Стратегия цифровизации энергетики, разработанная Правительством Великобритании, отраслевым регулятором Ofgem и агентством Innovate UK в сотрудничестве с энергетическим сектором, устанавливает концепцию и набор политик по цифровизации энергетической системы [1].

Стратегическое видение

Цифровизация энергетического сектора имеет решающее значение для достижения нулевого уровня выбросов к 2050 году и поддержки интеллектуальной и гибкой энергетической системы. Британская стратегия энергетической безопасности, опубликованная в апреле 2022 года, подчеркивает важность гибкости для энергетической безопасности.

Будущая система с нулевым балансом выбросов будет состоять из миллионов активов, включая солнечные батареи, электромобили, тепловые насосы, аккумуляторы и другие умные потребительские устройства. Эти активы уже сегодня находятся в домах и на предприятиях, и потребность в их эффективной и надежной интеграции в энергетическую систему продолжает расти.

Увеличение количества и разнообразия участников, продуктов и услуг в энергетической системе будет означать, что существующая система должна будет измениться с учетом и внедрением практики открытых данных, цифровых стандартов и, потенциально, новых институтов. Кроме того, появление цифровой энергетической системы повлечет за собой новые вызовы, в том числе изменение операционных процессов, вопросы кибербезопасности, расширенные меры по обработке данных и уникальные проблемы с конкуренцией. Потребуются новые рынки и платформы, эффективно развернутые в энергетической сети и с наименьшими затратами. В то же время декарбонизация будет означать дальнейшее переплетение энергетики с транспортом, телекоммуникационной отраслью и другими секторами экономики. Чтобы добиться успеха, необходимо с самого начала обеспечить цифровую связь с этими секторами.

Потребители будут находиться в центре этой системы. Им необходимо будет предоставить правильную информацию, чтобы они могли выбрать подходящие тарифы и услуги, которые помогут снизить их счета и одновременно способствовать декарбонизации энергосистемы. У потребителей появится больше возможностей активно участвовать в энергетическом рынке, в том числе продавать энергию, вырабатываемую крышными солнечными панелями, или использовать интеллектуальные средства управления, чтобы перенести свой спрос на периоды дня, когда цены ниже.

Это потребует огромного шага — изменения способности системы понимать свои все более сложные энергетические потоки и реагировать на них. Успех этого поэтапного изменения зависит от оцифрованного обмена данными, который поможет ускорить, автоматизировать, планировать и прогнозировать процессы намного лучше, чем в настоящее время.

Цифровизация позволяет системе работать гибко, оптимизируя работу энергетических активов таким образом, чтобы их можно было интегрировать с наименьшими затратами для потребителей. Будет очень трудно добиться глубокой декарбонизации энергетического сектора без значительно более высокого уровня гибкости энергосистемы. По оценкам авторов документа, гибкая энергетическая система Великобритании может снизить системные затраты на 30–70 млрд фунтов стерлингов до 2050 года.

Выгоды от цифровой трансформации энергетической системы

Цифровая энергетическая система — это та система, в которой:

• Презумпция открытости данных является отраслевым стандартом;

• Данные являются адекватными, стандартизированными и совместимыми по всему сектору;

• Надлежащим образом развернуты необходимая инфраструктура, процессы, технологии и навыки;

• Соответствующие правила и предписания, затраты и выгоды, а также роли и ответственность ясны всем участникам.

Цифровая энергетическая система обеспечит значительные преимущества для декарбонизации, экономики и потребителей.

1. Достижение углеродной нейтральности энергетической системы с наименьшими затратами для потребителей. Цифровизация обеспечит лучшую видимость возобновляемых источников энергии для системных операторов и поможет рынкам сигнализировать пользователям, когда использовать систему, например, вознаграждая потребителей, которые сокращают потребление в определенное время суток. Общие данные и цифровая инфраструктура лежат в основе координации всей системы и являются ключом к преодолению ее возрастающей сложности с наименьшими затратами для потребителей. Улучшенное качество данных и обмен ими также позволят гораздо лучше планировать и эксплуатировать энергетическую инфраструктуру.

2. Создание справедливой сделки для потребителей. Цифровые данные будут иметь основополагающее значение для оказания помощи и поощрения потребителей к участию в управлении энергосистемой, приведут их к лучшим экономическим результатам после перехода к углеродно-нейтральной энергетике за счет предоставления более специализированных услуг, в том числе для тех, кто имеет низкий доход или уязвим. Аналитические сервисы позволят выявлять проблемы потребителей и консультировать их по соответствующим решениям, таким как тарифы и услуги.

3. Стимулирование экономического роста во всех секторах. Цифровые технологии и стандарты, лежащие в их основе, будут стимулировать будущий экономический рост Великобритании. Новая экономическая активность, рабочие места, предприятия, продукты, услуги и преимущества торговли станут возможными благодаря открытию доступа к цифровой энергетической системе и ее данным для остальной экономики. Ожидается, что рынок низкоуглеродных товаров и услуг в Великобритании вырастет с 40–150 миллиардов фунтов стерлингов по состоянию на 2015 год до 0,5–1,4 триллиона фунтов стерлингов в 2050 году.

