«Умный город» потребует альтернативной энергетики и стабильного энергоснабжения

Понятие «умные города» больше не относится к термину из научной фантастики. Это реальная рабочая концепция развития городских пространств, которую реализуют все ведущие страны мира, включая Россию.

В конце 2018 года Минстрой РФ разработал проект «Умного города» в рамках программы «Цифровая экономика» («Информационная инфраструктура»), направленный на повышение эффективности управления городами. Вместе с тем был создан и портал «Банк решений умного города», цель которого — помочь регионам и городам с выбором конкретных технологий. В качестве пилотных проектов, помимо Москвы и Санкт-Петербурга, были определены Сочи, Уфа и Тольятти. Работы по внедрению инноваций ведутся уже сейчас, а полный переход в «умный» стандарт планируют завершить к 2024 году.

После того, как мы определи, что «умный город» — это уже не столько будущее, сколько наша с вами повседневность, давайте же поближе рассмотрим, что же это за концепция и каково ее предназначение.

«Умным городом» принято называть совокупность информационных технологий и технологий интернета вещей, которые обеспечивают взаимодействие населения с элементами городской инфраструктуры (транспорт, коммунальное хозяйство, управление ресурсами т. п.). Так, скажем, в Сочи в 2018–2020 годах в рамках описанного выше проекта появятся интернет-сервисы для решения острых проблем горожан и туристов: реестр туристических объектов, календарь событий, платформа для сдачи/аренды квартир, электронный проездной и т. д. — всё это и есть элементы «умного» города.

Тем не менее во многих странах процесс всеобщей цифровизации начался еще раньше, и в 2013 году городов с элементами «умной» инфраструктуры насчитывалось уже два десятка по всему миру. Больше того, согласно отчёту IHS Technology, к 2025 году таких населенных пунктов станет минимум восемьдесят восемь. Примечательно, что более пятидесяти будут созданы в странах Азии. Сейчас самым «умным» городом в мире считается Сингапур.

Ключевой фактор развития «умных» городов

Превращение обычного города в «умный» сопровождается резким ростом потребления электроэнергии и повышением требований к стабильности энергоснабжения. Таким образом, доступ к энергоресурсам становится важнейшим системным фактором существования «умных» городов. Поэтому правительства всех стран сейчас ломают голову над дилеммой: как обеспечить эффективное энергоснабжение городской инфраструктуры и при этом не навредить экологии, поскольку экологическая обстановка напрямую влияет на качество жизни всех горожан. Это объясняет, почему становится популярной «зелёная» энергетика. Здесь важно подчеркнуть, что эффективность возобновляемых источников энергии (ВИЭ) растет, а себестоимость условного киловатт-часа постоянно уменьшается. По этой причине многие страны рассматривают солнце и ветер как крайне перспективные источники энергии, которые в будущем смогут удовлетворить потребности городов нового поколения.

Перспективы «зеленого» электричества

Исследования ООН показали, что уже в 2017 году инвестиции в возобновляемые источники энергии превысили вложения в «традиционную» энергетику, поэтому в будущем вполне реальна ситуация, когда человечество почти полностью откажется от ископаемых видов топлива. К примеру, в Саудовской Аравии в программу солнечной энергетики будет инвестировано около 200 млрд долларов США. Китай готовится строить гигантскую ветряную ферму, которая сможет в перспективе вырабатывать сперва 6 тыс., а потом и до 10 тыс. мегаватт энергии. Постройка такой глобальной электростанции выведет Китай в лидеры использования альтернативных источников энергии.

В России всё пока не так радужно и доля ВИЭ составляет всего около 1%. Однако планы развития «зеленой» отрасли существуют. Особенно это касается регионов на Севере и Дальнем Востоке, где возобновляемые источники энергии сильно сократят расходы на доставку электричества: незачем будет тянуть длинные линии коммуникаций от электростанций к потребителям, ведь электроэнергия будет вырабатываться на месте.

В защиту «классики»

Безусловно, альтернативная энергетика необходима для функционирования «умных» городов будущего. Однако с ней не все так просто: с развитием и ростом количества «умных» городов растет и потребление электричества, а темпы развития возобновляемых источников энергии пока не настолько велики. К тому же все большее распространение электромобилей также увеличивает нагрузку на энергосети. Поэтому о полном замещении ископаемых источников энергии речь пока не идет. Вдобавок в отличие от ветряной и солнечной энергии, которая сильно зависит от погоды, ископаемая «классика» стабильна, и разведанных запасов пока еще достаточно для сохранения экономической привлекательности их использования.

Из всего выше сказанного следует, что решение проблемы электроснабжения «умных» городов очевидным образом лежит в применении комплексного подхода, который бы комбинировал источники энергии и надежные, безопасные и эффективные системы хранения и распределения энергии и управления ею. При комплексном подходе нивелируется негативный фактор погодозависимости и сезонозависимости «зеленой» энергетики за счет запасов энергии и грамотного ее перераспределения. Влияние на окружающую среду традиционной энергетики также снизится вслед за снижением объемов добычи и использования ископаемых. Причем чем сложнее и продуманнее будут такие системы управления энергией, тем меньше окажется потребность в ископаемых.

Зачем бизнесу управлять энергией уже сегодня

Во-первых, вложения в системы управления электропитанием дают компаниям возможность не терять деньги и репутацию из-за аварийных отключений и во время пиковых нагрузок на сеть.

Во-вторых, примеры сложных систем управления и хранения электроэнергии уже сейчас реализованы на многих предприятиях, и даже без «умного» города такие системы становятся уникальным инструментом для руководства предприятия. Бизнес может и инвестировать в ВИЭ, и получать прибыль от использования излишков вырабатываемой электроэнергии. Эта избыточная энергия, в том числе полученная от солнечных электростанций или ветряных ферм в период их максимальной выработки, сохраняется для периодов низкой активности «зеленых» источников (ночью или в безветренную погоду) или пиковых нагрузок в сети, и ее можно использовать заново или продать внешнему потребителю, частично окупив инвестиции в новые энергосистемы.

Стоит заметить, что многие инвесторы рассматривают системы хранения энергии как способ выйти на рынок услуг энергоснабжения, так что этот рынок явно ожидает подъем.

«Новыми игроками такого рода на этом рынке могут стать, к примеру, ЦОДы, внедрившие у себя решение UPSaaR (или UPS-as-a-Reserve — «ИБП как резерв»), — говорит Михаил Саликов, директор по продажам подразделения «Сегменты» компании Eaton, — Такие решения позволяют использовать источники бесперебойного питания в качестве виртуальной электростанции: по мере надобности она может отдавать излишки запасённой в аккумуляторах энергии вовне, в сеть. И реализация такой стратегии позволит, помимо прочего, компенсировать затраты на ИБП».

Подобные решения уже представлены на рынке, их внедрение можно начинать прямо сейчас, осваивая совершенно пустую рыночную нишу и готовя почву для роста и развития — собственного бизнеса и «умных» городов.

Выводы

«Умные» города существуют и развиваются уже сегодня. Однако требования, которые реализация этой концепции предъявляет к качеству энергоснабжения, пока что очень высокие для российских электросетей. Конечно, ВИЭ частично помогут решить эту проблему, но не сами по себе, а только в связке с эффективными системами управления и хранения энергии. И только когда эти системы сами станут «умными», мы сможем увидеть настоящий расцвет городов новой формации и экологический ренессанс.