Совсем недавно яркий блеск цифровизации померк на фоне новых вызовов, возникших перед страной и миром. Проблемы потепления климата и связанного с ним энергетического перехода достигли России, отодвинув цифровую трансформацию на второй план. Но это и хорошо. Уровень хайпа снизился, и появилась возможность спокойно обсудить состояние дел и наметить новые перспективы.
Открытый потенциал цифровых решений
Если мы возьмем классификатор цифровых решений, который использует Ассоциация «Цифровая энергетика», то обнаружим там четыре группы: «Данные», «Эффективность работы с активами», «Взаимодействие с клиентами», «Гибкая энергетическая система».
Первая группа решений является базовой технической частью общего процесса цифровой трансформации электроэнергетики. Ими занимаются и энергетические компании, и производители оборудования, и разработчики новых технологий. Без них действительно нельзя будет масштабно развернуть цифровые процессы в отрасли.
Рисунок 1. Цифровые решения в электроэнергетике.
Источники: Roland Berger, Ассоциация «Цифровая энергетика»
Вторая группа решений направлена на оснащение производственных активов энергетических компаний цифровыми технологиями для оптимизации процессов их эксплуатации и обслуживания. Этот шаг является закономерным продолжением практики управления активами, которая стала распространяться в России с начала 2000-х, еще до цифровой моды. Многие энергетические компании (прежде всего, производители электроэнергии) занимаются этим направлением работ. Ожидается, что за счет «цифры» появится возможность снижать стоимость владения оборудованием, а также продлевать сроки его службы. Это очевидный источник экономического эффекта от применения цифровых технологий. Однако, для получения этого эффекта нужно накопить многолетние статистические данные, добиться полноты данных для формирования адекватных моделей, интегрировать в системы поддержки принятия решений экспертные знания людей, существенно поменять практику работы персонала. Это непросто, поэтому движение идет со скрипом.
Третья группа решений направлена на организацию взаимодействия с клиентами, и относится к зоне интересов энергосбытовых и сетевых компаний. Низко висящие плоды цифровизации этого вида деятельности, такие как порталы обслуживания, личные кабинеты, мобильные приложения для дистанционного получения данных с приборов учета и их анализа, уже многими использованы. А вот решения, предполагающие глубокую автоматизацию учетно-расчетных сервисов по цепочке «Meter-to-Cash» и использующие технологии распределенных реестров и смарт-контрактов, дальше пилотных проектов пока не пошли. Сложности организационного характера связаны с тем, что различна бизнес-мотивация разных участников этого процесса. Кроме того, не преодолены в полной мере технические и методические сложности сбора данных, их верификации, расчета обязательств сторон на основе этих данных. Таким образом, копнуть «цифровой лопатой» процессы взаимодействия с клиентами поглубже, добраться до «залежей» с большими эффектами пока не удается.
Перспективный потенциал цифровых решений
Самой перспективной с точки зрения получения экономических эффектов является четвертая группа решений. Если предыдущие цифровые практики охватывали действующих субъектов энергетических рынков и позволяли оптимизировать существующие процессы, то под понятием «Гибкая энергетическая система» скрывается новая группа участников: активные потребители, просьюмеры, распределенная генерация, электротранспорт, микрогриды и энергетические сообщества, а также новые формы энергетических сервисов. В этом сегменте цифровых решений существенным образом расширяется экономическая база для получения эффектов, достигаемых за счет со-организации большого числа новых участников энергообмена. Из всего многообразия новых энергетических бизнес-практик в России пока набирает обороты только управление спросом. В настоящее время в экспериментальном режиме функционирует соответствующий сегмент рынка, а его объем составляет уже около 1 000 МВт управляемой нагрузки. Некоторые наиболее дальновидные агрегаторы управления спросом — участники этого рынка — осознают, что смогут масштабировать свою деятельность только используя современные цифровые технологии. Они в настоящее время ведут соответствующие разработки.
Рисунок 2. Энергетическая система становится все более похожей на Интернет
Другой пример цифровых решений из четвертой группы — активные энергетические комплексы (АЭК), подразумевающий создание микрогридов для группы промышленных и коммерческих потребителей. Процесс подготовки и реализации пилотных проектов по данному направлению находится на начальной стадии. Также цифровые решения становятся основой для пилотных проектов модернизации энергетических систем удаленных и изолированных территорий, они помогают организовать оптимальное управление энергообеспечением на основе ВИЭ и топливной генерации с использованием накопителей энергии и управляемой нагрузки.
