Как ранее писал Spot, в «Узбекэнерго» сообщили, что низкие цены на энергию приводят к ее нерациональному использованию.
В компании считают, что пересмотр тарифов может изменить менталитет населения, мотивировать бытовых потребителей к бережному и экономному использованию электроэнергии.
О том, какие решения и технологии помогут сделать производство и потребление энергии эффективным, пишет эксперт по диджитализации Умид Ахмедов.
Умид Ахмедов
Руководитель подразделения расширенной аналитики в компании Ørsted (Дания), эксперт по диджитализации и прорывным технологиям, эксперт совета Buyuk Kelajak
Умные счетчики
Низкие цены не всегда ведут к нерациональному использованию чего-либо, тогда как возможность обойти установленные правила — обязательно. Ведь если что-то досталось бесплатно, мы и расстаемся с этим легче.
Раньше, когда воду отпускали без счетчика, ее легко могли использовать для охлаждения арбуза в летнее время, или для полива двора — просто так, чтобы прохладнее было. Сейчас мало кто так делает, если счетчик крутится. Зато ни для кого не секрет, как много несанкционированных подключений к энергосети (без счетчиков).
Счетчики — это прежде всего данные о потреблении. И эти данные должны собирать не люди, как это происходит в основном сейчас, а машины. В Узбекистане данные собираются вручную, даже если счетчики электронные. Если оцифровать сбор данных счетчика (по-другому такие устройства называются «умными счетчиками»), можно будет впоследствии устранить человеческий фактор, который прямо влияет на качество данных.
Проанализировав собранные данные, легко улучшить предсказуемость потребления, а следовательно, производства и распространения.
Кроме того, анализируя разницу между потреблением в участке сети и совокупным объемом данных счетчика, можно выявить районы, улицы и здания, которые потенциально «воруют» электричество.
Тут важно понимать, может быть, это делается и сейчас, но по факту очень много «полевых работников», которые, пользуясь служебным положением и недостатками системы, могут «договориться» и «помочь» — сделать так, чтобы на бумаге всё выглядело правильно.
В Бразилии на кражу электроэнергии приходится до 40% электроэнергии. В Венгрии поставщик энергии, осознав, что потребление в одном городе в три раза превышает стоимость выставленного на рынок объема, обнаружил, что 50% проверяемых предприятий и более 80% домохозяйств в городе воровали электричество.
Компания начала использовать машинное обучение, чтобы сузить список подозрительных пользователей для своих частных следователей, и смогла сократить кражи на 30%.
Цифровые технологии позволяют анализировать данные о клиентах, в том числе шаблоны потребления и историю платежей, и сравнивать их с известным нерегулярным поведением.
И последний немаловажный факт: внедрение умных счетчиков позволит ускорить процесс сбора оплаты. Сейчас сотрудник «Узбекэнерго» стучится ко всем подряд и проверяет квитанцию об оплате. А если вы заплатили, но потеряли оригинал квитанции, вас заставят платить еще раз. Автоматический сбор данных и их анализ позволит упразднить поход к потребителям, потому что будет легче отправить уведомление о неуплате по почте.
Согласно аналитикам BNEF, умные счетчики станут одним из основных двигателей доходов на рынке цифровых технологий, увеличившись к 2025 году на 44% — до $26 млрд.
Объем рынка, в млрд $
* — техническое обслуживание и операции
** — домашние системы управления энергией
Источник: BNEF
В условиях Узбекистана повсеместное внедрение умных счетчиков позволит решить проблему с оптимизацией производства и распределения в условиях дефицита энергии. Так, имея данные о потреблении в реальном режиме времени, с помощью технологий машинного обучения можно прогнозировать спрос и предложение и оптимизировать поставку электроэнергии.
Для сети с диапазоном спроса от 10 до 18 ГВт экономия может достигать 100 мегаватт на протяжении от одного до четырех часов в день.
Ярким примером результата анализа данных о потреблении могло бы быть введение динамического ценообразования, чтобы побудить клиентов переносить ненужное потребление на раннее утро или поздний вечер, когда спрос на электричество ниже. Более надежные прогнозы позволят сети задерживать или даже избегать регулирования станциями с ископаемым топливом.
