Цифровізація енергетики: як технології Smart Grid допоможуть відбудувати українські енергомережі

Відновлення України потребує стійкого та стрімкого економічного зростання, яке неможливе без відбудови сотень кілометрів енергетичної інфраструктури, зруйнованої російськими атаками. Наявність в країні нової потужної і гнучкої електромережі, створеної на засадах сталого розвитку і Європейського зеленого курсу – головна умова для амбітних інвестиційних проєктів, на які розраховує країна.

Загалом енергетика зазнає масштабних змін в усьому світі. Галузь у провідних державах за допомогою новітніх технологій адаптується до швидкого зростання потужностей відновлюваної генерації у відповідь на попит споживачів і посилення кліматичних політик.

І Україна – не виняток. Швидкому розвитку сприятимуть технології Smart Grid, які забезпечать гнучкість та адаптивність нової енергосистеми.

Mind дослідив, наскільки реально цим технологіям «прижитися» в українській енергетиці, як швидко це може статися, а також як загалом сучасні тренди вдосконалюють роботу енергосистеми.

Як Європа розвиває енергетику і на що орієнтуватись Україні?

У трендах енергетики ЄС – розвиток «зелених» технологій і декарбонізація економіки. Реалізація таких проєктів у європейських країнах наразі можлива саме завдяки тому, що останні років 20-30 відбувалося поступове оновлення енергоінфраструктури й впровадження елементів Smart Grid. На 2024 рік 40% запланованих інвестицій в енергетиці членів блоку припадатиме саме на такі мережі (в Україні цей показник ледь дотягує 5%).

Ще в далекому 2009 році французький оператор системи розподілу Enedis запустив «пілот» з впровадження Smart metering – системи «розумних» лічильників, що дозволяє дистанційно моніторити та контролювати покази лічильників і своєчасно виявляти аварії. А після низки вдосконалень, тестувань і необхідних регуляторних змін у французькому законодавстві в 2014 році енергокомпанія почала встановлювати їх усім клієнтам. Наразі Smart metering охоплює понад 90% мереж Enedis – а це близько 1,4 млн км електроліній і майже 40 млн споживачів. Завдяки збору й аналізу даних з лічильників упродовж 15 років енергетики можуть прогнозувати зміни в енергоспоживанні й навантаженні та готуватися до них. Наприклад, як зміниться навантаження під час важливого футбольного матчу та спрогнозувати, що варто зробити для уникнення можливих відключень світла чи стрибків напруги. Також і сам клієнт може керувати споживанням, отримуючи інформацію з лічильника – керувати споживанням відповідно до тарифу на електроенергію або ж наявних обмежень.

Під кінець 2023 року Єврокомісія оприлюднила перший пакет «Проєктів спільного інтересу» (PCI), який стосується розбудови енергетичної інфраструктури на засадах Європейського зеленого курсу. Він охоплює 166 проєктів, реалізація яких буде прискорена завдяки спрощенню дозвільних і регуляторних процедур, а також пільговому фінансуванню від фонду «Об'єднуємо Європу». Це сприятиме скороченню викидів парникових газів, широкій інтеграції відновлюваних джерел в енергосистему ЄС та подвоєнню її пропускної здатності до 2030 року.

«Цей список проєктів вимальовує нову енергетичну мапу Європи. Настав час інвестувати в енергетичну інфраструктуру, яка краще підходить для більш гнучкої, децентралізованої та цифрової системи, де споживачі також є виробниками, а більшість нашої енергії надходить з відновлюваних джерел», – зазначила Кадрі Сімсон, єврокомісар з питань енергетики.

Особливістю нинішнього пакету PCI є саме те, що вперше до нього потрапили п'ять проєктів «розумних» електромереж, здатних підвищити безпеку та ефективність керування енергосистемою.

Що можна робити вже сьогодні?

Квантовий стрибок від радянської спадщини до інноваційних та нових моделей управління готується зробити й українська енергетична система. Ще влітку минулого року під час Ukraine Recovery Conference у Лондоні перший пілотний проєкт з використанням технології Smart Grid анонсувала група ДТЕК. Нову мережу планує створити ДТЕК Київські регіональні електромережі протягом трьох років у Київській області на енерговузлі «Ірпінь – Буча – Бородянка» за наявності фінансування. Вузол зазнав найбільших руйнувань у лютому 2022-го під час російської окупації, проте вже зараз у цьому районі відновлюється житлове будівництво, розвивається бізнес і повертаються додому місцеві мешканці. І всі вони вже потребують надійного і якісного енергопостачання.

Пілот передбачає розбудову Smart Grid із 7 підстанцій, 520 км повітряних і кабельних ліній електропередачі, 390 силових трансформаторів та 47 тисяч «розумних» лічильників з обсягом інвестицій у 145 млн євро. Він є частиною проєкту «Мережі майбутнього», розробленого операторами системи розподілу (ОСР) ДТЕК Мережі. Це концепція розвитку мереж, що готувалася спільно із провідними західними експертами та містить кращі приклади європейських операторів системи розподілу. Її офіційно схвалено Радою директорів асоціації європейських операторів систем розподілу E.DSO наприкінці жовтня 2023 року.

