УМНЫЕ СЕТИ И БИРЖЕВАЯ ТОРГОВЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ
Доктор экономических наук И.К. ХУЗМИЕВ (Северо-Кавказский горно-металлургический институт)
Существующая электроэнергетика -это вертикально интегрированная система, соответствующая основным концепциям развития экономики в ХХ веке. Она перестала соответствовать вызовам технологий нового столетия и нуждается в коренной модернизации. В связи с увеличением потребления электроэнергии, развитием информационных технологий, возобновляемых источников энергии, проблемами изменения климата, начавшейся электроавтомобилизацией, снижением надёжности, качества и безопасности энергоснабжения, а также ростом цен и тарифов в последние годы мировая электроэнергетика ста-
Рис. 1.
Классическая энергосистема.
о
С\1 О)
ГС S
о с
о *
0
S
1 X
ш
S
О X
О *
о
о: s
(D X
О
ла меняться как новая интеллектуальная активно-адаптивная энергосистема, которую иногда называют "умная сеть" (Smart grid)1. Отличие классической энергосистемы (рис. 1) от "умной" можно сравнить с разницей между проводной телефонией и сотовой. "Новая электроэнергетика" (рис. 2) позволяет оптимизировать производство и потребление энергоресурсов, повысить надёжность и качество энергоснабжения, расширить использование экологически чистых возобновляемых источников энергии2. Она должна стать приоритетным национальным проектом с целью достижения устойчивого развития экономики страны и перехода её от сырьевой к инновационной.
Департамент электрических сетей министерства энергетики США сформулировал следующие ключевые требования к новой электроэнергетике.
1. Доступность - обеспечение потенциальных потребителей электроэнергией соответствующего качества когда и где она им необходима.
1 The National Technology Laboratory: "А vision for the Modern Grid", 2007; Дорофеев В.В., Макаров А.А. Активно-адаптивная сеть - новое качество ЕЭС России // Энергоэксперт. 2009. № 4; Smart Power Grids - Talking about a Revolution // IEEE Emerging Technology Portal. 2009.
2 "Grids 2030". A National Vision for Electriciti's Second 100 years. Office of Electric Transmission and Distribution of USA Dapartment of Energy. 2003.
Производство
Распределение
Рынки и операции
Потребление
Электрическая сеть
Электричество подаётся в одном направлении
О
> Централизованное оптовое производство, в основном на угле и газе
• Даёт 40% С02, образующегося в результате деятельности человека ' Управляемое производство и предсказуемые нагрузки
1 Ограниченная автоматизация и ситуативная информированность
• Большое количество частных закрытых систем
» Нехватка данных о потребителе для управления спросом и сокращения потребления энергии
28
© И.К. Хузмиев
Счётчики нового поколения и данные о потреблении в реальном времени ,
Домашнее оборудование нового поколения у
Рис. 2.
Новая электроэнергетика.
2. Надёжность - возможность противостояния любым негативным воздействиям без тотального отключения или высоких затрат на восстановительные работы , максимально быстрое восстановление (самовосстановление).
3. Экономичность - оптимизация тарифов на электроэнергию для потребителей и снижение общесистемных затрат.
4. Эффективность - максимизация эффективности использования всех видов ресурсов и технологий при производстве, передаче, распределении и потреблении электроэнергии.
5. Совместимость с окружающей средой - снижение негативных воздействий на окружающую среду.
6. Безопасность - недопущение ситуаций в электроэнергетике, опасных для людей и окружающей среды.
В работе Б.Б. Кобец с соавторами3 сформулированы следующие исходные
3 Кобец Б. Б., Волкова И. О. Smart Grid как концепция инновационного развития электроэнергетики за рубежом //Энергоэксперт. 2010. № 2.
положения, принятые при разработке и развитии концепции Smart Grid.
1. Концепция Smart Grid предполагает системное преобразование электроэнергетики (энергосистемы) и затрагивает все её основные элементы: генерацию, передачу и распределение (включая и коммунальную сферу), сбыт и диспетчеризацию.
2. Энергосистема рассматривается в будущем как инфраструктура подобная сети Интернет, предназначенная для поддержки энергетических, информационных, экономических и финансовых взаимоотношений между всеми субъектами энергетического рынка и другими заинтересованными сторонами.
3. Развитие электроэнергетики должно быть направлено на развитие существующих и создание новых функциональных свойств энергосистемы и её элементов, обеспечивающих достижение ключевых ценностей новой электроэнергетики, выработанных в результате совместного видения всеми заинтересованными сторонами целей и путей её развития.
4. Электрическая сеть (все её элементы) рассматривается как основной объект формирования нового технологического базиса, обеспечивающего улучшение достигнутых и создание но- ^ вых функциональных свойств энерго- 8 системы. £
5. Разработка концепции комплекс- I но охватывает все основные направ- s ления развития (от исследований до g практического применения) и должна 1 вестись на научном, нормативно-пра- ^ вовом, технологическом, техническом, | организационном, управленческом и § информационном уровнях. «
6. Реализация концепции носит ин- | новационный характер и способствует J" переходу к новому технологическому = укладу в электроэнергетике и в экономике в целом.
