"Проспали революцию"
#энергопереход #AI
Вчера на Дне Энерджинет было примечательным выступление Дмитрия Пескова. Он обозначил три вызова, которые принципиально влияют на развитие энергетики, но мало учтены в российской энергетической политике:
1. Развитие AI;
2. Автономизация поселений;
3. Военные действия.
По первому пункту Дмитрий Николаевич не удержался и "кольнул" наш Центр: "Проспали революцию энергетических решений для AI". Мы, действительно, в алармистском режиме написали про данный вызов только в текущем году. Но говорили о нем и раньше, не найдя, правда говоря, тогда отклика у бизнеса.
В частности, еще в 2017 году в докладе "Цифровой переход в электроэнергетике России" мы писали о феномене "цифрового спроса":

"Новая индустриализация в рамках разворачивающейся в мире т. н. четвертой промышленной революции будет происходить на новой технологической базе (цифровые системы, аддитивные и высокоточные производства) зачастую чувствительной к надежности энергоснабжения и качеству электроэнергии. Это определяет появление и развитие «цифрового спроса», доля которого в ряде стран, по некоторым оценкам, составит 20–30% к 2030 году."

В то время было сложно конкретизировать данный вызов и выставить AI в качестве основного драйвера, т.к. не произошел еще бум нейросетей и больших языковых моделей. И все же наше предсказание выглядит пророческим на фоне недавних сведений о планах США по развитию энергосистемы с целью питания центров обработки данных для AI, в результате чего доля цифрового спроса вырастет там до 25-30%.

Генсхема новая, а технологии старые
#энергопереход
Российская энергетика находится на старте нового большого инвестиционного цикла. В соответствии с утвержденной Генеральной схема размещения объектов электроэнергетики до 2042 года необходимо ввести 88,5 ГВт новой генерации. Для этого, а также для развития сетей требуется значительный объем инвестиций – в среднем по 2,5 трлн рублей в год. Все обсуждают, что из тарифных источников таких средств не получить. Основным для отраслевой повестки становится вопрос, где взять такие большие средства?

Однако, Генеральная схема рассматривает в качестве отраслевой основы традиционный пакет архитектурных и технологических решений и недооценивает потенциал технологий и практик нового энергетического уклада для снижения потребности в инвестициях при покрытии дефицита мощности. С точки зрения НТИ Энерджинет, может быть предложена альтернативная схема размещения мощностей с потребностью в инвестициях на 20–25% меньших, чем при традиционном подходе. Кроме того, могут быть предложены новые рыночные механизмы и бизнес-модели, повышающие инвестиционную привлекательность отрасли для частного капитала без распределения инвестиционной нагрузки на всех потребителей.

В частности, перспективными практиками, снижающими потребности отрасли в инвестициях, являются:
👉 Цифровые распределительные электрические сети, обещающие рост доступности, качества и надежности электроснабжения за счет существенно меньших, чем в традиционном подходе, капитальных и операционных затрат;
👉 Распределенная энергетика на основе локальной генерации и микроэнергосистем, позволяющая снизить потребность в крупной генерации и магистральных сетях, и более рационально использовать возможности газовой инфраструктуры, приблизив источники энергии к потребителям;
👉 Сервисы по управлению энергетической гибкостью энергосистемы, в том числе сервисы управления спросом, электромобильности и интеллектуального управления зарядной инфраструктурой, также позволяющие оптимизировать потребности в генерирующих и сетевых мощностях за счет сглаживания профилей потребления.

Реализация новых технологий и практик важна не только для экстенсивного роста энергосистемы, но и для ее развития – придания энергосистеме качественно новых свойств, отвечающих актуальным запроса потребителей, за меньшие деньги, чем требует традиционный подход.

Каждому по роботу
#энергопереход
По оценке инвесторов в сектор человекоподобных роботов к 2040 году бок о бок с нами будет существовать от 1 млрд. до 10 млрд. рукотворных гуманоидов. К 2035 г. объем соответствующего рынка составит от $36 млрд. (Goldman Sachs) до $24 трлн. (Ark Invest).

Очевидно, что для такой огромный армии роботов понадобиться много энергии. Но важно другое, эта энергия должна быть автономной. Время автономной работы современных гуманоидов обеспечивается аккумуляторными батареями и , как правило, составляет 1-3 часа. Однако, чтобы сделать этих роботов коммерчески жизнеспособными, потребуется значительно увеличить время безотказной работы.

Технологии производства аккумуляторов развиваются быстрыми темпами. В отчете Morgan Stanley "Применим ли закон Мура к аккумуляторам?" говорится, что новые разработки в области аккумуляторов за последнее десятилетие постепенно увеличивали плотность энергии примерно на 20% каждые два года.

Не менее важны экономические аспекты аккумуляторных технологий. Согласно анализу BloombergNEF, цены на литий-ионные аккумуляторы достигли рекордно низкого уровня в 139 долларов за кВтч в 2023 году, что на 14% меньше, чем в предыдущем году. Ожидается, что эта тенденция сохранится, и к 2030 году цены, по прогнозам, достигнут 80 долларов за кВтч.

Помимо традиционных литий-ионных аккумуляторов, отрасль изучает многообещающие альтернативы. Твердотельные аккумуляторы обеспечивают более высокую плотность энергии и повышенную безопасность за счет отказа от жидких электролитов, в то время как водородные топливные элементы позволяют увеличить время работы без частой подзарядки. Эти достижения в сочетании со сложными системами управления батареями на базе искусственного интеллекта и терморегулирования открывают путь к созданию человекоподобных роботов, способных работать дольше и эффективнее.

На наших глазах возникает новый огромный сегмент нового энергетического уклада.

Подробнее читайте здесь.

