2012-06-06 09:28:00

В течение десятилетий энергетики бьются над решением проблемы энергетических пиков

Термин «умные сети» (Smart Grid — Self Monitoring Analysis and Reporting Technology) стал общеупотребительным недавно, хотя исследования возможности создания и внедрения подобных технологий велись в Европе, США и СССР еще в 70-е годы. Тогда прежде всего речь шла о самодиагностике и основной задачей ставилось повышение надежности работы оборудования и возможности его дистанционного контроля.

Сегодня термин Smart Grid приобрел более широкий смысл и заявил о себе как о новом масштабном направлении в энергетике, позволяющем, с одной стороны, решать проблемы, касающиеся энергоэффективности, — сокращение энергопотерь, а ежегодно в мире при передаче энергии теряется от 5 до 15% энергии, уменьшение затрат ресурсов и объемов выбросов в атмосферу. А с другой — сделать более удобной жизнь современного человека, например при помощи этих технологий управлять электроснабжением дома и электроникой в нем.

Хотя подобные исследования велись 40 лет назад, сегодня эта проблема стала актуальной по нескольким причинам. Во-первых, из-за вопроса энергоэффективности, который на фоне непрекращающегося экономического кризиса вышел на первый план во всем мире, в том числе и в России. Вопрос вопросов: как избежать потерь энергии, увеличить надежность энергоснабжения, снизить госрасходы на электричество и плату за коммунальные услуги?

Второй и очень существенной причиной стал вопрос износа сетей. В течение десятилетий энергетики бьются над решением проблемы энергетических пиков, подтачивающих год за годом сети. Ведь одна из основных проблем энергосистемы — два ярко выраженных пика, утром и вечером (когда люди встают на работу и возвращаются домой), и провал ночью, когда все ложатся спать. Эта неравномерность губительна для энергосистемы.

Третья причина состоит в том, что сегодня открылись новые возможности. Развитие современных информационных технологий позволяет воплотить самые смелые мечты тех ученых, которые начинали развивать эту тему 40 лет назад.

Надо особо отметить, что развитие «умных сетей» — пример симбиоза энергетики с другими отраслями. Одной из них, например, стала автомобильная промышленность, а точнее ее инновационное направление — электротранспорт.

По мнению энергетиков, для выравнивания перепадов в сетях необходимо увеличение ночного потребления энергии. Именно поэтому один из необходимых элементов, внедряемых в Smart Grid, — накопители энергии, способные забирать энергию ночью и выдавать ее днем, выравнивая таким образом перепады нагрузок на сети. Но при этом энергетики считают, что эту функцию могут выполнять электромобили, заряжающиеся от обычных розеток.

Ведь электромобиль в отличие от обычного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания заряжается по принципу ноутбука или мобильного телефона — включается в розетку на всю ночь. То есть определенное количество электромобилей, поставленных одновременно на ночную зарядку, уже в состоянии выступить в качестве того самого накопителя энергии. Для того чтобы эта ситуация из умозрительной стала реальной, необходимо всего-навсего достижение критической массы электромобилей.

Например, для такого города, как Москва, где, по прогнозам, к 2015 году количество автомобилей достигнет 5 млн, достаточно, чтобы 1,5% от их общего числа были на электротяге. Уже в этом случае их ночная подзарядка сможет решить проблему энергетических пиков и выровнять перепады нагрузок. А в обозримом будущем электромобили смогут не просто брать энергию, но и отдавать ее. Соответственно, владельцы электрокаров смогут покупать и продавать энергию — накапливая ночью по дешевому тарифу и продавая днем по высокому, становясь тем самым активным участником рынка электроэнергетики.

Практически во всех постиндустриальных странах развитие энергоэффективных технологий обозначено как одно из магистральных направлений, на которое государства выделяют большие средства. Например, в США в модернизацию электросетей инвестируется порядка 5 млрд долл. При этом американские эксперты рассчитывают благодаря использованию системы Smart Grid уже к 2020 году сэкономить около 1,5 трлн долл. за счет снижения потребления энергии и повышения надежности сетей.

Во всех странах активно проводятся исследования в этой области — реализуются пилотные проекты, позволяющие просчитать эффективность, и строятся демонстрационные сети. Например, меньше месяца назад в Японии начали тестировать Smart Grid M-tech Labo (этот проект — часть крупного проекта по созданию энергетических и социальных систем следующего поколения в экогороде Киханна), в которую в качестве генераторов интегрировали пять электромобилей Mitsubishi i-MiEV, а также подержанные аккумуляторные батареи, снятые с электромобилей.

Эта система позволит выравнивать пики энергетических нагрузок за счет ночного заряда электромобилей, во время низкого потребления, накопления энергии в аккумуляторных батареях и последующего возврата этой энергии назад в электросеть во время максимального потребления. Создатели демонстрационной сети считают, что использование электромобилей и подержанных аккумуляторных батарей вместо дорогостоящих генераторов позволит снизить затраты на Smart Grid.

Что касается России, где сейчас наблюдаются самые большие потери при передаче энергии — 14% от общего объема, то, по данным Федеральной сетевой компании, введение в России «умных сетей» позволит уменьшить потери на 25% и таким образом сэкономить порядка 35 млрд кВт ч в год. В рублевом эквиваленте это составит более 50 млрд.
 

источник: