-2030.
Д. т. н., профессор. Заслуженный энергетик РФ.
Родился в 1939 году. В 1961 году окончил Куйбышевский индустриальный институт. С 1992 по 1998 годы – председатель Комитета по энергосбережению, заместитель министра Минтопэнерго России. С 1998 года работает в Институте энергетической стратегии.
Специалист по энергетическим системам и общей энергетике. Создатель научной школы по энергетической безопасности и энергетической эффективности. Основатель нового научного направления – теории эргодинамики (устойчивого развития социоприродных систем). Действительный член РАЕН, автор 214 научных работ, в том числе 12 монографий. Имеет 4 государственные награды, удостоен звания «Почетный работник ТЭК».
Приглашаем Вас зарегистрироваться на сайте и оставлять свои комментарии