Энергетика. энергетика. В развитии энергетики сегодня можно отметить три важные тенденции. Первая связана с общей идеей цифровизации, четвертой промышленной революцией, цифровой трансформацией и др
 Скачать 20.26 Kb.
|
|
В развитии энергетики сегодня можно отметить три важные тенденции. Первая связана с общей идеей цифровизации, четвертой промышленной революцией, цифровой трансформацией и др. Вторая и третья относятся непосредственно к энергетике, ее свойствам и структуре. Не выделяя их очередность или значимость, отмечу стремление к построению глобальной энергетической системы с одной стороны, и бурное развитие распределенной генерации с другой. Масштаб дискуссии о цифровизации в большой степени обусловлен неясностью понятий и отсутствием строгих определений. Каждый использует понятие в собственной интерпретации, что не позволяет обсуждать связанные с этим темы на одном языке. Пожалуй, наиболее ясно классификация этих понятий дается в [1]: Цифровизация – внедрение цифровых технологий в бизнес-модели компаний.Индустрия 4.0 – концепция «умного производства» на основе промышленного интернета вещей, объединяющая физическое производство и операции с интеллектуальными цифровыми технологиями. Интернет вещей – глобальная сеть подключенных к интернету устройств, которые могут взаимодействовать между собой с помощью встроенных технологий передачи данных. Цифровая трансформация – внедрение современных технологий в бизнес-процессы предприятия, которое подразумевает фундаментальные изменения в подходах к управлению, корпоративной культуре, внешних коммуникациях. Цифровизацию, Индустрию 4.0 и интернет вещей можно назвать составляющими цифровой трансформации. В приведенной классификации цифровизация – внедрение цифровых технологий обработки информации в производственные и управленческие процессы деятельности компаний. При этом следует подчеркнуть, что речь идет именно об обработке информации, представленной в цифровом виде, то есть в виде, пригодном для обработки вычислительными устройствами дискретного действия. Это, естественно, меняет процесс управления, замещая, например, бумажный документооборот электронным, повышает обоснованность принимаемых решений за счет возможности рассмотрения большего числа альтернативных вариантов, ускоряет процессы сбора, хранения, обработки и передачи информации, вносит в организацию работы компаний такие новые элементы, как дистанционная занятость или интернет-торговля, снижающие стоимость продукции за счет отказа от рабочих помещений. Нужно отметить, однако, что агропромышленное предприятие как выпускало сельскохозяйственную продукцию, так и будет выпускать ее, а металлургический завод так же будет производить металл, а не его виртуальный образ. Индустрия 4.0 – стратегия правительства Германии, принятая многими странами мира из-за четкости формулировки основных позиций. В определении ясно сказано, что это объединение физического производства с «умными» средствами управления, причем отдельные элементы технологического процесса получают возможность обмениваться информацией между собой, ускоряя и в некоторых случаях уточняя производственный процесс. При этом вид и количество элементов технологического процесса не уточняется, но понимается гораздо шире, чем просто части традиционных систем автоматического управления. Автоматизация и использование в управляющих системах различного оборудования, в том числе и современных цифровых вычислительных устройств, по мнению авторов концепции, характеризует 3‑й этап индустриального развития. Четвертый, то есть нынешний, этап развития – это внедрение в производство комплексов, называемых киберфизическими системами, способных и принимать решения, и отрабатывать их в конкретной производственной операции. Из последних примеров можно привести изготовление отдельных деталей или даже строительных конструкций с помощью 3D-принтеров. При этом согласование действий отдельных частей технологической цепочки может производиться без вмешательства человека путем обмена информацией между элементами этой системы. Интернет вещей, как видно из определения, – это глобальная сеть, обеспечивающая обмен информацией между различными предметами промышленного, сельскохозяйственного, коммунального или бытового назначения. Это значит, что интернет вещей уже «встроен» в концепцию Индустрии 4.0. Наконец, цифровая трансформация, по сути, объединяет все выше отмеченные системы и конструкции. Однако, это не добавляет ясности в понимание сути этого термина. Вот несколько примеров высказываний руководителей разного уровня различных организаций, которые довольно красочно иллюстрируют свободу понимания разными людьми одного и того же понятия [1]. «Цифровизация подразумевает модернизацию IT-составляющей, тогда как цифровая трансформация – это история про модернизацию бизнес-процессов компании, ее организационной системы», – сказал Алексей Никифоров, руководитель подразделения технологических решений Hitachi Vantara. «Многие технологические компании проходят стадию цифровой трансформации для того, чтобы выйти за рамки традиционного бизнеса и использовать новые информационные технологии. Максимально оперативно это получается реализовать технологическим гигантам и стартапам, которые быстро занимают цифровые ниши на рынке», – сказал Дмитрий Кривицкий, лидер стрима * «IT Трансформация» департамента цифрового бизнеса