Сила "гридономики". Статья старшего вице-президента компании Cisco, руководителя подразделения по разработке решений Cisco Smart Grid Лоры Ипсен

Высказав убежденность в том, что сетевые технологии могут помочь модернизировать энергетическую инфраструктуру РФ и тем самым способствовать внедрению инноваций в стране и строительству современной, сильной, процветающей России, она процитировала высказывание главы компании Cisco Джона Чемберса (John Chambers): “Подход Д. А. Медведева к стимулированию экономического развития России путем инноваций полностью совпадает с концепцией Cisco, гласящей: инновационное применение технологических решений может положительно сказаться на конкурентоспособности страны и ее возможностях по созданию рабочих мест и повышению качества жизни своих граждан”.

Изложив концепцию того, как Cisco может содействовать созданию в Российской Федерации энергетической суперинфраструктуры (по-английски – Smart Grid), объединяющей новаторские энергетические и информационно-коммуникационные технологии, Л. Ипсен объявила о том, что в ближайшее время Cisco начнет поставки соответствующих продуктов на российский рынок. Это ее заявление вызвало большой резонанс и просьбы российских журналистов предоставить дополнительные материалы на тему Smart Grid. В связи с этим предлагаем вашему вниманию статью Лоры Ипсен «Сила “гридономики”.

* * *
В энергетике происходят большие перемены, быстро приобретающие глобальный характер. Они полностью изменят характер отрасли и окажут огромное влияние на генерацию, распределение и потребление энергии, а также на наш образ жизни и окружающую среду. В результате в энергетической инфраструктуре появится новый "умный" подключенный уровень или "суперструктура", которая будет работать и в XXI веке, и в более отдаленном будущем. 

В основе этих перемен лежит базовая технология Smart Grid. Она будет надстраиваться поверх электрической инфраструктуры и интегрировать все компоненты, необходимые для успеха глобальных перемен в сфере энергетики. Важным условием успешного строительства этой основы считаются три взаимно пересекающихся фактора: политический, технологический и экономический. 

По мнению Cisco, это три столпа будущей "гридономики". Успешное формирование новой энергетической инфраструктуры будет во многом зависеть от их сбалансированности. В чем же состоят эти основы, и какое влияние окажет их конвергенция на наше энергетическое, экономическое и экологическое будущее? 

Политика 
Во всем мире люди, принимающие политические решения, понимают, что трансформация энергетических сетей может (в том числе с помощью экологически чистых технологий) оказать положительное влияние на решение множества проблем, связанных с изменениями климата, энергетической независимостью и экономическим ростом. Строительство сетей "smart grid" повысит эффективность электропередачи за счет сокращения системных потерь, интеграции большого количества возобновляемых или "зеленых" источников энергии, повышения загруженности генерирующих мощностей и увеличения надежности, устойчивости и безопасности сетей электропередачи. 

Все это не только поможет поддержать стабильный экономический рост, но и сократит выбросы углеводородов в атмосферу и положительным образом скажется на борьбе с глобальными изменениями климата. Достижение этих целей требует координации регулирующей политики на национальном и местном уровнях с учетом того, как поведение потребителей энергии может измениться в ответ на принятие тех или иных тарифов и программ, распространение новых технологий и повышение цен на доставку энергии в часы пиковой нагрузки. 

Кроме того, нужно четко и последовательно разъяснять населению страны выгоды данной политики с точки зрения интересов отдельных людей и общества в целом. Государственные деятели и другие заинтересованные лица должны включить в число своих приоритетных задач информирование потребителей о преимуществах и стоимости полномасштабной национальной программы по борьбе с климатическими изменениями, которая включает переход от сжигания углеводородного топлива к экологически чистым методам производства и потребления энергии. 

