Казань, Республика Татарстан, Россия
с 01.01.2013 по настоящее время
Казань, Республика Татарстан, Россия
ГРНТИ 06.01 Общие вопросы экономических наук
ББК 653 Специальные и отраслевые экономики. Экономика межотраслевых комплексов
ТБК 774 Отраслевая экономика
Цель исследования – изучение и анализ влияния цифровой экономики на энергосбережение путем сравнения разных уровней хозяйствования. Объект исследования – совокупность воздействий цифровизации экономики на процессы энергосбережения. В методологии исследования использованы сравнение, обобщение, анализ общедоступной информации, а также результаты авторского наблюдения за процессами энергосбережения. В работе рассмотрены некоторые особенности процесса цифровизации электроэнергетики в отечественной и мировой экономике на примере сравнения данных ряда ведущих стран мира. Межстрановой анализ энергосбережения позволит найти более точные ориентиры в экономической политике.
электроэнергетика, цифровизация электроэнергетики, энергосбережение, энергопотребительская теория фирмы.
Актуальность темы. Современный мир невозможно представить себе без цифровых технологий, которые изменили и облегчили различные сферы, открыли новые рыночные возможности. Появление новых цифровых инфраструктур, развитие технологий вычислительной техники и цифровых коммуникаций порождают новые возможности в области информационных технологий, их внедрения в социально-политическую и экономическую жизнь общества, формируют новую систему международной экономики – цифровую. Цифровая экономика – деятельность, в которой ключевыми факторами производства являются данные, представленные в цифровом виде, а их обработка и использование в больших объемах позволяет повысить эффективность, качество и производительность в различных видах производства, технологий, оборудования, при хранении, продаже, доставке и потреблении товаров и услугах. Особенно это касается решения проблем в сфере энергосбережения, где уже создана определенная база для ускорения цифровизации отрасли. Также данная тема является актуальной в настоящее время, потому что энергосбережение становится важнейшим фактором повышения конкурентоспособности экономик всех уровней. Мало того, что экономия энергии хороша для окружающей среды и нашего здоровья, это также полезно для наших финансов. Деньги, сэкономленные на электроэнергии, можно направить на более важные для нас цели. Из-за развития информационно-коммуникационных технологий появилось понятие «цифровая экономика». Это понятие лучше всех обозначил в 1995 г. ученый-информатик Николас Негропонте [1]. Он использовал следующую метафору для возможности представления сущности этого понятия: «Переход от движения атомов к движениям битов» и представил понятия веса, сырья и транспорта – недостатками прошлого, ставя им в противовес понятия отсутствие веса товаров, виртуальность.
По мнению Европейского сообщества (ЕС), цифровая экономика есть результат трансформационных эффектов новых технологий общего назначения в области информации и коммуникации [2]. Это повлияло на все секторы экономики и социальной деятельности, например, розничная торговля, транспорт, финансовые услуги, производство, образование, здравоохранение, средства массовой информации и т.д. В будущем возможно развитие телемедицины, онлайн-обучения, беспилотного транспорта, систем «умный дом», «интернет вещей», «промышленный интернет вещей».
В историко-экономическом плане на проблемы решения энергосбережения с учетом уровня научно-технического прогресса стали обращать внимание в середине XX в. [3], [4]. Энергосбережение понимается как реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на рациональное использование топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии [5].
Оно связано с экономикой по всем направлениям. В последние годы в мире все чаще возникают локальные энергетические кризисы, связанные с недостатком энергетических ресурсов. В этих условиях необходимо усилить внимание к широкому освоению возобновляемых источников энергии (энергии Солнца, биомассы, ветра, подземных термальных вод) и рационально использовать энергию, не тратить её впустую. Также беречь энергию необходимо в повседневной жизни. Например, в быту можно использовать следующие способы энергосбережения: включение кондиционера только при закрытых дверях и окнах (экономия от 10 до 30%); увеличение теплозащиты квартиры (экономия 30%); содержание в чистоте светильников и плафонов (экономия от 5 до 20%); своевременная замена и чистка пылесборника и фильтров пылесоса (экономия от 10 до 30%); чистые окна (1–3%) [6] и т.д.
На примере некоторых стран можно выделить особенности способов энергосбережения. Германия является лидером в сфере ветроэнергетики, на территории страны работают 20 000 ветрогенераторов общей мощностью 24 тыс. МВт, что составляет треть всей вырабатываемой электроэнергии всей страны. Около 70% от мирового экспорта ветровых установок приходится на долю Германии [7]. Большое внимание уделяется солнечной энергетике, только в Берлине на крышах административных зданий размещено 100 000 квадратных метров солнечных батарей. Внедрение энергосберегающих технологий в Германии финансируется частными инвесторами, а не государством. В Японии энергосберегающая политика получила начало с 1973 г. Принимаются меры по снижению энергоемкости зданий, совершенствование конструкций зданий для снижения затрат на отопление и кондиционирование. Большое внимание уделяется обучению граждан в сохранении энергии в быту: частичный отказ от телевизионных пультов, от ночного подогрева воды для экономии времени на приготовление завтрака утром, временное отключение кондиционеров летом. В Швеции за последние несколько десятилетий удалось снизить зависимость от ископаемого топлива. В 1970 г. 80% энергии производилось из природного топлива, в 2009 г. этот показатель снизился до 37%. Одной из шведских особенностей в энергетической сфере является централизованное отопление и охлаждение помещений за счет использования станций тепловых насосов. Не остается в стороне и административный метод управления. Реализация энергосбережения в России невозможна без соответствующего законодательного обеспечения. По результатам статистических данных на 2008 г. в сравнении с мировыми странами Россия уступает по эффективности использования электрической энергии – Японии в 6 раз, США в 2 раза, Германии в 1,2 раза, Исландия использует энергические ресурсы в 1,4 раза выше, чем в России. Электроэнергия, используемая в России зря, равна по объему годовому потреблению электроэнергии Франции.
В развитии энергосбережения необходимо учитывать современное состояние прогресса, в частности преимуществ перехода к «Индустрии 4.0». Внедрение и использование положений «Индустрия 4.0» различается по отраслям и сферам деятельности. По мнению Бурганова Р.А., в настоящее время наиболее подготовленной сферой для трансплантации идей «Индустрии – 4.0» является электроэнергетика [8]. В частности, известно об использовании так называемой технологии SmartGrid – «умные или интеллектуальные» сети. Это взаимодействие электроники и энергетики – объединение производителей, потребителей и сетей в единую автоматизированную систему, которая в режиме онлайн отслеживает и контролирует работу всех участников процесса, повышая общую надежность и эффективность.
Тенденции развития энергосистем в мире вынуждают их к «цифровому переходу» – принципиальной смене внутренней архитектуры и управления. «Цифру» называют принципиальной частью архитектуры четвертой промышленной революции, так называемой «Индустрии 4.0». Суть цифрового перехода заключается в переходе от традиционных моделей к новым, которые используют значительные объемы распределенной генерации (включая возобновляемые источники энергии – ВИЭ) и накопителей. Рынки становятся децентрализированными, инфраструктура – интеллектуальной, а потребители переходят к активным, просьюмерским моделям поведения. Как известно, в России между производителем электроэнергии и потребителем большие расстояния, что ведет к энергопотерям и соответственно требует использования новых технологических ресурсов передачи электроэнергии.
