Что такое Энерджинет и зачем Севастополю «умные сети»

Прожить без электроэнергии современный человек уже не в состоянии. Без нее невозможно не только использование бытовых приборов, но и отопление домов, работа связи, обеспечение людей водой, газом и канализацией. Но электроэнергия не посылается нам, как манна небесная: за работающими холодильниками, бойлерами, ноутбуками стоят труд огромного числа людей, мощная электрогенерация и разветвленная электрическая сеть, о которой мы сегодня и будем говорить.
ForPost
28.05.2017

Задача этого материала – по возможности просто и понятно рассказать нашим читателям, чем «умные» электрические сети отличаются от обычных, что такое Энерджинет и что даст Севастополю участие в этом проекте. Пока, как показывают некоторые комментарии к новостям, дело с пониманием сути обстоит не очень. Самые часто встречающиеся страхи – что все закончится повышением тарифов на электроэнергию и что Энерджинет покушается на бюджет Севастополя. Как сказал классик, все это было бы смешно, когда бы не было так грустно!

Бунт деревьев

К сожалению, коротким материал не будет. А поскольку для части читателей большие тексты представляют серьезную трудность (конечно, исключительно в силу дефицита времени), попробую в двух словах изложить для них краткое содержание. Первое: слухи о том, что благодаря проекту Энерджинет тарифы на электроэнергию вырастут, не соответствуют действительности. Второе: бюджет Севастополя от участия города в проекте не пострадает, а потребители электроэнергии - выиграют. Это если вкратце. Если же такое изложение кого-то не устраивает, давайте вернемся к началу и пойдем дальше не спеша. 

Цель Национальной технологической инициативы, у истоков которой стоял Владимир Владимирович Путин, - вернуть стране роль технологического лидера, которой она по праву гордилась в прошлые десятилетия. Роль одного из направлений НТИ под названием Энерджинет – вывести Россию в лидеры в области энергетики.

По предложению сопредседателя рабочей группы Энерджинет по направлению «Гибкие и надежные сети» Алексея Чалого работа над этим проектом была разбита еще на несколько направлений, и это логично: люди, знающие толк в производстве электроэнергии, могут не быть специалистами в проектировании сетей и наоборот. Чем занялся сам Чалый, следует из названия руководимого им направления.

«Я не знаю, будут ли созданы конкурентоспособные ветрогенераторы, солнечные батареи и аккумуляторы. Но все, что будет создано и все, что есть уже сегодня, объединено электрической сетью. И эта сеть должна с минимальными затратами обеспечивать высокие потребительские свойства электроэнергии — надежность, качество и доступность», - объясняет он важность этого направления.

Другое дело, что традиционная структура электрических сетей потребностям времени уже не соответствует. Если, опять-таки, вкратце, то можно и лучше, и эффективнее, и дешевле.

Как выглядит система электроснабжения сегодня, можно увидеть на этой картинке.

Здесь все просто и понятно: вот электростанции, а вот это – повышающая подстанция. Чтобы передать электроэнергию на большие расстояния, нужно сначала повысить напряжение. Затем ЛЭП, словно коробейники свой товар, несут ее потребителям. Но «раздаче» электроэнергии предшествует понижение напряжения, поэтому в конце пути строится еще одна подстанция – понижающая.

Но и это еще не все: следует еще как минимум один (обычно их больше) этап распределения, требующий еще одного понижения напряжения. 

Только после этого электроэнергия доходит до каждого дома или офиса. В результате планета (по крайней мере, ее густонаселенные части) представляет собой огромную и запутанную сетку, в которую тут и там вплетены электростанции и подстанции. Управлять таким хозяйством — задача архисложная, поэтому ради ее решения человек «порубил» сетку на куски.

Теперь каждый ее кусочек напоминает раскидистое дерево: от подстанции, которую можно сравнить с корнями, отходит несколько «стволов»-фидеров, а от них разбегаются в стороны толстые и тонкие сети-«веточки». 
Электроэнергия, как поглощаемая корнями вода, постепенно растекается по множеству ветвей и веточек, чтобы напитать каждую клетку, каждый плод или листик. И так сто с лишним лет.

Но всему приходит свой срок, и перемены рано или поздно становятся неизбежными.

За сто с лишним лет энергетика изменилась, но особенно заметные перемены происходят в последние годы. Во-первых, очень простым и дешевым стал обмен данными. Подобного в мире еще не было: сегодня обмениваться данными можно практически в любой точке земного шара. А значит, это могут делать и субъекты (или действующие лица) электроэнергетики. Соответственно и управление ею, если приложить определенные усилия, выходит на новый уровень.

