Интеллектуальная энергосистема

Интеллектуальная энергосистема

Разрыв в энергосбережении можно устранить при помощи технологий или, скорее, при помощи сочетания технологий, ноу-хау и поведения. Кейтерай Каллахан, глава организации Alliance to Save Energy, отметил, что «если для других видов топлива необходима физическая инфраструктура, как то трубопроводы и линии электропередач, то для энергоэффективности нужна инфраструктура нематериальная – соответствующая государственная политика, разъяснение основных принципов, а также инновационные финансовые инструменты». В эту инфраструктуру нужно интегрировать и технологии.

Все это обуславливает потребность в изменении подхода к регулированию энергокомпаний, чтобы стимул инвестировать в энергосбережение был таким же весомым, как и стимул инвестировать в строительство новых электростанций. Как сказал Джеймс Роджерс, генеральный директор Duke Energy, «нам необходимо создать такую бизнес-модель, где сокращение мегаватт с точки зрения инвестиций не отличалось бы от производства мегаватт»¹⁸.

Но это обуславливает и потребность в технологиях, которые десятилетие или два назад были гораздо менее развиты или даже не существовали. Имеется в виду модернизация всей системы передачи электроэнергии: от генерирующих мощностей до конечного потребителя – дома, офиса или завода, иными словами, создание «интеллектуальной энергосистемы». Этот термин обрел огромную популярность – кто же будет против «интеллектуальной энергосистемы» или за «неинтеллектуальную энергосистему»? Но данная концепция имеет несколько определений. Как сказал глава одной из крупнейших энергокомпаний в мире, «концепция интеллектуальной энергосистемы богата, многогранна и непроста для понимания». В конце концов, это не одна технология, а набор технологий. Суть ее сводится к применению цифровых технологий, двусторонней связи, мониторинга, датчиков, информационных технологий и Интернета.

Основные усилия сейчас сосредоточены на разработке продвинутой измерительной инфраструктуры, которая получила название «интеллектуальный счетчик». Показания обычных счетчиков, которые существуют со времен Самюэля Инсулла, можно считывать. Интеллектуальный же счетчик – это прибор с гораздо более широкими функциональными возможностями. Он избавляет от необходимости считывать показания, поскольку направляет информацию непосредственно энергокомпании, которая получает четкое представление о том, как изменяется нагрузка в режиме реального времени. Помимо этого, он предоставляет домовладельцу информацию о том, сколько электроэнергии он потребляет в любой момент времени. При наличии внутридомовой сети эту информацию можно разбить по отдельным электроприборам, чтобы интеллектуальный холодильник или интеллектуальный телевизор взаимодействовал с интеллектуальным счетчиком. Располагая такой информацией, которая может поступать на блок управления, на веб-страницу потребителя или на его мобильный телефон, домовладелец может снижать потребление энергии электроприборами или даже отключать их в целях экономии.

Когда общее потребление электроэнергии достигает максимума, при помощи интеллектуального счетчика энергокомпания может снизить потребление электроэнергии конкретным домом. Например, в жаркую погоду, когда система электроснабжения работает на пределе, энергокомпания самостоятельно может повысить установку терморегулятора в доме (с согласия домовладельца) с 20 до 22 °С. Если электромобиль получит широкое распространение, интеллектуальный счетчик также будет играть важную роль в управлении подзарядкой, чтобы она осуществлялась поздно вечером, когда потребление электроэнергии на минимальном уровне. Интеллектуальный счетчик способен делать и еще одно – подтверждать экономию энергии. Это может иметь важное значение, если энергокомпания «платит» людям за более высокую энергоэффективность.

Все это направлено на достижение двух целей. Первая – снижение пиковой нагрузки, что уменьшает потребность в дорогостоящих генерирующих мощностях и позволяет экономить средства. Вторая цель – общее повышение энергоэффективности, т. е. экономия энергии и сокращение выбросов углекислого газа.

