Энергия в нужное русло

Один из авторов доклада по электроэнергетике, руководитель Проектного центра развития инноваций ЦСР, со-руководитель рабочей группы EnergyNet Дмитрий Холкин рассказывает о специфике российского рынка и перспективах создания новой, «цифровой» энергетики.

- Дмитрий, энергетическая инфраструктура относится к числу критических. Какие в этой связи вызовы стоят перед отраслью и руководством страны?

- Ключевой вызов настоящего момента – потенциальное снижение конкурентоспособности российской экономики, характеризующейся высокой энергоемкостью продукции. Это связано с ростом цен на электроэнергию и мощность, с ростом тарифов.

Второй по важности вызов – снижение системной надежности: увеличение частоты крупных аварий с отключением большого числа потребителей. За обеспечение необходимой надежности мы «платим» большим резервированием мощностей и снижением экономической эффективности энергосистемы.

Третий по приоритетности вызов – неготовность сегодняшней энергетики к качественному изменению спроса, к тому, чтобы стать условием поддержки «цифровых» производств, современных развивающихся городов.

Ответом на эти вызовы должны стать меры по существенному повышению эффективности работы энергосистемы и увеличению ее гибкости, способности меняться и развиваться, в том числе вбирая в себя новые технологические и системно-технические решения.

- Каким образом отрасль может быть включена в программу «Цифровая экономика», которая войдет в комплексный план действий правительства до 2025 года?

- Электроэнергетика может быть включена в программу «Цифровая экономика» как одна из отраслей, претендующих на лидерство в освоении цифровых технологий. Речь должна идти не только и не столько о простой «цифровизации» энергетической инфраструктуры. Мы говорим о становлении так называемой новой энергетики, обеспечивающей энергоснабжение потребителей с высокими требованиями к доступности, надежности, качеству.

Для этого потребуется использовать распределенную генерацию (в т.ч. на основе ВИЭ), системы накопления энергии, устройства и комплексы с регулируемым потреблением, системы интеллектуального управления. Основные структурные и технологические изменения затронут сектор электроэнергетики, находящийся в близости к потребителям и базирующийся на инфраструктуре распределительных сетей 110 кВ и ниже. Коренные изменения будут связаны с появлением цифровых платформ transactive energy, позволяющих обеспечить свободный энергообмен и своеобразный “sharing” мощностей. В этой связи способ организации новой энергетики называют Интернетом энергии (Internet of Energy). Принципиально важно в кратчайшие сроки сформировать архитектуру энергетики, построенной на принципах Интернета энергии.

- Каким образом должна будет проходить трансформация российской электроэнергетики и сколько на это уйдет времени?

- Цифровая трансформация российской электроэнергетики будет проходить в первую очередь под воздействием новых типов субъектов – активных потребителей, просьюмеров, операторов и агрегаторов распределенных мощностей. Но этот процесс – рост новой энергетики – первое время не будет быстрым. Потом – с момента появления достаточно дешевых, а значит выгодных технологических решений – "цифровизация" станет лавинообразной. К 2035 году можно прогнозировать, что на 20-25% электроэнергетика будет находиться в сегменте Интернета энергии.

- В докладе вы говорите о том, что в 2022–2025 годах в отрасли наступит новый инвестиционный цикл. С чем это будет связано?

- Новый инвестиционный цикл связан с необходимостью замещения выбывающих из-за исчерпания ресурса генерирующих и сетевых мощностей, а также обеспечения нового спроса. Летом текущего года была утверждена Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2035 года, подготовленная Министерством энергетики РФ. В этом документе предусмотрен ввод до 2035 года 74-86 ГВт генерирующих мощностей. Новый инвестиционный цикл с учетом затрат на развитие сети потребует вложений в размере $250 – 300 млрд.

- Вы признаете, что в сложившихся институциональных условиях основные субъекты рынка и инфраструктурные организации в основном не заинтересованы в переходе к новому технологическому пакету и к новой архитектуре в отрасли. За счет чего удастся привлечь частные инвестиции для технологического развития? Какие действия государства могут стимулировать вывод старого неэффективного оборудования и поиск источников для модернизации?

- Новая «цифровая» энергетика уже сегодня становится конкурентоспособной и в целом ряде случаев более привлекательной для конечных потребителей, особенно с учетом дополнительных требований к энергоснабжению. Эта тенденция сохранится, доля такой энергетики будет нарастать вне зависимости от того, будут отрасль и государство этому способствовать или препятствовать. В последнем случае, однако, это будет сопровождаться внутренними конфликтами и созданием угрозы для стабильного функционирования отрасли…

В этом и состоит ключевое действие государства по привлечению частных инвестиций в отрасль – обеспечить свободный доступ на рынки энергии и мощности новых типов субъектов, дать инвесторам возможность порождать новые типы энергетических сервисов и новые бизнес-модели. При этом нужно трансформировать рынки электроэнергии и мощности таким образом, чтобы интеграция проходила без угрозы надежному энергоснабжению экономики страны.