Цифровизация энергетики требует развития и широкого применения сквозных технологий, в числе которых – промышленный Интернет, компоненты робототехники, беспроводная связь и т.д. Нарастающее старение основных средств и динамика спроса на электроэнергию определяет в 2022–2025 гг. начало нового инвестиционного цикла в российской электроэнергетике. Уже к 2022 г. планируется создать и внедрить единую цифровую среду, которую будут использовать 83 субъекта электроэнергетики. Технологические данные в режиме реального времени будут поступать от 100 объектов генерации и 1 000 объектов сетевого комплекса. По оценке экспертов, при инерционном сценарии развития для модернизации объектов энергетики и строительства новых мощностей до 2035 г. потребуются инвестиции в размере 250–300 млрд долл. Перенос стоимости генерирующих и сетевых мощностей на тарифы и конечные цены на электроэнергию в ближайшем будущем приведет к тому, что цена на электроэнергию для промышленности в России превысит цену в США и почти сравняется со средней ценой в странах ЕС: это негативно скажется на конкурентоспособности экспортируемой продукции российской промышленности с её традиционно высокой удельной энергоемкостью производства. Вместе с тем, сегодня происходит трансформация глобального рынка энергетического оборудования и систем, что создает окно возможностей для России. В течение ближайших 4-х лет в России планируется создать единую цифровую среду для ключевых игроков электроэнергетики. На уровне Правительства России и госкомпании «Россети» анонсирована глобальная стратегия по цифровизации отрасли, которая приведет к созданию «Интернета энергии», а также позволит снизить на треть потери в сетях.
В Центре стратегических разработок отмечают, что трансформация энергетики позволит мобилизовать предпринимательские инициативы и привлечь частные инвестиции в отрасль [9]. Кроме того, российские digital-проекты несут в себе экспортный потенциал: они помогут сформировать научно-технологический и промышленный потенциал для реализации на зарубежном рынке оборудования, систем и услуг. Эксперты ЦСР предлагают зафиксировать такие приоритетные направления в технологической повестке российской государственной политики в сфере электроэнергетики на среднесрочную перспективу, как:
1. Запуск открытых модульных цифровых платформ для организации киберфизических систем и сред в электроэнергетике.
2. Разработка интеллектуальных мультиагентных систем управления.
3. Становление рыночного сегмента систем хранения электроэнергии (от аккумуляторов для электромобилей и бытового сектора до систем хранения электроэнергии большой емкости, в том числе технологии хранения электроэнергии в водородном цикле).
4. Развитие сектора перспективной высоковольтной и высокочастотной силовой электроники.
5. Внедрение технологий «Интернета вещей» (цифровые датчики, сенсоры, средства коммуникации).
6. Использование цифровых финансовых технологий (блокчейн, смарт-контракты, децентрализованные автономные организации).
Говоря о Республике Татарстан, стоит отметить, что она находится в авангарде глобального процесса. Так, ОАО «Сетевая компания» активно внедряет интеллектуальные технологии в электросетевой комплекс республики с 2014 г. Генеральный директор ОАО «Сетевая компания» И. Фардиев подчеркнул, что «Первые цифровые устройства релейной защиты в татарстанской энергосистеме были применены еще в 90-е годы. Сегодня доля микропроцессорных устройств РЗА превышает 45%, доля цифровых устройств телемеханики превышает 70% [10]. В 2013 году впервые в стране были реализованы элементы «цифровой подстанции» на ПС 220 кВ "Магистральная". Тиражирование наиболее успешных технических решений положено в основу дорожной карты внедрения интеллектуальных технологий в электросетевом комплексе, принятой в «Сетевой компании» на период до 2023 года. А реализация мероприятий началась в 2014 году с запуска пилотной системы секционирования распределительных сетей на воздушных линиях в Мамадышском РЭС (район электрической сети) в Елабужских электрических сетях. Применение электрогазовых выключателей EnstoAuguste позволило снизить недоотпуск электроэнергии в четыре раза на одно отключение. Позже этот положительный опыт мы распространили в пятнадцати сельских районах Татарстана. В 2016 году элементы "умных сетей" стали внедряться в крупнейших городах Татарстана – Казани, Набережных Челнах и Нижнекамске. Мы изучили российский и зарубежный опыт в этой области и разработали собственную систему самовосстановления сети 10 кВ. Она была применена, в частности, в микрорайоне «Салават Купере» – социально значимом для Казани жилом комплексе. С «умными сетями» процесс восстановления после аварийных повреждений кабельной сети занимает считаные минуты. А раньше в традиционной городской кабельной сети восстановление занимало до полутора часов».
