Рэй Курцвел vs. Минэнерго. Насколько футуристична украинская энергостратегия

Після багатьох невдалих спроб епопея з написанням української енергетичної стратегії, схоже, добігає кінця. Попередні спроби були або відверто лобістськими або розроблялися без залучення громадськості та експертів. Результатом цього стала чинна енергетична стратегія до 2013 року за підписом самого Азарова.

Написана під диктовку вугільного лобі вона передбачала розширення використання вугілля та збільшення споживання електроенергії в рази. Це в той час, коли локомотиви європейської та світової економіки, в тому числі Китай, почали активно відмовлятися від вугільної генерації.

Нова енергетична стратегія, яку невдовзі повинен затвердити Кабмін, відходить від радянських традицій розуміння енергетики як винятково централізованої і зорієнтованої на атомну та вугільну генерацію. Однак технологічний ландшафт у світі швидко змінюється.

Хоча "Гігафабрика" Ілона Маска, китайські виробники дешевих сонячних батарей та розробники останніх робототехнологій далеко від України, їх вплив на українську енергетику зростатиме. До 2035 року можуть з'явитися нові технології, що суттєво вплинуть на функціонування енергетичного сектору.

Отже, енергетичну стратегію доведеться переглядати та коригувати. Цей текст — спроба спрогнозувати, які можливі технологічні зміни та інновації впливатимуть на виконання української енергетичної стратегії.

Для такого прогнозу автор скористався працями штатного футуриста Google Рея Курцвейла, який недавно оприлюднив прогнози технологічного розвитку людства до 2099 року. Українська енергетична стратегія має менший горизонт планування — до 2035 року. Тож як бачать майбутнє Рей Курцвейл та українські енергетики?

Обленерго проти штучного інтелекту (2017-2020)

Чернетка енергетичної стратегії передбачає, що головні акценти повинні бути зроблені на впровадження реформ та формування конкурентного та інвестиційно привабливого середовища. До цього часу передбачається також завершити імплементацію Третього енергетичного пакету.

Це значитиме, що компанії не зможуть володіти одночасно генерацією та мережами. Тобто одна компанія чи індивід не зможуть володіти електростанціями та обленерго. До 2020 року планується також інтегрувати українські газові та електричні мережі з європейськими — принаймні на рівні інституцій.

До 2020 року повинне завершитися реформування енергетичних компаній, зрости видобуток газу, знизитися енергоємність ВВП та збільшитися частка відновлюваних джерел енергії в українському енергетичному міксі.

Цей же етап передбачає запровадження високих стандартів з виробництва, транспортування, трансформації і споживання енергії, фінансування інвестиційних проектів у рамках Національного плану скорочення викидів (НПСВ) відповідно до законодавства України та зобов'язань перед Енергетичним співтовариством.

Поки Україна впроваджуватиме конкуренцію на енергетичних ринках, на думку Курцвейла, у світі відбудуться значні зрушення у персональній обчислювальній техніці. Якщо просто, то вся техніка стане безпровідною — кабелі зникнуть.

Силові кабелі електромереж, ймовірно, залишаться, однак для зарядки телефонів та ноутбуків усе більше використовуватимуть безпровідні зарядні пристрої.

У тому ж 2020 році, каже Курцвейл, домашній комп'ютер за своїми обчислюваними потужностями зрівняється з людським мозком. Це означатиме, що штучний інтелект знайде широке застосування у багатьох сферах людської діяльності.

Не стане винятком й енергетика. Ще в 2016 році Google на 27% зменшив споживання електроенергії у своєму центрі обробки даних, використавши штучний інтелект для керування споживанням своїх серверів.

Однак українцям не варто очікувати, що диспетчерів в обленерго та "Укренерго" замінить штучний інтелект. Ці плани доведеться відкласти на кілька років — наразі у нас тільки починають автоматизововувати підстанції. 

Роботи-електрики та роботи-нафтовики (2020-2025)

За Курцвейлом, до 2021 року будь-де на поверхні Землі (85% покриття) можна буде отримати доступ до безпровідного інтернету. У 2022 році в Європі та США з'являться закони, що регулюють стосунки між людьми та роботами.

Візіонер із Google вважає, що у 2024 році елементи штучного інтелекту стануть обов'язковими в автомобілях. Інакше кажучи, люди на матимуть права сідати за кермо автомобіля, якщо той не обладнаний комп'ютерними помічниками. У 2025 році з'явиться масовий ринок гаджетів-імплантів.

Такий розвиток технологій цілком може відповідати баченню української енергетичної стратегії. Адже до 2025 року планується розвиток розподіленої генерації та початок впровадження "розумних мереж" (SmartGrid).