Теперь во-вторых. На пятки традиционным видам получения электроэнергии наступают альтернативные, на смену крупным электростанциям приходят более компактные генераторы. Солнечные батареи можно установить не только на крупном промышленном предприятии, но и на частном доме. И они вполне могут вырабатывать электроэнергии больше, чем требуется домовладельцу. Соответственно, домовладелец вполне может стать ее продавцом, то есть субъектом энергетики. Условное «дерево», которое исправно «качало» жизненные соки в веточки и листики, уже не похоже само на себя: теперь соки вполне могут потечь из самих листиков. И эта тенденция только набирает силу.

«В результате появляется множество агентов, которые работают не только в режиме потребления, но и в режиме генерации. Картина этого мира совершенно иная — непонятно, в каком направлении будет осуществляться передача электроэнергии. И, конечно, нужна совершенно иная структура управления», — объясняет Алексей Чалый.

Пока, по его словам, трансформировавшаяся структура напоминает хаос. Ее идеологи успокаивают: не надо бояться, мы справимся! У нас есть умная техника, современные технологии, потребительские сервисы и финансовые инструменты, с помощью которых каждый производитель сможет торговать избытками своего товара. А рынок все расставит по своим местам. И это, подчеркивает Чалый, не совсем фантастика: в Австралии, например, тариф на электроэнергию меняется каждые 15 минут и зависит от уровня энергопотребления в определенный период времени. Поэтому каждый может решить, когда ему выгодней покупать, а когда продавать и сколько производить. Можно даже сделать перепродажу средством заработка, но это уже другая история.

«Если потребление растет, растет и тариф. Соответственно у всех участников процесса появляется желание электроэнергию продавать, а не покупать. Если же потребление падает, почти до ноля снижается и тариф, после чего у всех участников процесса появляется желание электроэнергию потребить. Таким образом с помощью экономических рычагов и системы данных, которая охватывает все субъекты интеллектуальной сети, осуществляется управление энергопотреблением. За этим видят будущее, и, пожалуй, я с этим мнением соглашусь», — говорит Чалый.

Почему Сан-Паулу проиграл Калининграду

Дело за «малым» — за созданием сетей, которые соответствовали бы новым реалиям. А для этого в «энергосеть» нужно вплести определенное количество «умных точек» — коммутационных аппаратов, без которых управлять системой невозможно. Помимо прочего, это дает возможность в случае аварии «отсечь» небольшой поврежденный участок, до предела минимизировав последствия инцидента. Теоретические представления о том, как это сделать, существуют давно, делались и попытки воплотить их в жизнь. Крупнейшие в мире проекты по автоматизации распределительной сети были реализованы в Сан-Паулу (там в сеть было внедрено 2 тысяч коммутационных аппаратов), в Мехико (там обошлись 1,5 тысячами) и в небольшом американском городе Чатануга (1200). Однако эффект, которого ждали создатели сети, остался не достигнутым.

«Вот посмотрите, насколько должна была вырасти надежность сети в теории и что люди получили практически», — показывает Алексей Михайлович на график. — «Достигнутый эффект меньше ожидаемого в десятки раз. Почему? Потому что люди не умеют управлять, не понимают смысла, не имеют алгоритмов. В книжке написано одно, а в реальной жизни все по-другому. А вот наша Калининградская область, где мы построили «умную сеть» в двух небольших районах — Мамоновском и Багратионовском. Здесь надежность выросла в 4,5 раза, хотя мы поставили в среднем всего по 2 умных аппарата на «веточку». То есть те проекты, которые я назвал, — мы превосходим по полученному эффекту в десятки раз. А Севастополь превзойдет и показатели Калининграда — за два года найдены новые решения, и мы уже понимаем, как исправить допущенные там ошибки».

О том, что дал проект Калининградской области, можно прочитать здесь

Свою задачу в качестве участника проекта Чалый сформулировал не абстрактно, а предельно конкретно, полностью «заточив» ее под потребителя: надежность, качество, доступность электроэнергии должны соответствовать лучшим мировым практикам, а себестоимость — снизиться на 25% от сегодняшнего российского уровня.

«Это достаточно амбициозная задача, а люди понимающие даже могут назвать ее революционной, поскольку в такой устоявшейся отрасли, как энергетика, снижение издержек даже на один процент требует серьезных усилий. А мы собираемся получить лучший по надежности, доступности и качеству товар (причем лучший в разы!) и при этом научиться тратить на содержание сетей значительно меньше», — подчеркивает он.