Также принципиальное значение имеет система поддержки российских компаний и научных команд, создающих новые российские технологии для рынка цифровой энергетики. При этих условиях дополнительного стимулирования вывода из эксплуатации старого оборудования не понадобится, хватит строгого соблюдения законодательства в области технического регулирования и возможности новым энергетическим решениям конкурировать с традиционными.

Необходимо отдельно отметить одну важную инициативу, предложенную в докладе ЦСР. Она направлена на создание в России современных механизмов поддержки и продвижения передовых исследований и разработок в сфере энергетики. В стране имеются существенные научные заделы, сильные научные команды, творческая молодежь, стремящаяся к научно-инженерной работе. Но по разным причинам продуктивность этой сферы деятельности не очень высока. Практикоориентированные доконкурентные R&D-проекты, в которые еще не готовы входить частные инвесторы и корпоративный бизнес, нужно реализовывать при поддержке государства на основе новых моделей деятельности, пока, к сожалению, не распространенных в России и институционально не обеспеченных. Зарубежными аналоги таких институтов являются американское агентство ARPA-E, созданное в 2007 году, а также агентство Innovative UK в Великобритании.

- Насколько сегодня отрасль зависима от импортного оборудования, ПО и инжиниринговых работ? Нужно ли здесь импортозамещение и если да, то каким образом его можно стимулировать?

- Зависимость отрасли от импортного оборудования очень высока, особенно в части основного оборудования генерирующих и сетевых мощностей. Это касается газовых турбин и ряда позиций электротехнических мощностей, таких как КРУЭ. То же касается оборудования для распределенной энергетики: малых газовых турбин, ветрогенераторов, накопителей электроэнергии, солнечных батарей. Зависимость от импорта в этих технологиях высокая.

Тем не менее, по целому ряду направлений российская продукция есть, и она вполне конкурентоспособная: например, трансформаторы, реклоузеры, котлы и паровые турбины. В последнее время создаются и достаточно неплохо развиваются новые производства высокотехнологичных энергетических решений, – например, солнечных батарей, систем накопления электроэнергии.

В области программного обеспечения для энергетики зависимость от импорта существенно ниже, здесь Россия практически полностью может обеспечить более чем конкурентоспособными продуктами и внутренний, и даже глобальный рынок. Информационные технологии, особенно связанные с «высокой» математикой, - наша сильная сторона.

Инжиниринг на российском рынке в значительной степени отечественный и осуществляется компаниями, которые принадлежат крупным российским корпорациям, но в ряде областей сильны позиции и иностранных игроков. Существует стратегическая опасность, сильно влияющая и на возможности российских инжиниринговых компаний. Она связана с тем, что российский инжиниринг сильно проигрывает иностранным компаниям, часто не имея опоры на свое машиностроение, не участвуя в создании инновационного оборудования, не контролируя стоимость оборудования. Этой области - разработке и освоению выпуска высокотехнологичной продукции энергетического машиностроения - требуется существенная государственная поддержка.

Кроме того, очень важный момент – это развитие проектирования высокотехнологичных комплексных решений, которые будут с одной стороны отвечать запросам потребителей, а с другой стороны, задавать технические требования к новому российскому энергетическому оборудованию, а также стимулировать его разработку и выпуск.

Большую роль в формировании нового научно-технологического и производственного потенциала уже играет Национальная технологическая инициатива. Вокруг рабочей группы EnergyNet в настоящее время формируется несколько технологических и проектных консорциумов, способных создавать конкурентоспособные продукты и комплексные технические решения.

- Еще несколько лет назад ВИЭ в российской энергетике воспринимались скептически. Но сегодня крупнейшие игроки энергетического рынка решили возглавить развитие «зеленой» генерации в России и планируют начать экспорт соответствующего оборудования за рубеж. С чем это связано? И как будет развиваться этот процесс, по Вашему мнению?

- Энергетика – отрасль достаточно консервативная, и восприятие ВИЭ, особенно в силу того, что по технико-экономическим параметрам «чистая» конкуренция с традиционной генерацией все еще в большей части случаев невозможна, было и правда скептическим. Но эта область технологий очень сильно развилась за последнее время, себестоимость выработки электроэнергии, приведенная к жизненному циклу, даже в климатических условиях многих регионов России, стала приближаться к показателям традиционной электроэнергетики, особенно с учетом сетевой составляющей. Появление механизма ДМП-ВИЭ (договоров поставки мощности на основе возобновляемых источников энергии) стимулировало инвестиции в генерирующие мощности на ВИЭ, а также в создание промышленного производства необходимого оборудования.

На наш взгляд, доля ВИЭ в России будет расти, и в итоге эти виды генерации займут свою нишу и свое положение в энергобалансе страны. В первую очередь, это будет возможно за счет трех факторов: развития технологий накопления электроэнергии, которые способствуют интеграции ВИЭ в энергосистемы, развития и распространения гибридных энергоустановок и энергосистем, в которых генерация на ВИЭ будет локально оптимальным образом балансироваться с тепловой генерацией (дизель-генераторами, газо-поршневыми и газо-турбинными установками) и использованием накопителей, и, наконец, появлением цифровых платформ энергообмена, которые позволят существенно увеличить эффективность использования (а, значит, и окупаемость) генерирующих мощностей на ВИЭ.

Обращу внимание, на то, что в выпущенном ЦСР докладе в значительной мере речь идет о распределенных ВИЭ, приближенных к потребителю, а не о крупных электростанциях оптового рынка.

- В докладе признается несовершенство рынка и отраслевого регулирования, что приводит к постоянному росту цен на электроэнергию для бизнеса и постепенно становится сдерживающим фактором для развития экономики страны. В чем конкретно заключается это несовершенство и каким должно быть регулирование в будущем?

- Основное несовершенство рынка состоит в том, что он обеспечивает балансировку и загрузку мощностей только крупной генерации и потребителей. Большое число малых потребителей как бы агрегированы через сбытовые компании, а возможности малой и распределенной генерации, также, как и возможности современных системно-технических решений (управляемый спрос, накопители энергии) не учитываются, и правила рынка не позволяют их использовать.

Это приводит к тому, что рынок и отраслевое регулирование в их нынешнем состоянии не обеспечивают эффективной загрузки мощностей, существенные мощности удерживаются на обеспечение резерва, а долгосрочное планирование энергетики не может гибко реагировать на изменения спроса, как потребления в количественном выражении, так и качественных его параметров, и возникает феномен излишних инвестиций в энергетику, избыток и недозагруженность крупных генерирующих и сетевых мощностей.

Кроме того, сейчас на рынках активно применяются различные механизмы, искажающие рыночные сигналы и перераспределяющие финансовую нагрузку между различными группами потребителей, что ухудшает конкурентное положение «большой энергетики» по сравнению с распределенной энергетикой.

Регулирование в будущем должно сделать рынок существенно более доступным для малых мощностей, обеспечивающим намного более дифференцированные потребности пользователей. Это должен быть рынок для самых разных типов субъектов и сервисов, стимулирующий использование новых технологий и новых типов устройств, дающий возможность монетизации их применения в условиях «честной» конкуренции с традиционными решениями. За счет этого новая конструкция рынка должна позволить энергетике стать существенно более гибкой, быстро меняющейся под возможности новых технологий и новые требования пользователей.

- Вы пишите о том, что в энергетической политике России предлагается сделать маневр по развитию розничного сегмента электроэнергетики. Как в столь разных и порой сложных климатических условиях можно стимулировать появление нового класса рыночных субъектов — просьюмеров?

- Климатические и вообще географические, даже экономические условия в России действительно очень сильно разнятся. Но просьюмер – не обязательно генератор, это может быть и потребитель с управляемой нагрузкой (множество потребителей, объединенных агрегатором). Это может быть владелец системы накопления энергии, который обеспечивает помощь в управлении графиком нагрузки на какой-то территории.

Даже если мы обсуждаем более классическое понимание просьюмеров – как потребителей с собственной генерацией – то разнообразие и быстрое развитие технологий генерации относительно малых мощностей дает возможность создавать вполне экономически целесообразных просьюмеров в различных климатических условиях. К таким технологиям, кроме достаточно распространенных систем на базе ВИЭ и малой газовой генерации, относятся технологии водородной энергетики, газификации угля и твердых бытовых отходов, в том числе отходов сельского хозяйства и лесной промышленности, микро-ГЭС и другие. Так что разнообразие технологий в каком-то плане компенсирует разнообразие как потребностей потенциальных просьюмеров, так и разнообразие условий, в которых они могут создаваться.

В целом необходимо отметить, что наши предложения по изменению политики в сфере электроэнергетики не отрицают других важных направлений развития отрасли. Они указывают на необходимость усиления тех областей, в которых могут проявиться предпринимательская инициатива, может сформироваться рыночная конкуренция, куда пойдут частные инвестиции. Эти области и станут потребителями новых технологий в стране, а также плацдармами для отработки конкурентоспособных решений для быстрорастущего глобального рынка новой энергетики.