Сохранение энергии
Одна из самых обсуждаемых сегодня в электроэнергетике тем — потери при транспортировке по сетям. Снижение расхода энергии при передаче предусмотрено «Энергетической стратегией России до 2035 года». Уменьшение потерь позволит генерирующим компаниям увеличить объем поставляемой энергии и оптимизировать ее расход, а потребителям — сэкономить на оплате тарифов.
Норма утраты
Потери электроэнергии в сетях в среднем по России составляют 10% от общего количества выработанной энергии. Для сравнения: в Канаде — 6,3%, Японии — 5%, Германии — 7,6%, США — 6,5%, Финляндии — 6,7%, правда, в Норвегии — 16,3% (см. график).
Существенное отличие этих показателей по странам обусловлено свойствами устройства самой энергетической системы: крупные электростанции и протяженные линии электропередачи, как в России, Норвегии и Канаде, или маломощные станции, расположенные в центрах нагрузки, как это сделано в США, Японии и Германии.
В сентябре Министерство энергетики России обнародовало новую редакцию проекта «Энергетической стратегии России до 2035 года», доработанную с учетом замечаний профессионального сообщества. Согласно документу к 2035 году в России планируется увеличить производство электроэнергии на 27–43% при росте мощности электростанций на 13–25%. При этом ожидается, что к 2035 году удельный расход топлива на отпуск электроэнергии снизится на 13%.
Одни из важнейших задач, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, — повышение надежности функционирования электроэнергетической системы и сокращение потерь энергии в сетях.
В настоящее время в России норму потерь устанавливает Министерство энергетики. Сетевые компании предоставляют министерству планируемый уровень энергопотерь, после чего он утверждается или корректируется энергокомиссией и включается в расчет тарифов. По разным регионам России эти цифры сильно отличаются: например, в Москве потери в 2014 году составили 8%, а в Московской области — 16%. Лидер по потерям — Ингушетия, где они достигли 46%, а минимальный показатель — 5% — в Вологодской и Кемеровской областях.
Перерасход электроэнергии при транспортировке обусловлен рядом факторов. Значительный объем «утекает» в связи с техническим несовершенством оборудования, в том числе из-за несвоевременной его замены, а также из-за погрешностей при измерении объема электроэнергии приборами. Значимую роль играет также расход электроэнергии на обеспечение работы подстанций и деятельность персонала.
Полностью избежать потерь при транспортировке невозможно — энергия расходует сама себя при передаче на расстояние, превращаясь в тепло; соответственно, чем больше расстояние, на которое передается энергия, тем больше ее расход, но минимизировать эти потери все же можно. «Потери электроэнергетики при транспортировке избежать нельзя, задача — их уменьшить. Для этого необходимо принять целый комплекс решений в области технического переоснащения системы, автоматизации контроля за состоянием системы, улучшения схем электроснабжения, а также внедрения новых технологий в регионах с суровыми климатическими условиями», — поясняет руководитель Центра изучения мировых энергетических рынков Института энергетических исследований РАН (ИНЭИ) Вячеслав Кулагин.
Надежда на отечественные разработки
Российская энергосистема, хотя и является одной из самых продвинутых в мире, сегодня остро нуждается в модернизации. Среди приоритетов перехода к «умным» электросетям обозначены растущие требования к надежности и качеству энергоснабжения, снижение капитальных и эксплуатационных издержек, в том числе за счет снижения потерь, повышения наблюдаемости и уровня автоматизации управления сетями. Энергетическая инфраструктура, как стратегический актив государства, требует не только современных решений, но и решений, основанных преимущественно на отечественных разработках, технологически превосходящих зарубежные аналоги.