Технология 
Smart Grid часто рассматривается как сугубо информационно-технологический проект, но это мнение ошибочно. Smart Grid – это интеграция энергетических и информационно-коммуникационных технологий, повышающая "интеллектуальность" сетей электропередачи. При этом для энергетической компании крайне важно разработать общую архитектуру Smart Grid, отражающую физические изменения электрических систем и их интеграцию с информационно-коммуникационными технологиями. Вот основные технологические тенденции в данной области: 

• Распределенная генерация. В некоторых странах Европы бывают дни, когда возобновляемые источники энергии подают в сеть более половины электроэнергии. В 38 штатах США приняты стандарты и целевые программы развития возобновляемых источников энергии. 

• Датчики (сенсоры). В энергетических сетях устанавливается все больше датчиков, основанных на разных технологиях. В Северной Америке работает программа стимулирования Smart Grid, ускоряющая распространение синхрофазоров и "умных" счетчиков. Недавно аналогичная программа финансового стимулирования сетей Smart Grid была принята и в Австралии, где в результате стали быстро распространяться датчики для энергетических сетей. 

• Электромобили с подзарядкой от сети переменного тока (Plug-in Electric Vehicles, PEV). В течение года автомобили этого типа выйдут на массовый рынок. По мнению аналитиков, к 2015 году в Европе будет продано почти полмиллиона электромобилей. Американские исследователи полагают, что к 2020 году доля электромобилей на первичном автомобильном рынке может составить 20 процентов. Существующие аналоговые энергетические сети, построенные более 50 лет назад, не предусматривали зарядку "устройств" такого типа, особенно, если они подключаются к сети практически одновременно, пусть и не все сразу. 

• Хранение электроэнергии. Средства хранения электроэнергии могут сделать электрические системы более надежными и стабильными, повысить качество энергии и позволить потребителям управлять локальными энергетическими потоками. И климатическая, и энергетическая политика требуют развития систем и технологий хранения энергии, которые можно использовать для сглаживания нестабильной работы возобновляемых источников и динамичного реагирования на колебания спроса. Такие решения становятся все более привлекательными в коммерческом отношении на уровне энергетических сетей. 

• Сети. Во всем мире энергетические компании пересматривают свои телекоммуникационные потребности, инфраструктуры и архитектуры, чтобы построить проводные сети, работающие с высокой надежностью и малой задержкой, и обеспечить надежную связь между подстанциями и центрами диспетчерского управления. Кроме того, здесь нужны хорошо защищенные беспроводные полевые сети (Field Area Network, FAN) для автоматизации распределительных энергетических сетей, поддержки мобильных автоматических функций в полевых условиях и взаимодействия с "умными" счетчиками. 

• Аналитическая обработка данных. Анализ данных, поступающих из множества источников, позволит автоматизированным информационным системам, специалистам энергетических компаний и потребителям энергии быстро принимать обоснованные решения. Повысить эффективность управления лавинообразно увеличивающимся потоком информации можно только с помощью коммуникационных сетевых средств. 

• Информационная безопасность. Для превращения традиционных энергетических сетей в сети Smart Grid необходима интегрированная стратегия безопасности, поскольку эта критически важная инфраструктура должна быть надежно защищена. В США постоянно предпринимаются взаимодополняющие усилия по разработке и реализации идеи управления жизненными циклами энергетики. Ожидается, что через год-полтора эти усилия принесут конкретные результаты, которыми смогут воспользоваться государственные органы и коммунальные службы. 

• Распределенные "умные" функции поддерживаются с помощью цифровых технологий и программного обеспечения. Устанавливаются в линиях электропередачи и вдоль этих линий для гибкой автоматизации энергетической инфраструктуры. Сети объединяют обрабатывающие элементы и позволяют им работать как независимо друг от друга, так и совместно, реализуя операционные и деловые функции в децентрализованном режиме. Распределенные «умные» функции позволяют энергетическим компаниям внедрять масштабируемые системы и подключать больше возобновляемых источников энергии, а также повышать эффективность и совершенствовать работу энергетической сети. 