Содержание сетей действительно станет более экономичным. Одна из причин — неизбежное уменьшение активов сетевых компаний. Кто-то из читателей, как поначалу и я, наверняка подумает, что это плохо. На самом же деле дорогостоящие активы в энергетике хороши для их владельцев, но никак не для тех, кто их обслуживает и кто это обслуживание оплачивает. Ремонт и замена стареющих активов — это огромные деньги. 

«Еще на этапе проектирования мы вырезаем около 10 % лишних сетей — они просто не нужны. В Калининграде вывели из эксплуатации 12 распределительных пунктов — немецких, построенных еще в 30-е годы. Да, на это надо было решиться, и распределительная компания смогла это сделать. Здания они пока оставили себе, но с тех пор прошло около 1,5 лет — люди уже убедились, что все хорошо работает, и, думаю, потихоньку начнут их продавать», - смеется Алексей Михайлович.

Свернуть с гибельного пути

Название Севастополя в связи с Энерджинетом зазвучало благодаря участию в проекте Чалого, который увидел возможность использовать его на благо города и сумел защитить эту идею на состоявшемся в сентябре прошлого года заседании Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию. 

«Умную сеть» планируется построить на трех пилотных площадках: в Верхнесадовом, Инкермане и Байдарской долине. Причины такого выбора чисто технические: Байдарская долина — средоточие воздушных сетей, Инкерман — сетей кабельных, Верхнесадовое дает возможность отработать технологию создания облегченных подстанций (строить их можно будет в значительно более короткий срок и без тех громоздких процедур, которые требуются для сооружения подстанций традиционных).

Кстати, сегодня Верхнесадовое «питается» электроэнергией из соседнего Крыма, что создает потребителям массу проблем. А часть территории этого муниципального округа, который имеет неплохой потенциал для развития, электроснабжения вообще не имеет!

Бюджет Севастополя никакого отношения к финансированию проекта не имеет и иметь не будет. Сетевая компания, переговоры о покупке которой сейчас ведут Россети, - частная структура. Сами Россети — одна из крупнейших в мире электросетевых компаний, протянувшая руку помощи Севастополю еще во время «Русской весны». Тогда существовали серьезные опасения, что Украина отрежет мятежный регион от электроснабжения. Поэтому в Севастополь были доставлены мобильные электрогенераторы, с помощью которых эту проблему можно было решить. В том же 2014 году компания, не имеющая к городу никакого формального отношения, за свой счет построила в Севастополе первую за 25 лет новую подстанцию - «Омега». С тех пор подстанция исправно работает, буквально спасая новые микрорайоны. А в феврале 2017 года между правительством Севастополя и ПАО «Россети» было заключено соглашение, предусматривающее вложение в электросетевое хозяйство города 2 млрд. рублей.

Поэтому читать в комментариях, что участники «энерджинетовской» конференции, в числе которых были глава «Россетей» Олег Бударгин и замминистра энергетики РФ Алексей Текслер, приехали «пилить» севастопольский бюджет, одновременно смешно и стыдно. Уж извините.

Предварительная договоренность с ПАО «Россети» о реализации пилотного проекта на названных трех участках, по словам Алексея Чалого, достигнута. Именно Россети проводили по заданию Администрации Президента аудит сетевого хозяйства Севастополя, результаты которого оказались крайне печальными.

Всех, кто мечтает о бурном развитии Севастополя, но не слишком представляет себе состояние дел в местной энергетике, ждет неприятный сюрприз: из 22 существующих в городе подстанций 12 не способны обеспечить перспективные нагрузки даже 2020-го года, который наступит практически завтра. И это не единственный тревожный вывод. Интенсивность отказов кабелей в Севастополе превышает среднероссийский уровень в четыре раза. Сети настолько стары, что затраты на их обслуживание будут расти с каждым годом.

«Чем все это закончится? Я думаю, крупной катастрофой или чередой аварий, после которой будет принято решение бросить на затыкание наших дыр огромные федеральные деньги. И, как обычно в критической ситуации, это обойдется дороже, чем в плановом режиме. Сейчас мы маршируем именно в этом направлении, и такая развязка неизбежна, если ничего не менять», — утверждает Чалый.

О тарифах, университетах и многом другом

Необходимая реконструкция севастопольских сетей оценивается специалистами Россетей в 7,8 млрд. рублей. Но это — если речь идет о реконструкции по традиционным технологиям. Создание «умных» сетей обойдется дешевле (ожидается, что процентов на 20, но это цифры не точные). К тому же эта сеть может стать лучшей на сегодняшний день сетью в мире. Полученный опыт можно будет повторить где угодно, в том числе и на остальных севастопольских территориях. Однако не только в этом заключается польза, которую город может получить от участия в проекте по созданию энергетики будущего. Не менее важные результаты - развитие бизнеса и севастопольских университетов, от которых ждут подготовки необходимых инженерных кадров.

