ОБЗОР И ПЕРСПЕКТИВЫ: 7-Я ГОДОВЩИНА ИНТЕРНЕТА ЭНЕРГИИ (IOE) В КИТАЕ

Мэнди Ванг, Руководитель отдела управления отраслевыми сегментами

В последние годы мы стали свидетелями масштабной модернизации и трансформации. В энергетике происходит переход от энергии из ископаемых видов топлива к возобновляемой энергии. Транспорт становится электрическим, внедряются новые технологии, такие как Интернет вещей (IoT), мобильная связь, облачные вычисления, большие данные, искусственный интеллект и блокчейн.

Все эти изменения воплощаются в новом тренде Интернет Энергии (IOE). Стоимость энергии теперь не зависит от цены топлива, а эффективность производства не зависит от его масштабов. Энергетика из зависимой от ресурсов отрасли превращается в сферу высокотехнологичного производства и цифровых сервисов. Дальнейшее повышение производительности и совершенствование невозможны без новых производственных связей или политического климата. Очевидно, что без государственного стимулирования трансформация энергетики по всему миру не будет успешной.

 В 2014 году в Китае началась реализация новой стратегии "Четыре реформы и одно сотрудничество", целью которой является достижение энергетической безопасности. В начале 2020 года было определено новое направление развития инфраструктуры "Цифровая инфраструктура, транспортная инфраструктура и интегрированная инфраструктура". 22 сентября 2020 года стартовала целевая программа по снижению пиковых углеродных выбросов и углеродной нейтральности. 15 марта 2021 года на девятом съезде Центрального финансово-экономического комитета впервые было предложено создать "электроэнергетическую систему нового типа". К концу 2021 года в энергетической системе, основанной на долгосрочном планировании, официально начат переход к рыночно-ориентированной трансформации, в которой промышленный и коммерческий спрос полностью определяет энергетический рынок. От технологической модернизации до рыночных механизмов для достижения конкретных целевых показателей углеродной нейтральности к 2060 году – государственная политика, направленная на промышленное развитие, постепенно способствовала созданию Энергетического Интернет в Китае.

ИНТЕРНЕТ ЭНЕРГИИ (IOE), ЧАСТЬ 1:
ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ УГЛЕРОДНОЙ НЕЙТРАЛЬНОСТИ

В энергетической отрасли Китая произошли существенные изменения, что подтверждается распространением аккумуляторных батарей, доступностью подержанных автомобилей на новых источниках энергии, увеличением количества промышленных систем с солнечными и ветровыми электростанциями. При этом возобновляемые ресурсы, для которых в отличие от ископаемых ресурсов, отсутствуют ограничения на выбросы CO2, интегрированы в электрические сети. Данная трансформация особенно заметна в автомобилестроении (приблизительно 10% от общего энергопотребления). Здесь продолжают появляться новые производственные предприятия, а количество автомобилей на новых источниках энергии (NEV) стремительно растет с 2012 года. К концу июня 2021 года количество личных NEV достигло 6,03 миллиона, что составляет 2% от общего количества транспортных средств. В "Дорожной карте в сфере энергосбережения и новых технологий для энергетики 2.0" Китайская ассоциация автомобилестроения прогнозирует, что к 2030 году объем продаж NEV достигнет 40% от общего рынка, а к 2040 году – 50% .

Объем производства и продаж NEV по-прежнему демонстрирует экспоненциальный рост. Согласно проведенным в Китае исследованиям, посвященным доступности и сроку службы NEV с 2012 года, с 2020 по 2040 год прогнозируется стремительное увеличение количества личных NEV: 190 миллионов к 2035 году и 300 миллионов к 2040 году. После 2040 года китайский рынок NEV будет постепенно насыщаться и стабилизируется на показателе приблизительно 350 миллионов единиц в 2050 году (на основе данных об объеме продаж 2021 года можно прогнозировать, что пиковое значение наступит раньше). В городе Шэньчжэнь, занимающем лидирующие позиции по указанным показателям, в 2021 году общественный транспорт был электрифицирован на 100%, а доля NEV уже составляла 40%. Создание и дальнейшее развитие информационного Интернет сопровождалось стремительным распространением компьютерной техники и персональных компьютеров. Считается, что общество, где превалируют NEV, позволяет упростить и стандартизировать процесс создания интеллектуальных терминалов Энергетического Интернет. В настоящее время любые NEV в Китае (в том числе гибридные и BEV) предусматривают запас энергии не менее 10 кВтч (среднее значение составляет приблизительно 50 кВтч для каждого транспортного средства): Все NEV оборудованы бортовыми коммуникационными системами 4/5G.