Ці мережі зможуть повідомляти про поточну ціну на електроенергію, наприклад, електромобілю. Останній, відповідно до його налаштувань, зможе вирішити: заряджатися йому в момент пікового споживання чи продати накопичений в акумуляторі струм, а зарядитися вночі, коли ціна на електроенергію впаде.

Це лише найпростіший сценарій, адже вся техніка у "розумній мережі" знатиме, коли їй потрібно заряджатися, а коли — варто почекати. Такі зміни в українській енергетиці вимагатимуть використання штучного інтелекту, бо диспетчери не зможуть вручну впливати на споживання струму мільйонами "розумних" пристроїв.

З такими вимогами ручне управління енергетикою стане малоймовірним. Компанії, що працюють на енергетичних ринках, муситимуть або мати великий штат програмістів та науковців, або купувати відповідні рішення у розробників.

Можна собі уявити також використання штучного інтелекту Національним регулятором: тарифи буде затверджувати не людина, а програма, що знає все про українську енергетику і в реальному часі збирає дані від тисяч джерел у країні — від лічильників, термометрів до складів із вугіллям.

На фоні поширення робототехніки значну частину небезпечних та типових робіт у багатьох галузях почнуть виконувати роботи. Можна буде побачити роботів-електриків, що самостійно приїздять ремонтувати чи оглянути електроопору, якщо на ній спрацював якийсь "розумний" датчик. До речі, вже зараз в Україні обленерго експериментують з використанням дронів для обстеження опор електропередач.

До 2025 року, згідно із стратегією, Україна почне оптимізувати та оновлювати енергетичну інфраструктуру. До 2025 року планується інтегрувати українську енергосистему з європейськими мережами — із зоною континентальної Європи ENTSO-E в режимі експлуатації, що дозволить торгувати електроенергію з європейськими країнами. І це знову ж вимагатиме підвищення залучення штучного інтелекту та складних алгоритмів для таких завдань. Щоправда, це вимагатиме також чималих інвестицій.

Також до 2025 року розробники стратегії планують модернізувати системи обліку і залучити споживача до управління його попитом на енергетичні ресурси. Із першим пунктом все зрозуміло — облік і розумний облік — це основа розумного споживання та енергоефективності. Однак нещодавній провал Верховною Радою голосування закону про комерційний облік тепла та води ставить під сумнів те, що заплановано у стратегії.

Цікавішим є пункт про залучення споживача до управління попитом. Впровадження систем керування попитом (Demand Response) дозволяє оптимізувати енергоспоживання. Якщо постачальник електроенергії може на два градуси зменшувати чи збільшувати робочу температуру кондиціонера, то він може збільшувати чи зменшувати споживання енергії.

Два градуси — це зміна температури, яка майже не помітна для тіла, однак споживання 100 тис кондиціонерів — суттєва річ для енергосистеми. Керування цим споживанням — економічно цікаве і споживачу, і постачальнику.

До 2025 року планується здійснити ще один прорив — забезпечити повне покриття власних енергетичних потреб завдяки внутрішньому видобутку газу. З точки зору Курцвейла, у такій глобальній #перемозі активну участь братимуть роботи, що прискореними темпами встановлюватимуть газові вишки в українських степах.

Стратегія також передбачає розвиток розподіленої генерації і створення розгалуженої інфраструктури для електротранспорту. Це означатиме значний попит на послуги балансування та пов'язане з ним програмне забезпечення.

Інфраструктура електротранспорту вимагатиме великої обчислювальної потужності та "розумних алгоритмів". Системі доведеться швидко реагувати, наприклад, на одночасну зарядку електромобілів сотнями тисяч власників.

Залишається тільки уявити, як робот на повністю автоматичній зарядній станції питатиме, чи потрібно протерти скло у новенькій Tesla, поки вона заряджається.

Хакер спалив мій холодильник

Період до 2025 року стане часом підвищення загроз, пов'язаних з кібербезпекою. Це стосується й енергетики, яка вкрай вразлива до кібератак. Чим більше трансформаторних підстанцій та диспетчерських буде обладнано автоматикою, тим гнучкішою буде енергосистема..

Недавні відносно вдалі атаки на енергетичні об'єкти "Укренерго" та "Прикарпаттяобленерго" показують, що для хакерів енергосистема стає вкрай цікавою.

Справа не лише у можливості віддалено відключити підприємство конкурента від електроенергії або у бажанні спричинити збитки державі. Клієнтські бази даних енергетичних компаній можуть стати цінним здобутком для спамерів. Однак результати діяльності хакерів в енергосистемі можуть бути більш масштабними — до відключень цілих регіонів. 