Пример цифровых энергетических практик

В рассматриваемом докладе вводится важное различие межу оцифровкой и цифровизацией. Под оцифровкой (digitisation) понимается создание или преобразование информации и данных в цифровой формат, который легко интерпретируется машинами и из которого можно извлечь аналитические выводы. А под цифровизацией (digitalisation) понимается трансформация бизнеса или отрасли путем использования цифровых технологий для улучшения ее процессов.

Для закрепления понятия цифровизации приведем пример из доклада, касающийся интеллектуальной зарядки устройств, подключенных к платформе Kaluza.

Интеграция большего количества возобновляемых источников энергии в энергетическую систему необходима Великобритании для достижения “чистого нуля” углеродного баланса. Однако времена, когда светит солнце и дует ветер, не всегда могут соответствовать периодам высокой потребности системы в электроэнергии. Такие платформы, как Kaluza, демонстрируют, как можно контролировать спрос, чтобы гарантировать, что устройства заряжаются более дешевой и экологически чистой энергией при более низком спросе в сети.

Программная платформа Kaluza предназначена для подключения к миллионам интеллектуальных устройств, таких как электромобили, электрические обогреватели и домашние аккумуляторы, принадлежащие частным потребителям, и интеллектуального управления их зарядкой.

Владельцы устройств используют мобильное или веб-приложение, чтобы сообщить Kaluza, например, когда они хотят, чтобы их электромобиль был готов к поездке. Искусственный интеллект и машинное обучение Kaluza используют эту информацию наряду с данными в режиме реального времени от устройств, рынков электроэнергии, розничных торговцев, сайтов с прогнозами погоды и системных операторов для прогнозирования потребностей электроэнергетической системы, а также оценки совокупной мощности подключенных устройств для поддержки сети.

Основываясь на этих поминутных данных, Kaluza динамически управляет устройствами, чтобы они потребляли энергию в периоды низкого системного спроса и в периоды высокой выработки электроэнергии из возобновляемых источников энергии, удовлетворяя потребности клиентов. Кроме того, Kaluza оптимизирует домашние аккумуляторы и автомобильные зарядные устройства для передачи накопленной энергии обратно в сеть, помогая снизить нагрузку на систему в часы пик и зарабатывая деньги своим пользователям.

Барьеры цифровизации

У цифровой трансформации энергетической системы существуют следующие барьеры:

1. Масштаб изменений, необходимых для оцифровки энергетической системы, значителен. Это требует интеграции миллионов новых энергетических активов, каждый из которых потенциально имеет другого владельца, сотрудничества нескольких крупных, а иногда и конкурирующих организаций и новой инфраструктуры, способной не только управлять триллионами защищенных потоков данных, но и прогнозировать их. Домашние хозяйства и предприятия больше не являются пассивными потребителями, у них расширяются возможности для участия в энергетической системе. Поэтому цифровизация должна происходить таким образом, чтобы приносить пользу растущему и разнообразному кругу различных интересов. Система также находится на стыке множества других секторов, а это означает, что ее управление требует понимания многих факторов, которые выходят за рамки ее прямой компетенции. Энергетическая система становится значительно более сложной.

2. Культура и стимулы. Энергетические данные более ценны в сочетании с другими наборами данных. Национальная энергетическая система Великобритании богата возможностями для объединения данных из различных сфер деятельности, включая системные активы, строительный фонд, физическую сеть, погоду, работу системы и данные из других секторов. Однако без надлежащих стимулов предприятия часто по умолчанию хранят данные для собственного использования, отказывая потребителям и другим заинтересованным сторонам в доступе и более широких выгодах, которые могут быть реализованы только при совместном использовании данных.

3. Общая инфраструктура. Энергетическая система, построенная вокруг общей цифровой инфраструктуры, от наборов данных до процессов и платформ, может лучше справляться со сложностями, с которыми в настоящее время сталкивается энергетическая система, и является основой, от которой зависит улучшение качества данных, их наглядности и доступа. Общая цифровая инфраструктура будет способствовать лучшему обмену данными и их использованию.

Из более широких соображений к барьерам следует отнести еще несколько вопросов:

1. Кибербезопасность и конфиденциальность данных. Энергетическая система будущего будет все больше зависеть от цифровых технологий. Расширение возможностей подключения к цифровым системам производства, передачи и распределения энергии открывает новые возможности для их использования киберпреступниками. Надежная кибербезопасность и практика обеспечения конфиденциальности данных будут иметь решающее значение для стабильности системы и придания потребителям уверенности в использовании подключенных низкоуглеродных технологий.