ГОЭЛРО 2.0
#энергопереход
Михаил Расстригин, первый вице-президент фонда «Центр стратегических разработок», в своей авторской колонке для «Ведомостей» обсуждает, что необходимость привлечения инвестиций в электроэнергетику, связанная с реализацией недавно утвержденной Генсхемы, неминуемо приведет к росту цен на электроэнергию (в диапазоне от 7 до 11% в год в период с 2026 по 2028 г).

В связи со сложившейся ситуацией он предлагает установить более жесткие стандарты и правила для участников рынка электроэнергетики, усилить конкуренцию на рынке строительства объектов энергетики, обеспечить развитие мощностей, компетенций и конкуренции на рынке национального энергомашиностроения.
Кроме того он пишет:

Для реализации такой масштабной задачи нужно сформировать проектный офис в философии государственно-частного партнерства, который соберет объективную текущую картину по отрасли, собьет консенсус по регуляторной рамке с участниками рынка, погрузит его в нормативное поле и запустит, таким образом, модернизацию электроэнергетики на базе отечественного машиностроения, например в качестве национального проекта ГОЭЛРО 2.0.

Нам нравится предложенная идея проекта ГОЭЛРО 2.0 с опорой на развитие отечественного машиностроения. Единственное, на что мы хотели бы обратить внимание, что данный проект должен ориентироваться не только и не столько на воспроизводство текущих энергетических технологий, но на формирование нового энергетического уклада, критически необходимого для запуска нового цикла экономического роста в гражданском секторе, поддержания конкурентоспособности российской экономики, хозяйственного освоения пространств России, роста производительности труда, развития цифровой экономики и ИИ, масштабной роботизации промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Отметим, что именно ставка на формирование нового энергоуклада помогла нашим предкам 100 лет назад в рамках реализации ГОЭЛРО 1.0 построить фундамент для долгосрочного развития экономики и общества.

Дмитрий Холкин, лидер EnergyNet и большой профи в энергетике, делает широкий обзор вклада энергетической инфраструктуры в факторную производительность и экономический рост. Климат тут ни при чем - освоение и трансформация ряда ландшафтов (распределенные поселения и постиндустриальные города) получают от умных и гибких сетей и ВИЭ 30-40% прироста производительности за счет снижения стоимости энергии. Обыватель, рассуждая о «дешевом угле», просто не знает, как устроен быт северов, куда надо возить дизель с финальной ценой 10х к цене «материка».

«Надо осознать, что новый энергетический переход – это комплексное явление, которое возникло не только и не столько для преодоления климатического кризиса, а еще и для развития новых видов экономической деятельности, для пространственного развития и освоения территорий, для энергетического обеспечения новой промышленной революции.»

В статье по ссылке ниже коллеги из Центра НТИ "Энерджинет" приводят обзор потребностей развития энергетики для новой промышленной революции. Среди прочего мой взгляд привлекло одно утверждение, которое наглядно демонстрирует, насколько междисциплинарной является тема экономического развития в условиях энергоперехода. Коллеги цитируют работу российского ученого-экономиста, который указывает на существенную зависимость роста экономики от повышения скорости транспортировки людей и грузов и приводит квадратичную зависимость скорости транспортировки от плотности запасаемой энергии. Таким образом акцентируется внимание на том, что энергетический уклад является сдерживающим фактором, а смена укладов будет драйвером экономического роста.

Мне в связи с этим вспоминается дискуссия, в которой мы с коллегами по Новой лиге университетов (Европейский Университет в Санкт-Петербурге, Сколтех, РЭШ и Шанинка) участвовали в рамках круглого стола "Прикладные исследования в области климатической и социальной политики" в октябре 2021 года. В рамках установочного доклада этой дискуссии Михаил Эгонович Дмитриев приводил оценки, согласно которым для России драйвером экономического роста могло бы стать повышение качества и связности сети региональных дорог, которые напрямую определяют скорость грузоперевозок. Таким образом, более полный тезис, по-видимому, состоит в том, что экономический рост зависит от скорости транспортировки людей и грузов, которая в свою очередь зависит как от плотности энергии, так и от качества региональной дорожной сети.

https://t.iss.one/internetofenergy/2606

Инверторы, формирующие сеть
#энергопереход
Переход к более экологичной энергии сталкивается с техническими вызовами, особенно в вопросе стабильности энергосистем. Инверторные источники энергии (IBR), такие как аккумуляторные батареи и солнечные панели, играют ключевую роль в этом процессе, но их интеграция требует новых подходов. Одним из таких решений становится технология автономных инверторов в режиме источников напряжения, или Grid-Forming (GFM), которая позволяет энергосистемам работать даже при минимальном участии традиционных генераторов или вовсе без них.
Описание технологии GFM и потенциала ее использования в сетях приводится в статье "Инверторы, формирующие сеть", вышедшей в № 2, т. 22 журнала Power & Energy за 2024 год.
Подробнее читайте в заметке.

Китай развивает виртуальные электростанции, управляемые ИИ
#энергопереход #регулирование
В условиях глобального перехода к низкоуглеродной энергетике Китай активно развивает виртуальные электростанции (VPP) – сложные системы управления распределёнными источниками энергии. Одним из ключевых вызовов в этой сфере является обеспечение гибкости, надёжности и интеллектуальности работы таких систем. В статье "Как виртуальные электростанции с технологиями искусственного интеллекта меняют энергетический ландшафт Китая", вышедшей в № 6, т. 22 журнала Power & Energy за 2024 год (авторы: Chen, Q., Wang, X., Feng, C., Li, C., & Zheng, K.) рассматривается использование искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации работы VPP и повышения их эффективности, приводится описание технологии VPP и потенциала ее использования в энергосистеме Китая. Предлагаем вашему вниманию её краткий обзор.