Кроме того, наличие умных счетчиков обеспечит почву для оценки и успешного включения индивидуальных производителей электроэнергии — просьюмеров (потребители-производители, от английских слов producer + consumer).
Потребители-производители
Представим себе, что вы поменяли все лампочки дома на экономичные, заменили аппаратуру на энергосберегающую, установили системы умного дома. Можно ли положиться на работу таких устройств, если электричество могут оборвать в любой момент?
Как производителю электроэнергии понять, сколько произвести и куда поставить? Как понять, какая именно потеря и сколько нужно для баланса сети? На все эти вопросы можно найти ответ, используя цифровые технологии.
Но если не решить проблему предложения, которое постоянно ниже спроса, ответ всегда будет один: как поставить столько энергии, сколько необходимо для устойчивого развития?
84% тепловых электростанций «Узбекэнерго» введены в эксплуатацию более 50 лет назад, а они обеспечивают 90% потребностей страны. Естественно, и строительство новых мощностей, и модернизация старых потребуют многих лет. Что делать, пока эти вопросы решаются?
Думаю, конкретно сейчас, чтобы по полной воспользоваться возможностями цифровых технологий без инвестиций в производственные мощности, необходимо разработать концепцию подключения индивидуальных производителей.
Если правильно организовать такое подключение, частный сектор сможет серьезно сократить нагрузку на сеть. В данном случае индивидуальные производители могут быть кем угодно, начиная от частного дома с солнечными панелями на крыше, заканчивая мини-заводами с собственной газовой турбиной.
Вопрос с солнечными панелями на крыше может легко урегулироваться, если будет возможен двусторонний обмен электричеством, чтобы в конце месяца потребитель платил только разницу между потреблением и собственным производством. А если произвел больше, чем потребил, мог бы честно получить деньги обратно.
Что же касается предприятий, уже есть цифровой ответ в виде платформы, позволяющей неэнергетическим компаниям, например, мини-заводу, производить, собирать собственное электричество и поставлять его в сеть именно тогда, когда оно больше всего нужно, тем самым решая вопрос регулирования и представления гибкости в сети.
Производитель через данную платформу каждые полчаса предоставляет информацию о том, сколько будет произведено. Сеть на основании данных платформы оценивает разницу между спросом и предложением. Если она есть, сеть запрашивает поставить в сеть больше или меньше, чтобы произошел баланс.
Таким образом стабилизировать нагрузку в условиях непредсказуемости. Сегодня это стало возможным благодаря облачным решениям, технологиям интернета вещей, а также новых методов разработки.
В настоящее время агрегаторы реагирования на спрос сосредоточены только на более крупных фирмах из-за стоимости сканирования сотен мелких участников. В будущем сетка может стать рынком, на котором операторы сети будут покупать электричество, предлагаемое большим количеством мелких игроков из таких источников, как батареи электромобиля и солнечные батареи на крыше. Технологии искусственного интеллекта могут помочь автоматически оценить этот большой объем мини-поставщиков, которые в совокупности могут сыграть важную роль в устранении пиков спроса.
Переход на цифровые рельсы
Как я уже писал в предыдущей статье, есть четыре основных компонента для успешной диджитализации отраслей экономики: инвестиции, законодательная база, технологии, специалисты.
Переход на цифровые рельсы в любой отрасли экономики подразумевает стратегический анализ данных с использованием цифровых технологий. Данные собираются на каждом этапе создания энергетического продукта, а именно: генерация, передача, распределение, коммунальные услуги, просьюмеры.
Безусловно, диджитализация в отдельных областях энергетики имеет смысл даже сейчас, но без свободного обмена данными на каждом этапе цепочки добавленной стоимости о полномасштабной цифровизации речь даже не зайдет.
В стране принимаются решения по увеличению производства, и это очень позитивный тренд. Впоследствии, надеюсь, также будут приняты решения по модернизации имеющихся активов (электростанций, линий передач
Для резкого увеличения прибыли и наиболее эффективного использования активов в области энергетики, на мой взгляд, имеется целый ряд элементов, где цифровизация принесла бы пользу уже сейчас. На графике показано, как переход на цифровые рельсы влияет на доходы:
Так, например:
- решения для сбора и хранения электричества могли бы предоставить дополнительные источники дохода;
- прогностическое обслуживание сократило бы затраты на операции и техобслуживание;
- оптимизация эксплуатации активов позволила бы увеличить КПД с помощью дополнительных услуг;
- боты для общения с клиентами сократили бы количество человеческих ошибок;
- стратегия данных и безопасности в итоге привела бы к абсолютно автономной работе сети без вмешательства человека.
