Комплексный подход к трансформации мировой энергетики выражается сегодня в трендовой концепции «3D» (Decarbonization, Decentralization, Digitalization). Что вкратце означает:
- Decarbonization - переход к экологически чистой, «безуглеродной» энергетике, которая осуществляется за счет: увеличения доли ВИЭ в энергетическом балансе, прироста доли электротранспорта и высоких налогов на использование ископаемого топлива.
- Decentralization - переход к территориально распределенной электроэнергетике с большим количеством мелких локальных производителей.
- Digitalization - переход к широкомасштабному применению цифровых технологий по всей цепочке добавленной стоимости посредством подключения к информационной сети Интернет.
В этой статье хотелось более подробно поговорить о hi-tech в энергетике: что разработали, где применили и в чем польза для человечества. Мы будем использовать несколько новых терминов, описывающих функционирование 3D энергетической системы, поэтому давайте дадим им определение, чтобы избежать расхождений в толковании.
Блокчейн - распределенная база данных, которая сохраняет информацию обо всех транзакциях участников системы в виде «цепочек блоков» (именно так с англ. переводится Blockchain). Доступ к реестру есть у всех пользователей блока, которые выступают в роли коллективных нотариусов, подтверждающих истинность информации в базе данных.
Смарт-контракт (англ. Smart contract - умный контракт) - компьютерный алгоритм, предназначенный для поддержки коммерческих контрактов в технологии блокчейн. Впервые идея смарт-контракта была предложена в 1994 г. Ником Сабо (США) - ученым в области информатики, криптографии и права. Он описал смарт-контракт как «цифровое представление набора обязательств между сторонами, которое включает в себя протокол выполнения этих обязательств». Современным примером идеи смарт-контрактов можно назвать формат работы компании "Убер". Компания (ее агрегаторы) выполняют роль посредника и арбитра, который обеспечивает выполнение соглашения между водителем такси и клиентом: клиент соглашается оплатить поездку по стоимости, заранее определенной системой-посредником, а водитель, в свою очередь, обязуется выполнить услугу по перевозке клиента к указанное место.
Peer-to-peer, P2P (с англ. - равный к равному) - вариант архитектуры системы, в основе которой лежит сеть равноправных узлов. Компьютерные сети типа peer-to-peer (или P2P) основаны на принципе равноправия участников и характеризуются тем, что их элементы могут связываться между собой, в отличие от традиционной архитектуры, когда только через серверы можно передавать данные. Одним и из возможных направлений применения такого подхода является «Интернет энергии» - тип децентрализованной энергетической системы, когда она становится мультивекторной, все участники энергетического рынка предоставляют полный спектр услуг, как например: производство электроэнергии, поддержка частоты за счет предоставления оборудования в «виртуальную» аренду, обеспечение резерва мощности и прочие услуги.
Многие международные энергетических компаний сейчас разрабатывают проекты, которые в будущем объединят всех потребителей в одну сеть - децентрализованную систему. Существует мнение, что в 2050 году так будет работать вся мировая энергетика. Ближе к потребителю. С равномерно распределенным между всеми участниками центром принятия решений. Давайте приоткроем дверь в будущее. Какие преимущества такой системы? С помощью смарт-контрактов упростится существующая многоуровневая система, состоящая из производителей электроэнергии, операторов распределительных сетей, операторов взаиморасчетов на оптовом рынке, трейдеров и самих потребителей. Все транзакции по получению и оплате энергии будут выполняться через Интернет. Благодаря этому электроэнергия станет дешевле. Совокупность таких микросетей позволит минимизировать количество энергии, потерянной из-за передачи на дальние расстояния. Сегодня потери Украины в сетях ЛЭП составляют 11%, что ставит нас в один ряд с: Бангладеш, Ботсваной, Колумбией. Самые низкие показатели - это 2 -3%, зафиксированы в Тринидад и Тобаго, что в первую очередь обеспечено за счет распределенной генерации. Места «создания» и потребления электроэнергии в этой стране совпадают.
НАДЕЖНАЯ, МЕСТНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
Первая попытка передачи электроэнергии с помощью блокчейна была зафиксирована в 2016 году, когда один житель Бруклина продал излишки своей «зеленой» энергии своему соседу с помощью смарт-контракта на платформе Ethereum. После этого многие западные энергетические компании заинтересовались данной технологией. За год в энерго-проекты, на основе блокчейн, было привлечено более $ 300 млн.
Партнерство LO3 Energy из Бруклина с компанией Siemens вылилось в проект, включающий: систему управления сетью, позволяющей производить электроэнергию, когда это необходимо, и поставлять в больницы, приюты и общественным центрам.
Прямая речь: «Эта концепция очень выиграшна для того региона, в котором вы проживаете. При покупке электроэнергии на местном уровне, а не от национального органа, деньги идут обратно в карманы людей которые живут в сообществе. Мы установили платформу, которая по большому счету работает сама, в результате чего энергия оценивается автоматически и потребители сами заботятся о ней. Сейчас рассматривается вопрос распространения таких микросети по всему штату Нью-Йорк, чтобы сократить расходы на электроэнергию потребителям и продвигать экологически чистую энергию.
МИРОВЫЕ ТРЕНДЫ
Накануне форума BlockchainEnergy Asia в Сингапуре вышел свежий «хит-парад» азиатских блокчейн-проектов в энергетике. Многие из которых ведутся технологическими консорциумами: стартапы, инвестиционные банки, крупные компании отрасли, ритейлеры и университеты.