Экономика 
В ближайшие 20 лет на модернизацию энергетических сетей и повышение их безопасности, надежности и эффективности будут затрачены триллионы долларов, но мировой экономический кризис ограничил возможности повышения тарифов и объемы капиталовложений. Поэтому сегодня, как никогда раньше, необходимо донести до общественности, предпринимателей и индивидуальных потребителей информацию о нынешних и будущих преимуществах энергетической модернизации. 

• Общественная ценность модернизации заключается в укреплении климатической и энергетической независимости, поступательном развитии экономики, повышении надежности доставки электроэнергии и предоставлении потребителям дополнительных преимуществ. К примеру, в США, по оценкам аналитической компании McKinsey, к 2019 году общественная ценность политики Smart Grid в перечисленных областях составит 130 млрд долларов в год. Этот прогноз учитывает все аспекты инвестиций США в технологию Smart Grid, то есть, по выражению специалистов McKinsey, "валовую ценность" этой технологии. 

Существуют и другие, более конкретные оценки общественной ценности Smart Grid в отдельных областях, таких как борьба с изменениями климата и повышение надежности энергетических сетей. В климатической области, по опубликованным недавно оценкам Climate Group, к 2020 году технология Smart Grid поможет сократить годовые выбросы углекислоты на 2,03 гигатонны. Это означает экономию угля и жидкого топлива на 264 млрд долларов в год при цене угля в 22 доллара за тонну. 

• Выгоды для индивидуальных потребителей. Центральное место в принятии решений об инвестициях в технологию Smart Grid и разработку новых бизнес-моделей занимает получение реальных преимуществ и донесение информации об этих преимуществах до заказчиков. В настоящее время на базе новых технологических платформ разрабатываются и внедряются новые привлекательные продукты и услуги для конечных пользователей, в том числе услуги управления информацией, финансами и энергопотреблением. Внедрение адаптивных, быстро реагирующих технологий, действующих в упреждающем порядке, может принести потребителям существенную пользу. Кроме того, на рынке уже появляются сопутствующие пользовательские решения – например, приложения для "умных" устройств. 

• Преимущества для бизнеса. Энергетические системы большинства развитых стран были построены 40-50 лет назад, и значительная часть этой магистральной энергетической инфраструктуры нуждается в замене. По данным Института имени Эдисона (Edison Electric Institute), в предстоящие 20 лет США вложат в свою электроэнергетическую инфраструктуру более триллиона долларов. При этом, по данным того же института, только в США капиталовложения, связанные с технологией Smart Grid, могут превысить 175 млрд долларов. В любом случае, регулирование окупаемости этих инвестиций означает, что многие энергетические компании смогут в течение долгого времени наращивать свои доходы и получать финансовые средства для внедрения новых потребительских услуг, повышения их качества и надежности. 

Помимо этого, перед энергетическими компаниями, в том числе перед существующими и новыми конкурентными поставщиками электроэнергии открываются новые возможности по развитию бизнеса с помощью описанных выше новых услуг. Имеется множество способов монетизации этих услуг - от традиционной продажи продуктов до оптового реагирования на колебания спроса и предложения, хранения энергии и гибкой тарификации. В энергетике можно также использовать ряд "свободных" рыночных бизнес-моделей, появившихся за последнее десятилетие в других отраслях. Хотя энергетическая отрасль во многих отношениях считается уникальной, совершенно ясно, что действующие в ней традиционные регулируемые бизнес-модели будут меняться, постепенно уступая место новым моделям, нацеленным на предоставление потребителям реальных преимуществ и достижение более широких политических целей. 

Выводы 
Развитие сетей Smart Grid будет поэтапным и займет более 20 лет. Критически важное значение в этом плане приобретает скорость и стоимость перехода от нынешних энергетических сетей к сетям Smart Grid. Это значит, что нам нужно тщательно продумывать вопросы "гридономики", ибо разумная стоимость и высокая надежность доставки электроэнергии имеют огромное значение для современной экономики и окружающей среды. Общим результатом этих действий станет трансформация энергетических сетей и компаний и строительство экологически чистой, надежной и стабильной энергетической инфраструктуры XXI века.