Технология — не самоцель, она «вещь» прикладная, и искать в ней ответы на фундаментальные вопросы не стоит. Например, известно, что есть целый ряд услуг, который составляет основной костяк цепочки производства энергии. Степень цифровизации на каждом участке цепи, отражающий тенденции во всем мире, представлен в следующей таблице.
В Узбекистане все услуги на каждом участке цепи предоставляют подотчетные или тесно взаимосвязанные с «Узбекэнерго» предприятия. Следовательно, предлагаемый компании подход заключается в инвентаризации этих услуг и проверке их на пригодность к цифровой экономике. И там, где есть разрыв, посчитать, сколько будет стоить разработать и внедрить ответ на такой разрыв и сколько прибыли это принесет.
Те услуги, улучшение которых обещает наибольшую добавленную стоимость, приоритизируются для разработки и внедрения. Такое упражнение даст возможность «Узбекэнерго» понять, куда потратить свои силы сегодня, через год или через пять лет.
На участке производства электроэнергии имеет смысл стабилизация за счет сокращения времени простоя и улучшения профилактического обслуживания.
Сейчас усилия по профилактическому обслуживанию имеют запоздалый характер. Использование цифровых датчиков и анализа больших объемов информации позволит генерировать точные предупреждения до появления поломки.
Расширенная аналитика уже демонстрирует преимущества интеллектуального обслуживания. Например, некоторые угольные электростанции могли предсказать время сбоев с шести до девяти месяцев вперед с точностью до 74%. Оптимизация профилактического обслуживания, автоматизация прогнозирования ошибок и увеличение производительности капитала через применение цифровых технологий могут увеличить доходы от производства электроэнергии на 10−20%.
На участках передачи и распределения также можно перейти от технического обслуживания, основанного на сроках, к обслуживанию на основе надобности. Используя данные датчиков, коммуникационных устройств и другого оборудования, которые дистанционно отслеживают и контролируют объекты, приложения для машинного обучения могут освободить операторов сетей от выведения из эксплуатации активов до истечения срока их полезного использования, позволяя им проводить более частые проверки и техническое обслуживание, чтобы поддерживать работоспособность активов.
В своей практике я был свидетелем того, как компания, в которой я работаю, смогла сократить свои денежные затраты на 30% в течение пяти лет, проанализировав ряд переменных, чтобы определить общее состояние силовых трансформаторов и диагностировать состояние отдельных компонентов. Теперь компания может более точно прогнозировать отказы деталей и устанавливать приоритеты ремонта, основанные на том, какие неисправности вызывают наибольшие потери.
Цифровизация энергетических систем может обеспечить различные преимущества, позволяя:
- Поддерживать стабильность и надежность сети. Агрегирование и действия энергетических активов и промышленных нагрузок в реальном времени могут обеспечить точное регулирование частоты и реагирование на спрос, обеспечивая новые источники доходов для традиционных (газ, уголь) топливно-энергетических активов.
- Мониторить сетку и определять точки отказа и сбоев. Программное обеспечение и хранилища могут отложить модернизацию сети, а цифровые технологии, первоначально примененные к сетям передачи, могут распространяться на сетку распределения напряжений.
- Оптимизировать и прогнозировать производство энергии. Прогнозирование ветровой и солнечной энергии — это краткосрочная возможность для цифровых технологий, которая позволила бы лучше интегрировать возобновляемые источники энергии. Оснащенные лучшими прогнозами, невозобновляемые виды топлива могут быть использованы более точно, как пиковые установки сглаживания спрос и предложения.
- Дать потребителю больше контроля. Домашние системы производства энергии, такие как солнечная энергия на крыше, могут быть сопоставлены с умным управлением домашней энергией, чтобы позволить владельцам присоединиться к локальным микросетям.
- Управлять распределенным производством. Всё больше производства будет децентрализовано, а цифровые системы обеспечат прозрачный мониторинг и интеграцию данных.
