Энерговектор
О насНовостиНаука и технологииСтратегияАрхив

Урбанизация по уму

01.02.2017, Алина Федосова, к. э. н.
В России уже есть умные города?

И слышит шёпот гордый
вода и под, и над:
«Через четыре года
здесь будет город-сад!»
В. Маяковский

Термин «умный город» становится всё более модным, в том числе и у нас в стране. Например, Институт развития Интернета совместно с «Ростелекомом» недавно объявили о создании рейтинга умных городов России, в котором примут участие 18 городов. В то же время общепринятого определения умного города нет, и любой муниципалитет, установивший умные счётчики или просто планирующий это сделать, может присвоить это название. Попробуем разобраться с тем, что же такое умный город (с точки зрения энергетики) и есть ли такие у нас.

 

Сложные задачи

Мода на умные города возникла в ответ на растущую урбанизацию и появление технологий, обеспечивающих интеллектуальное управление городским хозяйством. В настоящее время в городах живёт более половины населения планеты, и эта доля в будущем будет только увеличиваться. Урбанизация создаёт проблемы утилизации мусора, нехватки ресурсов, загрязнения воздуха, ухудшения здоровья населения, транспортных коллапсов, ускоренного износа инфраструктуры. Острота этих проблем подталкивает города к поиску их наиболее эффективного решения, и зачастую это решение предлагается на основе интеллектуальных систем. При этом, поскольку 75% потребления энергии в странах приходится на города и пригороды, а большая часть выбросов - на их энергоснабжение, ключевыми оказываются именно энергетические технологии.

Из-за новизны явления единого определения умного города пока нет. Так, например, кто-то разделяет «интеллектуальные» и «умные города» как два этапа развития, некоторые исследователи используют эти термины как синонимы. Одни институты делают акцент на экологической безопасности, другие - на интеграции систем жизнеобеспечения города. Так или иначе, бесспорно, что умный город широко использует Интернет вещей и предполагает участие его жителей в управлении инфраструктурой. С точки зрения электроэнергетики это означает внедрение умных сетей и активность потребителей электроэнергии (управление своим потреблением и собственное производство).

Во внедрении умных сетей эксперты выделяют следующие шесть этапов.
1.  Установка умных счётчиков у потребителей.
2.  Установка датчиков контроля состояния сетей и генерирующего оборудования.
3.  Внедрение технологий автоматической балансировки спроса и предложения электроэнергии на районном и городском уровнях.
4.  Интеграция в энергосистему распределённой и возобновляемой генерации.
5.  Общая интеграция систем энергоснабжения (см. статью «Возрождение ТЭЦ» в № 8/2016 здесь: http://www.energovector.com/files/ev08-2016.pdf).
6.  Реализация рыночной платформы, в которой может участвовать генерация потребителей.

Прогресс во внедрении умных сетей открывает широкие возможности для активных потребителей. Если в начале пути они могут только отслеживать своё электропотребление, то в конце становятся полноправными участниками рынка электроэнергии.

Таким образом, существует условная шкала развития интеллектуальных способностей города (скажем, от «одарённого» города до города-«гения»), и вопрос, на каком уровне его уже можно считать умным, - занятный предмет для дискуссий. Далее мы увидим это на примерах известных умных городов.

 

Аллея славы

Копенгаген давно может похвастаться высоким уровнем жизни, а теперь он ещё и один из главных умных городов Европы. По используемой нами шкале Копенгаген находится на четвёртом этапе - интеграции в энергосистему распределённой и возобновляемой генерации.

Как и Дания в целом, город вырабатывает на ВИЭ значительную долю потребляемой электроэнергии, и к 2050 г. её планируют довести до 100%. Это потребует широкого внедрения технологий интеллектуальной энергетики. Копенгаген - лидер в оснащении зданий интеллектуальными системами, например, в настоящее время там внедряются умные счётчики, объединяющие данные о потреблении всех ресурсов: электроэнергии, газа, воды и тепла.

В Копенгагене 98% потребляемого тепла вырабатывается централизованно - четырьмя ТЭЦ и двумя мусоросжигательными станциями, что позволяет достичь высокой эффективности теплоснабжения. Эта система обеспечена сильной законодательной поддержкой: муниципалитеты обязаны составлять карты тепловой нагрузки для оптимизации развития сети, все построенные здания должны подключаться к центральной системе теплоснабжения, для предотвращения высоких цен все теплосбытовые компании обязаны быть некоммерческими.