В рейтинге встречаются: сервисы по работе с ВИЭ, P2P рынки электроэнергии, расчет сокращения выбросов CO2, «зеленые» сертификаты, программы-рейтинги потребителей.
С момента начала проекта, когда правительство Японии позволило розничным продавцам торговать излишками «зеленой» энергии на свободном рынке, количество клиентов крупнейшей энергетической компании Tokyo Electric Power упала на 15%.
В Японии запустился также крупнейший в мире кластер распределенных систем накопления электроэнергии, управляемый технологией искусственного интеллекта – Grid Share. Разработчиком выступила британская компания MOIXA, одна из портфельных компаний First Imagine! Система объединяет более 3500 домохозяйств и 35 МВт. аккумуляторной емкости и обеспечивает оптимальное управление зарядом батарей, подключенных к сети. Бизнес-модель выглядит следующим образом. Проект реализуется международным технологическим консорциумом: торговый дом ITOCHU осуществляет производство и продажу накопителей, сбытовая компания TRENDE продает электроэнергию домохозяйствам по специальному стимулирующему тарифу, задача которого - разгрузка энергосистемы, NF Corp предоставляет IoT-платформу для удаленного доступа к накопителям. Ну и наконец, MOIXA выступает провайдером сервиса – Grid Share - согласованное управление сетью накопителей.
Поражают дальнейшие планы консорциума развернуть на базе этой же инфраструктуры P2P-рынок для домохозяйств, сетей зарядок электромобилей, сервисы demand response, включая возможность поддержки частоты в ОЭ и работу в режиме виртуальной электростанции (VPP).
Большие перспективы в развитии децентрализованных цифровых энергетических технологий наблюдаются в странах-пустынях Персидского Залива - Бахрейн, ОАЭ, Катар.
Интересным направлением развития является система жизнеобеспечения известных небоскребов в Персидском заливе. Проекты называются building-to-grid и включают в себя: солнечные панели или ветрогенераторы как архитектурный элемент конструкции, встроенные накопители, «умные» счетчики, системы управления спросом, нацеленные на оптимизацию потребления электроэнергии в небоскребе. Примером такой системы является Башня Бурдж Халифа - «вертикальный город». Представьте только – 35 тыс человек -посетителей/жителей/рабочих, 57 сверхскоростных лифтов, 30 тыс термопанелей, единая система кондиционирования и ароматизации (уникальный аромат – характерная особенность небоскреба – создавал Армани) и сотня прочих уникальных инженерных решений. Все это, несмотря на соответствие строгому стандарту энергоэффективности LEED, делает небоскреб достаточно крупным потребителем электроэнергии, пиковая мощность которого достигает 50 МВт. Но 828 метров - не предел, только в соседних странах сейчас реализуются два еще более амбициозных проекта: The Tower в Дубаи высотой 928 метров и Jeddah Tower в Саудовской Аравии - 1007 метров на 80 тыс человек. Их эффективная и надежная система жизнеобеспечения невозможна без цифровых технологий.
Представьте себе государство, как совокупность энергонезависимых городов-островов, мегаполисов, которые состоят в свою очередь из небоскребов, самостоятельно обеспечивающих себя электроэнергией, или покупают избыток генерации у соседнего небоскреба по смарт-контрактам, функционирующих на блокчейн-платформах. Это существенно отличается от того, как система работает сейчас и чему учат нас профессора в университетах.
ПЕРСПЕКТИВЫ И ВЫЗОВЫ
Вспомним, с чего мы начали - 3D энергосистема будущего это три составляющих - декарбонизация, децентрализация, диджитализация. Первым шагом эволюции энергетических систем должен стать переход к комплексному планированию развития на базе показателя - Value of VRE – совокупная ценность использования разных видов энергоносителей. Этот показатель оценивает: расход топлива и эмиссии CO2 при производстве электроэнергии, капитальные затраты при введении генерации, стоимость передачи электроэнергии вместо существующего упрощенного подхода – LCOE – Levelised Cost of Energy. Задача - сбалансированное распространение низко эмиссионной генерации электроэнергии и обеспечении надежности энергосистемы.
Что касается свободного обращения смарт-контрактов, то они гарантированно будут развиваться, но для их эффективного использования нужно:
- во-первых, преодолеть отсутствие технологической базы в виде солнечных панелей, ветроустановок, накопителей энергии в масштабах страны. Когда новые технологии приобретут широкое распространение, или будут внедряться концентрированно на локальном уровне, тогда люди смогут использовать блокчейн для собственных целей, объединяться в конгломераты, внедрять взаимовыгодные технологические стратегии и финансовые механизмы.
- во-вторых, проблема в неопределенном юридическом статусе всей крипто-индустрии. Государственные и частные энергетические компании не могут в полной мере реализовать проекты, основанные на смарт-контрактах в связи с высокими репутационными рисками, сбоями в системе, гарантиями работы и другими аспектами, которые могут повлиять на работу электросетей. То есть, система заработает, когда на витрине вашего привычного ресторана появится баннер «Для приготовления ваших любимых блюд мы используем исключительно экологически чистую энергию, приобретенную с крыш у местных СЭС за биткоины».
- Оригиналы статей:
https://newfolk.com.ua/ua/novyny/баланс-енергетики-україни-4-вересень-2018
https://www.navigantresearch.com/reports/transactive-energy-markets