Цифровизация экономики в основном относится к сфере услуг, ей свойственны закономерные процессы, происходящие внутри ее. Об этом много написано в исследованиях [11], [12], [13].
Именно цифровизация позволяет создавать распределенные энергосистемы в масштабе от нескольких станций до единой сети с тысячью возобновляемых источников энергии. Речь идет не только о цифровых подстанциях и «умных сетях», но и о возможности получать информацию из сетей и управлять процессом в режиме онлайн.
Таким образом, определяющим условием для развития новой электроэнергетики в России должно стать изменение архитектуры розничного сектора рынка электроэнергии, дерегулирование экономических отношений его субъектов, создание упрощенных интерфейсов технологического и информационного взаимодействия объектов распределенной энергетики с ЕЭС, создание механизмов распределения системного экономического эффекта.
По расчетам ученых, экономический эффект от цифровизации энергетики в 2016–2025 гг. составит:
Снижение вредных выбросов – 430
Сокращение потребления воды – 30
Эффект роста производительности труда – 10
Экономия потребления энергии – 140
Дополнительные доходы нефтегазовых компаний – 1000 млрд $[14 ].
Для сравнения можно анализировать данные зарубежных стран. В настоящее время развитые страны достигли большего прогресса в сфере цифровизации электроэнергетики. Например, что касается одного из аспектов цифровизации – внедрения интеллектуальных приборов учёта – в Евросоюзе ими оснащено 40% потребителей, в США – 47%, а в некоторых штатах эта доля превышает 80%.
За счёт цифровизации всех отраслей экономики Германии вышла на новый уровень. Германия – одна из крупнейших стран – экспортеров продукции высоких технологий в мире. В части технологического переоснащения электроэнергетики Германии ставку предполагается делать на модернизацию и расширение межрегиональных электросетей и местных распределительных электросетей, а также на переход к более гибкой архитектуре и на цифровизацию (использование «умных счетчиков» [smartmeters]). Переоснащение электросетевой инфраструктуры связано, в первую очередь, с необходимостью к 2020 г. перейти на обеспечение 20% энергобаланса страны за счет возобновляемых источников энергии. При этом согласно Концепции энергетической политики Германии, к 2050 г. в стране планируется уменьшить потребление энергии от первичных источников на 50% по сравнению с уровнем 2008 г., а также обеспечить долю ВИЭ в общем балансе источников энергии на уровне не ниже 60% от валового объема энергопотребления.
Правительство Великобритании намерено сократить объемы выброса парниковых газов по отношению к уровням 1990 г. на 50% к 2023–2027 гг. и на 80% к 2050 г. В результате научно-технологическая повестка страны в сфере энергетики преимущественно связана с развитием низкоуглеродных энергетических технологий.
Основные усилия Правительства Китая в области энергетической политики связаны с диверсификацией источников энергии (в первую очередь, со снижением доли угля в общем энергобалансе), повышением энергоэффективности в сфере промышленного производства, а также с преодолением последствий загрязнения окружающей среды. Развитие технологий в области энергетики значится в качестве одного из приоритетов Государственной средней долгосрочной программы развития науки и технологий на период 2006–2020 гг. (The National Medium- and Long-Term Program for Scienceand Technology Development 2006– 2020 [8]). Особое внимание в рамках стратегии уделяется и передовым технологиям в области энергетики, среди которых – водородная энергетика и топливные элементы, технологии в области распределительных энергосистем (малые газовые турбины, преобразование энергии), разработка реакторов на быстрых нейтронах и технологии в области управляемого термоядерного синтеза.