Самокеровані енергосистеми (до 2025)

До 2035 року Курцвейл передбачає низку цікавих технологічних зрушень, що впливатимуть на енергетику та українську енергетичну стратегію.

На його думку, до 2027 року персональний робот стане звичним гаджетом — як кавоварка, холодильник або смартфон. Його можна буде послати в Ощадбанк заплатити рахунок за електроенергію. Однак він, швидше за все, зчитає дані з лічильника і заплатить постачальнику електроенергії через інтернет. Для любителів паперових квитанцій зроблять спеціальний музей-атракціон.

За Курцвейлом, до 2028 року сонячна енергія стане настільки дешевою, що буде задовольняти сумарні енергетичні потреби людини. У таких умовах енергетична стратегія має адекватний вигляд: до 2035 року повинні бути здійснені інвестиції у нові потужності у зв'язку із закінченням строку експлуатації старих.

Стратегія передбачає вибір типу генерації залежно від прогнозної цінової кон'юнктури на паливо та інтенсивності розвитку кожного типу генерації.

Це ставить великі питання перед українською енергетикою, передовсім, перед обленерго. З масовим встановленням сонячних панелей вона почне розсипатися. Доб'ють її домашні системи накопичення. Якщо розподільчі компанії не створять більш спроможної моделі на майбутнє, їх чекатимуть значні потрясіння.

Для вирішення такого завдання гравці українського енергетичного ринку зможуть застосувати штучний інтелект. Принаймні Курцвейл стверджує, що у 2029 році комп'ютер зможе пройти тест Тюринга. Відтак його можна буде використати для вирішення питання, що робити, коли у кожного є власні сонячні батареї.

Поки у Каліфорнії розгулюватимуть автономні домашні роботи та курсуватиме транспорт без водія, в Україні до 2035 року відбудеться важливий прорив: вугільний сектор досягне конкурентних та прозорих умов функціонування. Такий квантовий стрибок станеться на фоні різкого здешевлення продуктів завдяки масовому використанню нанотехнологій, яке передбачає Курцвейл.

Тобто нові технології дозволять, нарешті, зрозуміти, чому ціна вугілля за формулою Роттердам+ настільки дорога, а шахтарі залишаються настільки злиденними.

Нанотехнології будуть також доречними для боротьби з викидами українських ТЕС і ТЕЦ, особливо якщо вугільна генерація збирається жити аж до 2035 року. У стратегії заплановано досягнення цільових показників скорочення шкідливих викидів згідно з відповідним національним планом.

На думку розробників стратегії, сталий розвиток енергетики, що планується до 2035 року, передбачає також підвищення енергоефективності та охорони довкілля, зокрема — запровадження стандартів будівництва "пасивний дім", реконструкцію ТЕЦ відповідно до європейських екологічних стандартів.

На той же період передбачається впровадити комерційні розрахунки за теплопостачання та охолодження на основі якісних показників. Таке завдання — великий виклик, адже в Україні нема обов'язкового комерційного обліку тепла, а Верховна Рада кілька тижнів тому провалила голосування за відповідний законопроект. Ця ідея може хибувати на надмірну зарегульованість: якщо сьогодні галузь охолодження спокійно і динамічно розвивається без втручання держави, то після того, як НКРЕКП почне встановлювати тарифи на охолодження, можуть виникнути проблеми із ціною таких послуг.

Ще одним важливим здобутком до 2035 року стане повна інтеграція України у європейську систему транспортування газу та поглиблення кооперації з країнами Центральної Європи для підвищення надійності поставок. Це означатиме високий рівень інтеграції різних ІТ-рішень між Україною та європейськими країнами.

Проблема не в техніці, а в букві

Українська енергетична стратегія виглядає доволі синхронізованою з рівнем сучасного технологічного розвитку та відкрита до майбутніх змін технологічного ландшафту в енергетиці. У всякому разі, передбачені Курцвейлом технологічні прориви сприятимуть реалізації такої стратегії.

Однак, швидше за все, основні проблеми виникатимуть не на технічному чи технологічному рівнях — на глобальному ринку завжди знайдуться компанії з потрібними технологічними рішеннями. Ключем до успішної реалізації стратегії стане вирішення не технічних проблем, а регуляторних.

Як регулятори будуть реагувати на появу віртуальних електростанцій, "розумних" технологій та Demand Response, чи з'являться в українському законодавстві відповідні визначення — саме від цього залежатиме успіх реалізації стратегії і перехід до більш конкурентної та дружньої до довкілля енергетики.