«Мы уже создаем проектную контору, которая будет заниматься подготовкой такого рода модернизации сетей по всей стране. Мы зовем сюда работающие в сфере энергетики стартапы, потому что основное понимание проблематики, честно говоря, сегодня здесь, в Севастополе. Пытаемся помочь в становлении новых специальностей нашему университету, в частности планируем создание магистратуры по специальности «Инженерная физика». То есть мы стремимся и бизнес в город затащить, и университет поднять. Но для этого мы должны стать лучшими, потому что такой результат не падает с неба, а достигается огромным трудом и конкуренцией», - говорит Чалый.

В официальной формулировке названные цели звучат так: повышение надежности, доступности и качества электроэнергии до уровня лучших мировых практик при снижении стоимости владения сетью; завоевание статуса инновационного центра интеллектуальной энергетики страны и подготовки кадров для энергетики будущего; развитие кластера хайтек компаний.

Однако все это, еще раз подчеркнем, случится при условии энергичных усилий большого числа людей и комплексного подхода к созданию необходимых условий. Об этом же говорилось и на конференции Энердженет, которая состоялась в Севастополе в конце прошлой недели.

Алексей Чалый называет три необходимых составляющих успеха: новые технологии, новая организация, новая нормативная база. Зачем нужна последняя — тема для отдельного материала, пока скажем лишь, что новая нормативная база позволит жителям трех пилотных территорий, в отличие от всех остальных, получить снижение тарифа вместо его роста.

«Тариф не должен быть фиксированным — он должен зависеть от качества проданного товара», - уверен Алексей Михайлович. - «Мы собираемся взять общий для Севастополя тариф и в трех пилотных зонах вычесть из него некий коэффициент, помноженный на показатели качества товара (надежность, доступность и так далее). Полученная величина совершенно точно будет ниже установленного общегородского тарифа, а вот насколько — это будет зависеть от работы сетевой организации. Если она будет работать очень хорошо, тариф уменьшится ненамного. А если не очень, он, соответственно, снизится более заметно. Нам очень повезло, что все три пилотные зоны точно совпадают с территориями муниципалитетов. Это дает возможность принять на уровне города Севастополя закон, который позволит нам это делать. Но сначала нам должен это позволить федеральный законодатель. Предполагается, что это будут пилотные правила, на основании которых в будущем должен родиться федеральный закон. Чтобы его внедрить, нужно еще научиться эти параметры качества товара считать, причем в автоматическом режиме. Это большая работа, но я надеюсь, что в 2019 году мы сможем эти пилотные нормативы внедрить».

Техническую часть проекта его авторы надеются выполнить к середине следующего года. Ну а что касается тарифов в Севастополе в целом, они растут и расти будут — ни Энерджинет, ни Чалый здесь совершенно ни при чем.

Причина (точнее, сразу две причины) совсем в другом. Во-первых, тарифы в Крыму и Севастополе пока ниже, чем в остальных регионах России — около 2/3 стоимости электроэнергии севастопольцам компенсирует федеральный бюджет. Но переходный период, которым эта ситуация объясняется, продлится не вечно, и тарифы сравняются. 

Во-вторых, в России в целом тарифы тоже ниже экономически обоснованных, и постепенно разрыв между этими величинами будет сокращаться. Так что рост тарифов, к сожалению, неизбежен. А вот понимать, что себестоимость электроэнергии напрямую зависит от стоимости обслуживания и ремонта постоянно ветшающих сетей, нужно. И создание более экономичных в этом плане сетей нового поколения — путь к снижению и себестоимости, и тарифов.

Умному городу – умные сети

Вывод из всего сказанного, на мой взгляд, прост и очевиден: проект нужен стране и, конечно, очень нужен Севастополю. Причем Севастополь, давайте смотреть правде в глаза, нуждается в Энерджинете гораздо больше, чем Энерджинет в Севастополе.

В том, что сегодня это понимают не все, нет ничего экстраординарного: любое новшество встречает на своем пути определенное количество препятствий. И порой эти препятствия выглядят достаточно грозно: как писал какой-то известный человек, человечество никогда не узнало бы ткацких станков, если бы правительство Великобритании прислушалось к протестующим против них луддитам. Но с тех пор прошло много времени, и прогресс уже доказал свою необходимость всем разумным людям.

Будем надеяться, что проект воплотится в жизнь и умные жители Севастополя сумеют оценить все преимущества «умных» сетей 21-го века.