Отметим, что в описании умных сетей практически ничего не сказано про организацию торговли электроэнергией, за исключением следующего: "открытый доступ на рынки электроэнергии активного потребителя и распределённой генерации, способствующий повышению результативности и эффективности розничного рынка". Ясно, что энергосистема Smart Grid может обеспечить выход на конкурентный рынок электроэнергии, как потребителей, так и производителей за счёт управления потреблением и децентрализованной генерации. При этом потребители могут в определённых условиях превращаться в источники, имея собственную генерацию на базе ВИЭ и электроавтомобили (во время стоянки аккумуляторы электроавтомобилей могут быть использованы в виде источника электроэнергии для внешних потребителей). Концерн Toyota разработал новую универсальную систему взаимного обмена электроэнергией между электромобилем и жилыми домами. Использование инновационной технологии позволяет накапливать в аккумуляторах, например, энергию от солнечных батарей, установленных на крыше дома, и использовать её впоследствии ночью. Также можно использовать систему как генератор электроэнергии в пасмурные дни.
Любой субъект умной сети должен иметь право на свободный доступ к биржевой площадке, которая объединит источники энергии, потребителей, транспортные и распределительные ^ сети, объекты, аккумулирующие энер-§ гию. Тут все равны: генерация мощ-? ностью 1 кВт и 1 ГВт, потребитель I 10 кВт • ч и 10 МВт • ч. Субъект может § потреблять, генерировать, продавать, g- аккумулировать энергию. Биржа - это i виртуальная облачная площадка, ко® торая напоминает социальную сеть | или интернет-магазин без фиксирован-I ных цен и посредников. В результате s исчезает монополизм поставщиков, и I снижаются издержки. Права всех субъ-f ектов равны вне зависимости от их ха-= рактеристик. Это магазин с аукционами (по продаже энергии на сутки и на час вперёд, мощности на срок от года до
пяти лет вперёд), расчётным центром и регистрацией прямых договоров. Как известно, участие в социальных сетях интернета бесплатно, так как там есть реклама. Поэтому в зависимости от концепции организации энергобиржы оператор за свои услуги будет или не будет получать некий процент от сумм сделок, который может устанавливаться ФСТ РФ. Это основа активно-адаптивных сетей ("умных сетей")4. На биржу, как виртуальную площадку, сводятся торговля, оптимизация транспортных коридоров, аккумуляции, распределения и выравнивания нагрузок. Поэтому, если биржа для вертикально интегрированной энергетики - это просто торговая площадка, то для умных сетей это комплексный логистический центр управления и оптимизации.
Умная сеть может быть рассмотрена, как состоящая из двух систем.
1. Железо-материальные объекты: генераторы, сети, системы защиты, трансформаторы, системы аккумуляции и т.д.
2. Софт-информационные системы, программное обеспечение, менеджмент и т.д.
Обе системы зависят друг от друга и должны обеспечить устойчивое функционирование в любых номинальных и форс-мажорных условиях, обеспечивая надёжное энергоснабжение всех субъектов экономики, ЖКХ, бюджетной сферы, общественных организаций и т.д., то есть работать как гомеостат. Новая торговая система - это система без сбытов. Каждый потребитель и пул потребителей могут свободно заходить на торговую площадку в интернет магазин или виртуальную биржу, типа NASDAQ, как покупатель или как продавец электроэнергии без посредников, которые сегодня диктуют условия поставки (как монополисты). Институт гарантирующих поставщиков должен быть ликвидирован, как было предусмотрено при запуске реформы РАО "ЕЭС России". Работу на бирже субъекты сети могут осуществлять са-
4 Программа НИСТ по стандартизации и совместимости элементов активно-адаптивных систем. URL: www.nist.gov/smartgrid
мостоятельно или через брокеров, как это делают часто обычные покупатели. Можно пойти в магазин самому или попросить кого-нибудь сделать покупку. При этом за вход в магазин, как правило, не нужно платить. Должна осуществляться свобода входа в систему умной сети без всяких предварительных взносов. Нужно рассмотреть вопрос применения голландских аукционов на понижение цены во время биржевых сессий на рынке на сутки вперёд и на час вперёд. Система может работать через интернет, но нужно изучить вопрос по использованию электросетевой инфраструктуры, так как внутри сети есть коммуникационная магистраль на основе PLC-технологии (Power Line Communication), а также оптоволокно. При активном развитии умных сетей должна возникнуть ситуация конкуренции между транспортными и распределительными электрическими сетями и на этой базе можно создать ситуацию не фиксированных тарифов (динамическое ценообразование). Об этом нужно думать уже сегодня.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.