По опыту ряда зарубежных стран мы видим большой спрос на цифровые решения из четвертой группы по широкому спектру направлений. Это связано с тем, что там в рамках политики декарбонизации энергетики и других сегментов экономики происходит форсированный переход на использование ВИЭ, систем накопления энергии, электротранспорта. Старые энергосистемы и энергетические рынки не могут эффективно интегрировать новые источники энергии и гибкости, не поддерживают использование их полезных свойств, порождают множество избыточных трансакций.
Поэтому энергетические системы начинают трансформироваться, они все больше начинают напоминать Интернет энергии. Создается кибер-физическая инфраструктура, позволяющая свободно интегрировать различные по типу и масштабу источники энергии и гибкости, а также осуществлять свободный энергообмен.
В России развитие данного направления осуществляется группой компаний и университетов, входящих в сообщество Энерджинет Национальной технологической инициативы. Недавно был разработан архитектурный фреймворк Интернета энергии (IDEA — Internet of Distributed Energy), созданы прототипы и опытные образцы базовых технологических компонент, организован тестовый полигон и главное — разработан демонстрационный комплекс, реализующий работу энергосистемы в формате Интернета энергии. На основе этого подхода в настоящее время реализуется несколько пилотных проектов в России и за рубежом.
В ожидании скачкообразного роста эффективности
Таким образом, мы видим, что энергетический бизнес «взял на грудь вес» цифровых решений, прежде всего, в сфере управления активами и взаимодействиями с клиентами. Это тоже хорошая «нагрузка» для того, чтобы «подкачать мышцы» и получить некоторые эффекты.
Но это ли мы называли цифровым переходом, новой промышленной революцией, когда в 2017 году готовили экспертный доклад «Цифровой переход в электроэнергетике России»? Конечно, нет! Революции пока не случилось.
Есть один поучительный сюжет из истории, связанный с электрической революцией. Технические решения для перехода промышленности на электричество были готовы уже в 80-е годы XIX, но до 1910 года предприниматели выбирали старый добрый пар. Почему? На фабриках того времени производство организовывалось вокруг единой огромной паровой машины, вращающей центральный вал. Вся логика производства строилась на этой технологической особенности. Некоторые предприниматели пробовали заменить паровую машину на электромотор, но экономия не оправдывала необходимые инвестиции.
Переход от паровых технологий к электрическим произошел благодаря смене организации труда
ПОЗАВЧЕРА
ВЧЕРА
СЕГОДНЯ
Для электрической революции не хватало главного — изменения образа мышления. Ведь электромоторы были способны на большее: они позволяли доставлять энергию точно тогда и именно туда, когда и где она была нужна. Это создавало возможности для организации труда по логике производственной линии, а не по логике ведущего вала. Электричество стало экономически привлекательным тогда, когда изменилась структура деятельности и производственных отношений. Именно это впоследствии дало скачкообразный рост производительности труда в промышленности.
Аналогичная ситуация разворачивается сейчас с цифровизацией. Цифровая трансформация в электроэнергетике затронула только вершину айсберга. Она состоит в замещении старых элементов на новые без изменения структуры всей системы. Закономерно, что это дает низкую эффективность инвестиций в «цифру».
Показательным примером является попытка перехода к цифровым районам электрических сетей (РЭС). Оснащение существующей сети измерительной техникой, переход к цифровым подстанциям, использование современных систем управления даже с элементами искусственного интеллекта обычно не дают сколько-нибудь значимого эффекта.
Другое дело, когда приход «цифры» позволяет оптимизировать техническую, организационную и экономическую структуру деятельности. В этом случае, как пытаются доказать авторы пилотного проекта Энерджинет НТИ по цифровой трансформации в Сакском РЭС, можно добиться радикального повышения надежности энергоснабжения при заметном снижении стоимости владения сетями. Это «первая ласточка» решения задачи цифровизации в электросетевом комплексе на основе нового мышления. Проект проходит стадию опытной эксплуатации.
Подводя итоги, можно сказать, что львиная доля реализуемых в России цифровых проектов относится к внедрению решений, направленных на оптимизацию существующей деятельности, но не предполагает серьезных структурных изменений деятельности. Это тоже хорошее приложение сил, но не стоит ждать от них значимых эффектов.
В то же время в отдельных проектах ведется поиск новых подходов к построению технологической, организационной и экономической структуры за счет использования цифровых технологий, дающих скачкообразный рост. Говорить о том, что с цифровизацией все понятно, что она состоялась, преждевременно. Цифровая революция в электроэнергетике еще не свершилась. Однако, в отрасли началась и продолжается быстрая цифровая эволюция. И в скором временем мы увидим ее полезные плоды.