Наряду с NEV, в Китае наблюдается бурный рост объема мобильных платежей. Общественная зарядная станция представляет собой терминал с поддержкой мобильного IoT. Пользователи уже привыкли к тому, что для оплаты зарядки необходимо выполнить процедуры сканирования и электронной оплаты.

Персональные зарядные станции, предлагаемые различными компаниями, также применяют Bluetooth и другие телекоммуникационные технологии IoT. С 2017 по 2021 год количество общественных зарядных станций в Китае увеличилось с показателя менее 0,22 миллиона до 1,14 миллиона, при этом годовой рост составил 52%. Если говорить о личных зарядных станциях, их количество возросло с показателя менее 0,24 миллиона до более 1,47 миллиона, при этом рост составил 59%. NEV и соответствующие сети зарядных станций представляют собой типовые инфраструктуры для интеграции цифровых транспортных технологий, которые могут рассматриваться в качестве наглядного примера применения Интернета Энергии (IOE).

ИНТЕРНЕТ ЭНЕРГИИ (IOE), ЧАСТЬ 2:
ЦИФРОВЫЕ СЕРВИСЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ПОВЫШЕНИЕ ЦЕННОСТИ

В начале 2022 года девятью министерствами Китая был выпущен документ для стимулирования "зеленого" потребления. Частные компании и государственные организации объединили свои усилия для продвижения экологичного транспорта и экологичного строительства. В высокоразвитом Регионе Большого залива новое офисное здание было оборудовано крышей с солнечными батареями и электромобилями с двунаправленной зарядкой, а также зарядными станциями V2G. Технология V2G (система "автомобиль-электросеть"), которая уже реализована во многих проектах в Европе и США, превращает электромобили в мобильные устройства для хранения энергии. Инновационное решение, применяемое в городе Шэньчжэнь, предусматривает соединение сети транспортного средства (для движения), сети для зарядки (для получения энергии) и платформы виртуальной электростанции. Система дает электромобилю инструкции по расходу энергии, исходя из запросов пользователя, и обеспечивает достаточное количество энергии для возвращения транспортного средства домой. Участвующие в проекте транспортные средства получают такие преимущества, как продление срока службы аккумуляторной батареи, снижение стоимости энергии, полученной от солнечных батарей, им больше не нужно стоять в очередях на зарядку, которые приводят к повышению нагрузки на электрическую сеть. Обеспечивается адаптация в соответствии с интенсивностью движения и нагрузкой энергосетей, а также ограничение пиковой нагрузки.

Кроме того, единая платформа может гибко и оперативно реагировать на изменения в городской электрораспределительной сети для достижения целевых показателей, установленных для регулирования городской энергосистемы.  В разных сценариях зарядки/разрядки точно учитывается состояние зарядной станции, уровень безопасности аккумуляторных батарей, модели транспортных средств, а также требования для распределительной сети и правила работы виртуальной электростанции. Поэтому с целью поддержки инженеров для управления сценариями используется робот с функциями искусственного интеллекта и соответствующая распределенная сеть управления ресурсами (DRMN). DRMN предназначена для непрерывного функционирования и анализа с применением алгоритмов автоматической настройки, машинного обучения и оптимизации. Для максимальной эффективности работы и управления сеть адаптируется на основе высокоточных алгоритмов прогнозирования. Поэтому использование всего поддерживаемого оборудования, например, NEV, солнечных батарей и двунаправленных зарядных станций характеризуется высокой экономической ценностью. Кроме того, обеспечивается согласованное и оперативное взаимодействие механизмов дополнительного обмена данными между системами, прогностического планирования для максимального использования преимуществ Интернета Энергии (IOE).

Обширный опыт, недавно полученный в сфере внедрения автоматизированных операционных технологий (OT) и систематического использования информационных технологий, может быть полезен не только в транспортном секторе, но и распространен на другие энергетические технологии. Он способствует снижению углеродных выбросов и в конечном итоге позволит достичь углеродной нейтральности. Интернет Энергии (IOE) в сочетании с эффективными энергетическими рынками также будет объединять отдельные узлы для формирования более крупной сети создания ценности, которая будет использоваться во вспомогательных энергетических службах и инновационных решениях, например, для реагирования на изменение спроса. Это станет движущей силой для стремительного развития высокотехнологичной энергетики и способствовать появлению высоко прибыльных компаний в сфере Энергетического Интернет. Разумеется, в Китае будет создана общая энергетическая платформа, такая как AutoGrid (в США) или Next Kraftwerke (в Германии). Множество умных объединенных в сеть транспортных средств, оснащенных энергетическими установками (и системами для хранения энергии), превратятся в "энергетическую губку" и станут играть роль огромного универсального резерва для сетей энергоснабжения. Так, в Китае будет создан Autobidder – аналог Tesla.