Стокгольм находится на 2-3-м этапах развёртывания умных сетей: там планируют переходить к внедрению технологий автоматической балансировки спроса и предложения электроэнергии. Это неудивительно, поскольку Стокгольм обладает солидной базой для распространения интеллектуальных технологий: в 1994 г. в нём была проложена оптоволоконная сеть, которая в настоящее время охватывает 100% территории. Сеть, суммарная длина которой в 30 раз превышает длину экватора Земли, принадлежит городской администрации.

Еще в 2009 г. все домохозяйства в Стокгольме были оснащены умными счётчиками. Двигаясь дальше, в 2013 г. компания E.ON начала пятилетний проект по внедрению системы сбора, хранения и анализа данных от этих счётчиков, поручив разработку конкретных технологических решений компании Ericsson.

В Стокгольме также повсеместно реализована система централизованного тепло- и хладоснабжения. Оператор системы - компания Fortum.

Для следующих этапов в строительстве умного города Стокгольм принял «Зелёную IT-стратегию». Она предполагает развитие возобновляемой генерации, управляемой информационными технологиями, и оснащение зданий системами автоматического регулирования электропотребления и тепла.

Итальянский городок Бользано с 2005 г. движется в сторону умного города. Сейчас он находится на 1-2-м этапах внедрения умных сетей, но имеет большие перспективы.

В настоящее время Бользано участвует в пилотном проекте SINFONIA, финансируемом Европейским союзом, цель которого - сократить энергопотребление на 40-50% и заметно повысить долю ВИЭ. Проект включает три основных направления: ремонт зданий, оптимизацию системы централизованного тепло- и хладоснабжения, оснащение городских сетей умными устройствами.

Для повышения энергоэффективности старые здания в городе обшивают теплоизолирующими материалами, а новые строят из древесины с использованием инновационных технологий. На крыши устанавливаются солнечные водонагреватели и фотоэлектрические панели.

Для оптимизации тепло- и хладоснабжения в Бользано внедряются системы мониторинга и прогноза спроса и пиковых нагрузок, а также топливные элементы на водороде и метаноле в качестве резерва генерирующей мощности. В дополнение там исследуют возможность использовать отработанное тепло местных предприятий.

Наконец, администрация города решила проложить городскую сервисно ориентированную умную сеть (Urban Service-Oriented Sensible Grid), которая сможет заряжать электромобили и электровелосипеды, питать и использовать местные метеостанции для постоянного мониторинга погоды, а также автоматически регулировать уличное освещение.

Глубина интеллекта

 

Смарт-сити по-русски

Мы отобрали для анализа самые известные умные города Российской Федерации: Сколково, Белгород и Казань. Давайте посмотрим, как в них сейчас обстоят дела с прогрессивной энергетикой.

Несмотря на постоянно растущее число инноваций, которыми знаменит наукоград Сколково, в плане интеллектуальной энергетики он пока находится в самом начале пути.

В Сколкове в 2016 г. была пущена беспроводная сеть «Стриж» для Интернета вещей, к которой предполагается в скором времени подключить умные счётчики и другие устройства. При строительстве зданий используются энергоэффективные технологии, позволяющие снизить энергопотребление на 30%. Также строится централизованная система тепло- и хладоснабжения, к которой можно будет подключать солнечные водонагреватели.

Белгород - один из первых умных городов России. Соответствующий проект ОАО «МРСК Центра» стартовал там ещё в 2009 г. В городе были установлены умные счётчики «Нейрон», автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос», дистанционно управляемые подстанции и некоторые другие технологические новшества.

Этот проект не получил никакого продолжения, и в ближайшем будущем вряд ли можно ожидать прогресса.

Казань - один из участников рейтинга умных городов России. Однако проект «Смарт-сити Казань» только начинает физически воплощаться: недавно было завершено планирование и сейчас начинается строительство. Разработчики проекта пока не раскрывают конкретную информацию об энергетической инфраструктуре будущего умного города.

* * *

Подводя итог, отметим, что разброс уровня развития городов, называющих себя умными, очень велик. И в то же время пока среди них нет ни одного, который бы полностью внедрил интеллектуальную энергетику, то есть стал энергетически умным.



 

Редакция

Главный редактор: Иван Рогожкин
Консультант: Людмила Зимина
Корректор: Анатолий Печейкин
Дизайнер: Мария Хомутская
Руководитель проекта:
Максим Родионов

Контакты

Россия, 101000,
г. Москва, а/я 230.
Тел.: +7 (916) 422-95-19
Web-site: www.enegrovector.com
E-mail: oilru.com
facebook.com/energovector


©2011-2017. Ежемесячная газета «Энерговектор». Все права защищены.