Подняться в энергооблака

Облачная модель как способ организации сетевой инфраструктуры, позволяющий предоставлять ресурсы по требованию, прочно укоренилась в сфере информационных технологий (ИТ). А что представляет собой эта модель применительно к энергетике?

Терминологическая туманность

Пришедший с Запада термин cloud energy - «облачная энергетика», «облачная энергосистема» - образован по аналогии с cloud computing - «облачные вычисления». Однако при попытке провести прямую аналогию нас ждёт неудача. Главная отличительная черта облачной ИТ-инфраструктуры, на которую опираются все остальные, - это предоставление ресурсов по требованию. В инфраструктуре электросетей соответствующий принцип традиционен - ресурс (ток) предоставляется по требованию, а организация сервиса даже отдалённо не напоминает облачную модель. Но эта инфраструктура эволюционирует. В ней увеличивается доля малых экологически чистых энергосистем и параллельно развиваются биржи электроэнергии, где владельцы генерирующих объектов могут в одно время продавать избыточные, а в другое - покупать недостающие кило- и мегаватт-часы. Формируется, таким образом, сложная экосистема, применительно к которой уже есть прямой смысл обсуждать облачную модель.

Процитирую здесь исследование международной консалтинговой группы Navigant «Энергетическое облако 4.0», выпущенное в феврале прошлого года.

«Энергетический сектор находится в процессе крупнейшей глобальной трансформации. В ближайшие 5-15 лет Navigant ожидает мощного прорыва, который затронет всю цепочку добавленной стоимости в производстве и потреблении энергии и широкий круг игроков рынка. Главной движущей силой трансформации выступают усилия, направленные на декарбонизацию мировой экономики для предотвращения климатических изменений, и общий сдвиг в сторону более экологически чистой, интеллектуальной, мобильной и распределённой энергетической экосистемы.

Традиционные системы, поддерживающие однонаправленную передачу энергии от централизованного генерирующего объекта к конечным потребителям, уступят дорогу более устойчивой, динамичной и в высокой степени автоматизированной энергосистеме. Переход от топологии "звезда" к разнонаправленной сети сетей позволит создать экологически чистую, инновационную и гибкую систему, обеспечивающую двунаправленную передачу энергии и возможность выбора (опциональность) для клиента.

У себя в Navigant мы называем это "энергетическим облаком"».

Вилами на воде

Эксперты Navigant, впрочем, не уверены в том, что трансформация энергосистемы приведёт именно к облаку. Они рассматривают и консервативный сценарий, в котором доли энергии, производимой централизованно (в том числе на мощных солнечных и ветряных электростанциях) и в распределённой сети, соотносятся как 2:1, и промежуточный вариант - с более значительной (правда, без численных оценок) ролью распределённого производства энергии. Облачный вариант - самый радикальный: энергосистема в основном распределённая, управление ею опирается на технологии искусственного интеллекта и интернета вещей, рынок работает на блокчейне, а среди его игроков - просьюмеры, то есть производители-потребители, и поставщики энергетических услуг (Energy service providers, ESP).

Здесь необходимо сказать ещё об одном термине, связанном с облачной энергетикой, - «энергия как услуга» (Energy as a Service, EaaS). Он тоже образован по аналогии с терминами из сферы ИТ - «оборудование как услуга» (Hardware as a Service, HaaS), «программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, SaaS) и т. д., - и его тоже не следует понимать «в лоб». (Когда на повестке дня стоит цифровизация энергетики, миграция терминов из ИТ-сферы выглядит вполне естественно. - Прим. ред.) При буквальной интерпретации он должен был бы означать базовую услугу электросети - подключение. Но так называют сервисы для владельцев сложных энергосистем, во многих случаях обладающих объектами собственной генерации. В исследовании Navigant перечисляются следующие возможные специализации фирм-поставщиков энергоуслуг.

• Стратегическое управление энергетическим портфелем предприятия, включая приобретение и эксплуатацию оборудования, финансы, бизнес-модели, выполнение экологических регламентов и др.

• Проектирование решений распределённой энергетики, развертываемых на площадке заказчика. Это могут быть, например, солнечные панели, дизельный генератор, водородные топливные элементы.

• Управление взаимодействием с внешними поставщиками возобновляемой энергии.

• Анализ энергоэффективности зданий, выработка рекомендаций по минимизации потерь и оптимизации расходования энергии.

• То же в масштабе предприятия, в том числе территориально распределённого, с учётом собственных систем генерации и хранения энергии, микросетей, оборудования для зарядки электротранспорта и др.

Практика - критерий истины?

У словосочетания «энергетическое облако» пока нет общепринятого значения, и вполне можно понимать его не совсем так, как предлагают эксперты Navigant. Но стоит заметить, что в реальных случаях довольно чётко прослеживается связь энергооблаков с «зелёной» и малой генерацией. Посмотрим на несколько компаний, в названиях которых (или названиях их коммерческих продуктов) есть слово cloud - «облако».

Австралийская фирма SolarCloud занимается, используя терминологию из сферы ИТ, виртуализацией, или аутсорсингом услуг, в солнечной энергетике. Её предложение адресовано тем, кто не может или не хочет устанавливать панели у себя на крыше: покупатель приобретает панель, но не забирает её. Панель, юридически принадлежащая покупателю, физически устанавливается на «коммерческой крыше» и там вырабатывает ток, а владелец получает долю выручки от продаж энергии.

В Германии, где установка солнечных панелей на крышах частных домов приобрела широкий размах, как минимум две компании предлагают виртуальное хранение энергии - сервис, позволяющий домовладельцам в солнечные дни «сдавать» излишки выработанной у них энергии, а когда солнца мало - «забирать обратно». Это энергетическая услуга, и теоретически её можно было бы причислить к категории EaaS, но этого не случилось. У поставщика панелей и аккумуляторов SENEC соответствующее решение называется SENEC.Cloud, а у энергетического гиганта E.ON - SolarCloud.

Нигерийская компания Cloud Energy с виртуализацией не работает: она просто продаёт всевозможное оборудование для сборки малых солнечных электростанций (а также некоторые электроприборы). А портфель EnergyCloud - чешского производителя «домашних» аккумуляторов для использования совместно с солнечными панелями - состоит только из одного этого изделия (в нескольких модификациях). В обоих случаях использование слова cloud - маркетинговый ход, рассчитанный на привлечение внимания, а значит, покупателям нравятся облака. Правда, не вполне понятно, что именно в данном случае означает cloud - то ли построение «домашнего» энергооблака, то ли возможность интеграции дома в более крупную облачную энергосистему. А почти (с точностью до пробела) одноимённое с чешским решение Energy Cloud шведского разработчика Greenbyte является облачным в смысле ИТ (это программный сервис, предоставляемый через Интернет) и предназначено для комплексного управления распределённой неоднородной энергосетью. Она может включать «зелёные» электростанции трёх основных типов - солнечные, ветряные и мини-ГЭС. И хотя речь только о генерации, а стирание граней между производителями и потребителями энергии не упоминается, это совсем близко к «сети сетей», о которой писали эксперты Navigant.