ВТБ. Из сказанного понятно только одно: никакая цифровая трансформация не заставит людей питаться виртуальными продуктами, и никакая информация, в том числе и в цифровом виде, не будет передаваться без затрат энергии. Влияние массовой цифровизации во всех ее качествах не может не повлиять на энергетику, как отрасль производства, и на энергетические системы, как объединения промышленных и коммунально-бытовых потребителей, генераторов, систем транспорта и распределения энергии. С одной стороны, на энергетику будет влиять рост потребления электроэнергии, с которым безусловно связан интернет вещей и информационные центры глобальной сети обмена информацией. Значит, сбалансировать этот рост будет возможно только путем наращивания мощности генерации, то есть путем увеличения объема использования первичных энергетических ресурсов разного рода. С другой стороны, внедрение «умных» устройств в технологические процессы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии и тепла повлияет на структуру и требования к гарантированной надежности и безопасности работы энергетических систем, которые уже давно приобрели очертание современных кибер-физических систем. Как же можно будет оценить рост потребления только электрической энергии за счет цифровизации и интернета вещей? По мнению одного из главных цифровизаторов нашего времени главы Сбербанка Германа Грефа [3], в 2020 году 20 миллиардов вещей будут подключены к интернету, и каждая из них будет каждую секунду генерировать данные. В начале 2021 года пока нельзя сказать, сколько миллиардов вещей подключено к интернету. Но вполне возможно, что число 20 миллиардов уже превзойдено. Если число способных к обмену информацией вещей будет увеличиваться экспоненциально, как обычно в период роста, то и энергопотребление будет увеличиваться по этому же закону. Но кроме интернета вещей есть еще и «облачные» хранилища данных, которые позволяют наращивать объем обмена информацией и создавать этим новый бизнес – информационный. Рост возможности хранить свои данные в неограниченном объеме ведет к наращиванию этого объема и необходимости создания реальных физических центров хранения данных, называемых «облачными». Исследователи из Калифорнийского Университета в Беркли и прилегающего Международного компьютерного научного института соответственно, считают, что интернет уже потребляет от 170 до 307 ГВт электрической мощности [4]. И, хотя по оценкам 2011 года, это составляло около 2 % мирового электропотребления, нужно помнить, что это было посчитано 10 лет назад без тех «облачных» хранилищ, которые построены за это время и без учета миллиардов вещей, которые уже подключены к интернету и будут подключаться к нему в будущем. Энергоснабжение дата-центра Apple в Мэйдене (Северная Каролина, США) обеспечивают 400 тысяч квадратных метров солнечных батарей, которые вырабатывают 42 миллиона кВт·ч в год. Этого хватает на обеспечение лишь около 60 % серверов и систем охлаждения [5]. Это значит, что на энергоснабжение этого дата-центра требуется еще 28 миллионов кВт·ч в год, что в сумме составит 70 млн кВт·ч, что примерно равно годовому потреблению российского города численностью 10 000 человек. Индустрия центров обработки данных развивается бурно, как видно из рис. 1 [6]. Конечно, это не только облачные хранилища данных – они показаны на рисунке серым цветом, но их доля неуклонно растет. Список литературы 1. Андреев, Р. Н. Теория электрической связи. Курс лекций. Учебное пособие / Р.Н. Андреев, Р.П. Краснов, М.Ю. Чепелев. - Москва: РГГУ, 2014. - 230 c. 2. Беляев, Н. М. Методы теории теплопроводности. Учебное пособие. В 2 частях. Часть 1 / Н.М. Беляев, А.А. Рядно. - М.: Высшая школа, 1982. - 328 c. 3. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Учебник / Л.А. Бессонов. - М.: Юрайт, 2016. - 702 c. 4. Брюханов, О. Н. Тепломассообмен / О.Н. Брюханов, С.Н. Шевченко. - Москва: Машиностроение, 2012. - 464 c. 5. Быстрицкий, Г. Ф. Основы энергетики / Г.Ф. Быстрицкий. - М.: ИНФРА-М, 2007. - 288 c. 6. Епифанов, А. П. Электромеханические преобразователи энергии / А.П. Епифанов. - М.: Лань, 2004. - 208 c. 7. Комков, В. А. Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве / В.А. Комков, Н.С. Тимахова. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 320 c. 8. Конституционные основы энергетического права. Учебное пособие / В.В. Комарова и др. - М.: КноРус, 2016. - 180 c. 9. Крылов, Ю. А. Энергосбережение и автоматизация производства в теплоэнергетическом хозяйстве города. Частотно-регулируемый электропривод / Ю.А. Крылов, А.С. Карандаев, В.Н. Медведев. - М.: Лань, 2013. - 176 c. 10. Овчаренко, Н. И. Автоматика энергосистем / Н.И. Овчаренко. - М.: МЭИ, 2009. - 480 c. 11. Организация и технология строительства атомных станций. Учебник. - Москва: ИЛ, 2012. - 400 c. 12. Панкратов, Г. П. Сборник задач по теплотехнике / Г.П. Панкратов. - М.: Либроком, 2009. - 252 c. 13. Сазанов, Б. В. Промышленные теплоэнергетические установки и систем ы. Учебное пособие / Б.В. Сазанов, В.И. Ситас. - М.: МЭИ, 2014. - 280 c. 14. Семенов, Ю. П. Теплотехника. Учебник / Ю.П. Семенов, А.Б. Левин. - М.: ИНФРА-М, 2015. - 400 c. 15. Соколов, Б. А. Котельные установки и их эксплуатация / Б.А. Соколов. - М.: Academia, 2010. - 432 c 16. Теплотехника. - М.: Высшая школа, 2009. - 672 c. 17. Теплотехника. Учебник. - М.: Машиностроение, 1986. - 432 c. |