2. Цифровая интеграция и этика данных. Данные и связанные с ними цифровые сервисы уже становятся неотъемлемой частью нашей жизни независимо от того, взаимодействуем мы с ними напрямую или нет. Поскольку цифровизация продолжается, она предоставляет возможность способствовать большей интеграции людей в общество. Управление активами данных и оцифровка продуктов и услуг — это шанс выявить и исправить социальное неравенство, чтобы способствовать большей справедливости в обращении компаний с людьми. Тем не менее, мы также признаем, что повсеместная цифровизация также несет свои риски для цифровой интеграции, и этические практики при использовании данных должны быть поняты пользователям и смягчать эти риски.

План действий

Основные направления работ по цифровой трансформации энергосистемы — следующие:

1. Обеспечение лидерства и координации. Правительство Великобритании и Ofgem будут обеспечивать руководство и координацию, внедряя и продвигая совместный и партнерский подход к созданию цифровой энергетической системы, которая работает для всех, разрабатывая общее видение и согласованный подход к достижению этой цели. Осуществлять это планируется за счет того, что отраслевые регуляторы будут подавать пример, совершенствуя практику сбора энергетических данных, организуют процессы координации отраслевых изменений, будут наращивать темпы изменений, финансируя и поддерживая Целевую группу по цифровизации энергетики для определения следующих шагов и приоритетов в направлении цифровизации.

2. Регулирование и политика как стимулы цифровизации. Политика Правительства Великобритании и Ofgem будет направлена на обеспечение больших и более качественных инвестиций в данные и цифровизацию, а также на координацию усилий по всему сектору. Будут внедрены стимулы для заинтересованных сторон, подталкивающие к соблюдению согласованных стандартов в отношении данных и использованию общих цифровых инструментов. Для этого предполагается придерживаться гибкой нормативно-правовой базы в отношении данных, цифровизации и дизайна рынка, работать с участниками рынка для вовлечения их в процессы цифровизации, работать с сетевыми компаниями в части упрощения сбора данных в момент регистрации энергетических активов.

3. Сотрудничество с сектором для разработки цифровых инструментов и инфраструктуры. Данные должны рассматриваться как активы, а связанные с ними цифровые сервисы должны стать прозрачными и доступными для всех. Планируется изменить способ обмена энергетическими данными и создать экосистему энергетических данных, которая будет работать для всех, стимулировать создание новых сервисов и цифровых решений, в т. ч. работать с промышленностью над финансированием и разработкой инновационных общесистемных цифровых решений и архитектур, работать над поиском долгосрочного решения проблемы регистрации активов для улучшения качества и наглядности данных о маломасштабных энергетических активах.

Некоторые выводы по докладу

• Цифровая трансформация энергетики — не самоцель, а способ решения какой-то фундаментальной для отрасли проблемы. В случае с Великобританией это решение проблемы масштабного развития управления энергетической гибкостью в контексте перехода к углеродно-нейтральной энергетике. В России такой фундаментальной проблемы сейчас нет, и начавшийся было мощный поток проектов цифровизации энергетики разбился на тонкие, часто быстро высыхающие ручейки оцифровки отдельных активов и процессов. Тем не менее, цифровизация может оказаться значима в решении проблем локальных практик, где потребность в новых решениях и той же энергетической гибкости велика, например, в сфере активного потребления энергии или энергоснабжения изолированных территорий.

• Цифровизация — это не про внедрение цифровых новинок, а про трансформацию бизнеса и отрасли на основе цифровых технологий. В России цифровизация в энергетике отдана на откуп крупным энергетическим компаниям, часто — с государственным участием. Эти компании не заинтересованы и часто не имеют возможностей и внутреннего потенциала для формирования и развития новых бизнес-моделей. А малые энергетические компании и технологические компании слишком малочисленны и малозначимы для отрасли, чтобы переломить процесс. При такой конфигурации субъектов энергетического рынка шансов на цифровой прорыв не много.

• В системе управления цифровыми изменениями в энергетике Великобритании одну из ключевых ролей играет независимая некоммерческая организация Energy Systems Catapult, которая по заказу Правительства подготовила с участием экспертного сообщества рекомендации, на которых базировалась дальнейшая работа по формированию национальной стратегии и плана действия. Здесь стратегирование принципиально разнесено между независимой экспертной площадкой и государственным ведомством, что позволяет вырабатывать более перспективные и системные решения. В России выработка политики цифровой трансформации преимущественно ведется на площадке Министерства энергетики или близких государству корпоративных новообразований, таких как Ассоциация “Цифровая энергетика”. Это сужает идейное пространство выработки решений по цифровой трансформации российской энергетики.

Источники:

1. Digitalising our Energy System for Net Zero: Strategy and Action Plan 2021. URL: https://www.gov.uk/government/publications/digitalising-our-energy-system-for-net-zero-strategy-and-action-plan

Автор: Дмитрий Холкин