Все это звучит убедительно. Однако внедрение такой системы связано с определенными трудностями. Также важное значение имеет тарифная политика. Чтобы получить максимум от системы с интеллектуальным счетчиком, потребителям нужно экономить средства, для чего в периоды пиковой нагрузки им следует снижать потребление электроэнергии. Но это требует «динамических тарифов» – иными словами, разных тарифов в разное время суток. При динамических тарифах электроэнергия обходится дешевле, если вы запускаете посудомоечную машину в 23.00, а не в 19.00, в период пиковой нагрузки. Однако пока неясно, что предпочитает большинство потребителей – дифференцированные тарифы или стабильные, прогнозируемые цены. Это станет серьезным тестом для интеллектуального счетчика¹⁹.

Помимо этого, существует и проблема конфиденциальности. Готовы ли потребители делиться информацией о потреблении электроэнергии с энергокомпанией и кто будет ведать сбором данных? Готовы ли потребители предоставить энергокомпании и третьей стороне возможность участвовать в управлении работой электроприборов в их доме? Возможно, они станут более сговорчивыми, если энергокомпания предоставит какие-то льготы в обмен на это право. Ответы на подобные вопросы в значительной мере предопределят эффект от интеллектуального счетчика.

Систему передачи электроэнергии просто необходимо сделать более интеллектуальной, а также расширить и реструктурировать, чтобы она и впредь справлялась с возрастающей нагрузкой в виде энергии возобновляемых источников. Электроэнергия, производимая угольной, атомной или газовой электростанцией, прогнозируема и передаваема. Электроэнергия, вырабатываемая ветровой или солнечной установкой, малопрогнозируема, выработка зависит от силы ветра и от того, светит ли солнце. Таким образом, энергосистема должна стать более гибкой и совершенной, чтобы принимать все более внушительную долю непостоянной энергии возобновляемых источников. Это требует инвестиций в линии электропередачи и в цифровое оборудование, необходимые для интеграции большего количества возобновляемых источников энергии в энергосистему, а также для поддержания баланса в энергосистеме, управления напряжением и избежания сбоев в функционировании. Это является основной задачей для Германии, которая планирует удвоить долю возобновляемых источников энергии в выработке электроэнергии к 2020 г.

Движение «интеллектуальная энергосистема» имеет еще одну очень важную цель – повышение надежности и обеспечение способности «самовосстанавливаться». Сделать так, чтобы такие погодные явления, как ледяной дождь или ураган, не приводили к отключению электроснабжения в некоторых районах, невозможно. Однако эта не такая уж серьезная рабочая проблема может вызывать эффект домино – приводить к отключению электроснабжения на большой территории.

Интеллектуальная энергосистема меняет ситуацию. Самовосстанавливающаяся энергосистема имеет датчики, обеспечивающие мониторинг в режиме реального времени, и компьютеры, которые оценивают серьезность проблемы и предлагают операторам варианты ее устранения. Также она обеспечивает двустороннюю связь между контрольными точками энергосистемы и техниками, находящимися в диспетчерских пунктах. Наличие более полной информации о проблеме позволяет энергокомпании значительно сократить время отсутствия электроснабжения и свести к минимуму последствия. Также оно позволяет минимизировать последствия внешнего воздействия – террористической атаки на объекты электроэнергетической инфраструктуры. В целом интеллектуальная энергосистема может ускорить реагирование на возникшую проблему и сократить время работы аварийной бригады²⁰.

Интеллектуальная энергосистема также может стать большим шагом вперед в применении технологий для повышения энергоэффективности зданий. Вместе с тем внедрение новых технологий, которые необходимо интегрировать в существующую систему, не только сложно само по себе, но и связано с рядом рисков, проблем и перерасходом средств. Структура должна гарантировать, что более сложная, более интерактивная система, которая в большей степени опирается на информационные технологии и Интернет, не станет более уязвимой к действиям хакеров и кибератакам²¹.

В целом новые технологии и подходы могут улучшить работу системы электроснабжения и повысить эффективность использования энергии в зданиях. Полное представление об их воздействии можно будет получить только через какое-то время. В непростом сплетении технологий, политики, экономики и повседневной жизни вполне могут возникнуть неожиданные ответы, как озарение Уиллиса Кэрриера на окутанной туманом платформе станции в Питтсбурге в 1902 г.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.