Результатом проєкту ОСР ДТЕК Мережі має стати поступове оновлення інфраструктури розподільчих мереж у Києві, Київській, Одеській та Дніпропетровській областях.

Які деталі і переваги проєкту?

Проєкт «Мережі майбутнього» розрахований на 10 років і потребуватиме 6,9 млрд євро інвестицій. «Розумні» мережі – це, крім новітнього обладнання, ще й комплекс автоматизованих систем та програмного забезпечення, що дозволяють дистанційно і в режимі реального часу спостерігати за параметрами роботи мережі, станом обладнання та всіма процесами в мережі, відслідковувати її слабкі місця та сповіщати про будь-які зміни в її роботі. Зокрема ОСР використовують «цифровий двійник» для моделювання та прогнозування розвитку мережі, тестування ефективності застосованих технічних рішень та інновацій ще на етапі планування будівництва чи реконструкції мереж.

Завдяки реалізації проєкту середній час відключення світла у клієнтів упродовж року (SAIDI) зменшиться в 7 разів з 714 до 100 хв, а технологічні втрати електроенергії знизяться майже на третину – з 8,1% до 4,8%. І навіть якщо світло зникатиме, то це майже не відчуватиметься, тому що енергосистема буде здатна швидко адаптуватися та автоматично компенсувати пошкодження або відхилення від норми за рахунок наявних внутрішніх резервів. А рівень забезпечення якісним електропостачанням виросте до 99%.

При цьому всі клієнти отримають «розумні» лічильники, завдяки яким можна буде свідомо контролювати власне енергоспоживання, автоматично передавати покази лічильника і сплачувати виключно за використаний обсяг електроенергії. Адже прилад дистанційно сповістить енергетиків про несправність або відключення електроживлення.

Для підприємців стане простішим, швидшим і дешевшим приєднання до електромережі, бо зникне одна з перепон для розширення й розвитку бізнесу. А швидкість, прозорість і вартість приєднання підприємств до електромереж є одним із ключових факторів формування рейтингу Doing Business, який впливає на інвестиційну привабливість країни.

Які вигоди отримає країна?

Будівництво «розумних» мереж – це базова умова успішного впровадження урядових планів з декарбонізації енергосистеми та скорочення викидів парникових газів відповідно до зобов’язань Паризької кліматичної угоди. Таких цілей можна досягти за рахунок стрімкого зростання потужностей розподіленої генерації та систем energy storage. Тоді при масовому підключенні нових об’єктів буде забезпечена гнучкість у балансуванні енергосистеми, адже споживачі зможуть бути повноцінними учасниками ринку.

Наразі можливостей енергомережі достатньо для задоволення ринкових потреб. Проте коли почнеться повоєнне відновлення української економіки, масштабна розбудова промисловості і повернення громадян з-за кордону, Україна ризикує зіштовхнутися з технічними обмеженнями електромережі, які сповільнять модерний розвиток держави та навіть спричинятимуть блекаути. Тому своєчасна цифровізація української енергосистеми стає нагальним завданням.

А що з державною політикою?

Відновлення вітчизняних енергомереж і їх модернізація на основі технології Smart Grid уже обговорюється на державному рівні. Зокрема, при Міністерстві енергетики працює робоча група. За інформацією Mind, урядовці готуються оновити План впровадження «розумних» мереж в Україні до 2035 року, ухвалений рік тому. Причина – через непередбачувані наслідки війни змінилися обставини, які не враховані попереднім документом.

Колишній міністр енергетики Іван Плачков вважає, що Smart Grid – це тема, якою «житиме» українська енергетика найближчими роками. «Відбудовувати енергосистему після руйнування необхідно абсолютно на нових засадах. Поступово замінюватиметься обладнання та інфраструктура, всі процеси будуть автоматизовані, зокрема контроль за споживанням та виробництвом», – сказав він у коментарі Mind. Проте загалом, зазначив експерт, концепція «розумних» мереж не є новою: прототип Smart Grid за радянських часів називався АСУКП – «Автоматична система управління та контролю параметрів».

На переконання Івана Плачкова, швидкість розбудови «розумних» мереж в Україні залежатиме від темпів залучення коштів та врегулювання проблеми наявних багатомільярдних боргів на енергоринку. «Якщо в галузі буде наведений лад, то при нормальному фінансуванні реконструкція і технологічна модернізація електромереж по всій країні триватиме близько 8-10 років», – пророкує він.

Наразі Міненерго працює над адаптацією міжнародного стандарту IECTR 63097 «Дорожня карта стандартизації розумної мережі» до національного стандарту. За підтримки Світового банку, розробляються норми, які регулюватимуть впровадження сучасних технологій і контроль за цим процесом.

Крім цього, у нормативні документи потрібно внести зміни, що дозволять енергокомпаніям залучати міжнародні інвестиції у проєкт «Мережі майбутнього». Адже якщо використовувати лише кошти інвестиційних програм, які щороку затверджує державний регулятор НКРЕКП, термін реалізації проєкту розтягнеться на десятиліття. Інвестиційні програми в Європі в 5-10 разів більші, ніж в українських ОСР, тому вони і мають змогу будувати сучасні технологічні та гнучкі мережі.