Уже третий год компания «Россети» в партнерстве с фондом «Сколково» проводят конкурс инноваций в области электросетевых решений «Энергопрорыв». В 2015 году в рамках конкурса рассмотрено 176 проектов. Победители «Энергопрорыва» предложили решения по всем обозначенным приоритетам «умных» сетей и уже работают с региональными сетевыми компаниями над подготовкой пилотных площадок, рассказал руководитель направления «Электроэнергетика» кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково» Антон Скибин. Фонд ведет новые проекты к внедрению в промышленную эксплуатацию, выдает гранты на разработку и испытания, а сетевые компании предоставляют разработчикам площадки для проведения пилотных запусков.
Всего в «Сколково» разработками в области преобразования и передачи электроэнергии сейчас занимаются более 30 стартапов. Ключевые направления работы: технологии мониторинга электросетевого оборудования (электросетевых активов) для обеспечения надежности и безопасности в электросетях (проекты компаний-разработчиков «Мобин», МИГ, НПЦ «Русь», «Тау индастриз»), снижение потерь при передаче энергии («Метсбытсервис», «Ай-Тор») и повышение наблюдаемости сети и переход к «умным» сетям (НПО «Цифровые измерительные трансформаторы»). Еще 25 проектов работают в области распределенной генерации и альтернативной энергетики, 15 проектов сфокусированы на накопителях энергии и электротранспорте. За предыдущие годы объем грантовой поддержки «Сколково» данных проектов превысил 400 млн руб.
«Новые технологии сегодня проникают в отрасль буквально на глазах, — рассказал Антон Скибин. — Так, система компании МИГ, которая позволяет предупредить энергетиков об опасности возникновения наледи на проводах, уже опробована на базе МОЭСК, МРСК Юга и в начале 2016 года пойдет в опытно-промышленную эксплуатацию. Компания «Метсбытсервис» создает электрические провода, которые позволяют снизить потери при передаче электроэнергии за счет лучшего заполнения алюминиевого сплава, так называемого компактирования провода. Эти разработки также уже востребованы в «Россетях» и РЖД».
Внедрение этих и других технологий позволит сократить потери энергии в сетях, увеличить срок их службы, повысить надежность, снизить аварийность и в итоге сократить затраты на эксплуатацию и развитие энерготранспортной инфраструктуры.
Цель — «умная» сеть
Основной тренд будущего в глобальном электросетевом комплексе — «умные» сети. Первые шаги к созданию в России интеллектуальных сетей также предусмотрены «Стратегией энергоразвития страны до 2035 года».
«Умная» сеть предполагает применение цифровой обработки данных электрической сети, возможность ее мониторинга и управления ею в режиме реального времени, а также ее самоуправление. Различные возможности интеграции цифровых технологий в существующую энергосистему являются ключевыми технологиями при разработке «умных» сетей.
Российским сетям предстоит преобразование в три этапа: модернизация существующей инфраструктуры и установка систем мониторинга, введение цифрового оборудования, которое является основой «умной» сети, а также создание бизнес-моделей, которые сделают такие сети рентабельными.
Подразумевается, что «интеллектуальная» энергосистема сможет одновременно с электроэнергией передавать информацию о том, где энергия произведена, кому поставляется, в какое время и где может быть наиболее востребована, а также в каком состоянии находится оборудование.
В конечном результате «умная» сеть должна автономно в режиме реального времени сама перераспределять потоки энергии.
Российская сетевая структура является одной из лучших в мире, и в части движения к «умным» сетям Россия находится примерно на одном этапе с ведущими странами мира, отмечают отраслевые эксперты.
Сегодня для российской энергосистемы необходимо создать хорошую систему наблюдения. Любой элемент сетевой инфраструктуры должен быть наблюдаемым и управляемым, для чего система снабжается множеством специальных датчиков, вводятся в эксплуатацию цифровые подстанции. «Если в одном конце страны, например, спрос упал, а в другом сиюминутно вырос, мы должны иметь возможность оперативно перенаправить электроэнергию в регион, где спрос на пике. В будущем система должна уметь сама принимать решения», — поясняет руководитель лаборатории моделирования развития электроэнергетики
Источник: rbcplus.ru