Инновационная энергетика
Почему важны диверсификация источников энергии и цифровизация инфраструктуры
Чистая, или, как ее еще иногда называют, альтернативная, энергетика — это мировой тренд. Во многих странах идет постепенный отказ от традиционных нефти и газа и все большее значение приобретают энергетические ресурсы, полученные с использованием «зеленых» источников энергии. Наиболее перспективным сегодня видится водород как наиболее экологически чистый вида топлива, при сжигании которого образуется только вода.
Минэнерго направило в правительство дорожную карту по развитию водородной энергетики в России на 2020-2024 годы, в формировании которой принял участие инфраструктурный центр «Энерджинет» Национальной технологической инициативы и Центр компетенций НТИ в ИПХФ РАН. План предполагает выход на пилотные проекты по производству и поставке водорода, в том числе на экспорт, к 2024 году.
«Водород уже стал общим местом в энергетических политиках развитых стран, и коронакризис только ускорил этот тренд: переход на чистую энергию зафиксирован в пакетах мер господдержки пострадавших экономик», — отмечает директор инфраструктурного центра «Энерджинет» Дмитрий Холкин.
В России водородное топливо пока еще мало где используется, но планы есть. Так, в 2023 году в Южно-Сахалинске должны появиться «водородные» электрички. Это пилотный для России проект: такое топливо набирает популярность в Европе и Японии, но в нашей стране на железнодорожном транспорте его пока не используют. Одними пригородными поездами дело не ограничится. Директор инфраструктурного центра «Энерджинет» Дмитрий Холкин представил на форуме «Нефть и газ Сахалина — 2020» оценки перспектив развития водородной энергетики на острове и предложения по созданию регионального водородного кластера. Сильные стороны Сахалина, позволяющие сделать его одним из центров развития водородной энергетики в стране, — это близость к потенциальным импортерам водорода в Азиатско-Тихоокеанском регионе, чей совокупный объем рынка к 2040 году может достичь 40 млрд долларов, а также наличие ресурсов для производства водорода.
Создание водородного кластера в районе Корсакова обсуждалось и на совещании у губернатора Сахалинской области Валерия Лимаренко с участием президента РАН Александра Сергеева и представителей инфраструктурного центра «Энерджинет», АО «Русатом Оверсиз», компании Air Products, а также Сахалинского госуниверситета и Агентства Дальнего Востока по привлечению инвестиций и поддержке экспорта.
Предполагается, что на острове будет организовано производство «голубого» водорода на базе природного газа, а также «зеленого» водорода на базе ветроэнергетики. Водород предполагается не только экспортировать, но также использовать и на самом Сахалине, в том числе на железной дороге, автотранспорте, в теплоэнергетике и ЖКХ, в горнодобывающей промышленности, энергоснабжении изолированных территорий.
Есть в России и современные разработки в области производства водородного топлива. Так, в Томском политехническом университете в партнерстве с Цзилиньским университетом (Китай) был создан новый катализатор для электролизеров воды. По прогнозам, в одной только Европе инвестиции в электролизные мощности по производству «зеленого» водорода к 2030 году достигнут 25-44 млрд евро. России важно поучаствовать в разделе этого технологического «пирога».
«Цифра» помогает энергоснабжению
Одна из наиболее серьезных проблем в электроэнергетике — снижение аварийности и обеспечение безотказности поставок. Никому не нравится, когда свет внезапно гаснет, и еще меньше нравится, когда такие отключения становятся все более частыми и длительными.
Понятно, что существующие сети во всех странах, и Россия здесь не исключение, нуждаются в модернизации. Но простой замены оборудования уже недостаточно. Необходимы новые решения, повышающие эффективность самих сетей.
Один из наиболее перспективных вариантов — комплексная распределенная автоматизация, когда система автономно, без участия человека, сможет определять и изолировать места повреждения, переводить энергоснабжение потребителей на резервные линии и оповещать бригады энергетиков, которые тут же будут выезжать к месту аварии. Оцифровка электросетей также позволяет снизить потери электричества при транспортировке и общие затраты на эксплуатацию инфраструктуры.
На протяжении последних десяти лет с момента, когда в США и затем по всему миру стартовала программа Smart Grid («Умные сети»), реализовано большое количество проектов по внедрению отдельных технологий.
Есть примеры и в России. В 2018 году был завершен проект цифровизации районных электрических сетей в Калининградской области. С учетом его опыта реализуется программа цифровизации ПАО «Россети». В Крыму начали модернизацию электросетей с использованием цифровых технологий следующего поколения.
Для комплексной отработки цифровизации сетей с привлечением частных инвестиций премьер-министр Михаил Мишустин подписал в конце октября распоряжение о пилотном проекте по повышению надежности электроснабжения. Он реализуется как развитие сегмента дорожной карты «Энерджинет» — надежные и гибкие сети. В каждом районе электрических сетей, ставшем участником пилотного проекта, планируется привлечь до 2 млрд рублей частных инвестиций для модернизации инфраструктуры. Вернуть деньги и заработать инвесторы смогут благодаря снижению капитальных и эксплуатационных затрат на 10-25%. Цифровые энергосети обходятся намного дешевле в обслуживании, уменьшается объем потерь электроэнергии по сети. При этом тарифы останутся на том же уровне: это гарантирует распоряжение правительства. Разницу между себестоимостью энергии и уровнем тарифов сетевая компания возвращает инвестору, в то время как сами энергосети будут модернизированы, а потребители получат существенно более надежные и качественные услуги.
Отбор инвесторов и территориальных сетевых организаций, на мощностях которых будет проводиться пилотный проект, продлится до 1 июля 2021 года. Срок завершения проектных работ и заключения контрактов — 1 декабря 2022 года.
Весной состоялся торжественный пуск первого такого объекта в рамках НТИ «Энерджинет»: цифровой район электрических сетей (РЭС) «Крымэнерго» в селе Штормовое Сакского района республики. Это район электрических сетей с высоким уровнем автоматизации, обеспечивающей «умный» учет электроэнергии и удаленный мониторинг в режиме онлайн с функциями самодиагностики и самовосстановления. Запуск проекта в Крыму дает возможность впервые отработать такую комплексную автоматизацию на практике. Глава региона Сергей Аксенов говорил тогда, что первый цифровой участок электрических сетей обслуживает два населенных пункта. А после завершения пилотного проекта «умная» сеть будет обслуживать свыше 30 тысяч потребителей Сакского района, включая отдыхающих в период курортного сезона.