Правительство Японии, в свою очередь, разработало Национальную стратегию развития технологических инноваций в области энергетики и защиты окружающей среды до 2050 г. (National Energy and Environment Strategy for Technological Innovation to wards 2050, NESTI 2050). Двумя приоритетными направлениями инновационного развития в сфере энергетики Правительство называет водородную энергетику и фотоэлектрические технологии. Так, в рамках первого направления была разработана трехступенчатая программа, направленная на переход к безуглеродному использованию водородной энергетики в производственном процессе, а в рамках второго реализуется Национальная программа в сфере фотоэлектрических технологий.
Заключение. Подводя итоги, можно утверждать, что цифровизация электроэнергетики активно влияет на энергосбережение за счет эффективного использования существующей энергетической инфраструктуры, которая при этом получает своего информационного двойника – «энергетический Интернет». Опыт зарубежных стран ценен также тем, что позволяет провести эффективные управленческо-организационные мероприятия при достижении заданных целей в цифровизации не только энергетики, но и общества в целом.
Примечание. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-02-00102- ОГН-А
1. Цифровая экономика - различные пути к эффективному применению технологий [Электронный ресурс] / - URL: International Journal of Open Information Technologies 2016. vol. 4, no 1. дата обращения: 13.03.2018.
2. OECD Digital Economy Outlook 2015, OECD 15 июля 2015 г. OECD Publishing [Электронный ресурс] // URL: http://www.keepeek.com/Digital-Asset-Management/oecd/science-and-technology/oecd-digital-economy-outlook-2015_9789264232440-en#page26 дата обращения: 13.07.2018.
3. Burganov R.A., Yudina N.A. To the question of creation of energy consumer firm theory // Journal of Entrepreneurship Education. - 2018. - Vol. 21. - Issue 1. - P. 1-5.
4. Бурганов Р.А. Институциональная трансформация сферы услуг: теоретические и методологические аспекты [Текст] / Р.А. Бурганов, Г.М. Быстров // Журнал экономической теории. - 2014. -№ 2. -С. 86-93.
5. Бурганов Р.А. Институциональные аспекты трансформации сферы услуг: монография [Текст] / Р.А. Бурганов / - Казань: Казан.гос.энерг. ун-т, 2014. - 200 с.
6. Энергосбережение на предприятиях и в быту [Электронный ресурс] - URL: https://energocert.ru/energosberezhenie/. дата обращения: 15.04.2018.
7. Энергосбережение в Германии [Электронный ресурс]. URL: https://econet.ru/articles/142333-energosberezhenie-v-germanii. Дата доступа 15.04.2018 дата обращения: 11.08.2018.
8. Бурганов Р.А. «Индустрия 4.0» как оболочка стратегического развития отрасли и фирмы / Р.А. Бурганов // Russian Journal of Management. -2017. - Т. 5. - № 2. -С. 165-169.
9. Мартынова А. Электроэнергетика 4.0: перейти на цифру [Электронный ресурс] - URL: http://www.rvc.ru/press-service/media-review/nti/132228/ дата обращения: 07.08.2018.
10. Семеркин С. Новая эпоха в энергетике /С.Секмеркин // Республика Татарстан. - 2018- 25 апреля.
11. Бурганов Р.А. Процессы создания институционального поля рынка услуг /Р.А. Бурганов // Актуальные проблемы экономики и права. - 2013. - № 2( 26). - С. 26-32.
12. Бурганов Р.А. О положительных и отрицательных эффектах экономической концентрации / Р.А. Бурганов // Маркетинг-, 2003-, № 2. -С. 3-9
13. Бурганов Р.А. Институциональная модель взаимодействия национальной экономики и электроэнергетики / Р.А. Бурганов // Научные исследования и разработки. Экономика. - 2016. -Т. 4. -- № 6. -- С. 7-12.
14. Воздвиженская А. Ум в сырьевом виде /А. Воздвиженская // Российская газета. -2018. -18 апреля.
