Направления и проблемы развития цифровизации энергетических систем в России

Введение. Требования к качеству электроснабжения постоянно растут требуются более надежные и доступные электросетевые инфраструктуры увеличивается количество потребителей. Все это приводит к необходимости решения существующих проблем в электросетевом комплексе в России Актуальность исследования заключается в исследовании преобразования энергетической инфраструктуры Российской Федерации посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для повышения ее эффективности и безопасности.

Данная тема уже освещена в научных трудах и иных источниках однако, некоторые вопросы до сих пор остаются открытыми. Так, А.Е Мозохин и В.Н. Шведенко провели анализ направлений развития цифровизации отечественных и зарубежных энергетически систем представили ключевые направления развития цифровой энергетики и интеллектуальных электрических сетей на текущий момент и на перспективу ближайших 10 лет. [1, с. 657] А Д.А. Новиков, Н.И. Воропай, М.В. Губко С.П. Ковалев, Л.В. Массель, А.Н. Райков, С.М. Сендеров, В.А. Стенников в своем исследовании выявили проблемы развития цифровой энергетики в России. [2] Также, Ассоциация «Цифровая энергетика» при поддержке Минэнерго Россиии и компания Roland Berger в 2020 г. провели открытые Общественные слушания по экспертному обсуждению «Стратегии цифровой трансформации электроэнергетики», разработанной Ассоциацией, по результатам которых представили исследование цифровой трансформации 3

электроэнергетики России, определив основные задачи и видение данной трансформации на будущее. [3, с. 3] Однако, о проблемах авторы также указали, что подтверждает актуальность темы исследования.

Цель исследования состоит в определении направлений развития цифровизации энергетических систем на основе проведения сравнительного анализа развития цифровизации энергетических систем России и зарубежных стран. Научная новизна состоит в приведении новых направлений развития цифровизации энергетических систем для России.

Основная часть. На сегодняшний день в России эксперты выделяют определенные проблемы в электросетевом комплексе: [4, с. 11]

• -    требование новых сервисов потребителями;

• -    потери электроэнергии в сетях;

• -    тарифные ограничения;

• -    рост требований к качеству и надежности электроснабжения;

• -    износ основного оборудования;

• -    утечка кадров и недостаток высококвалифицированных кадров;

• -    абонентские сети (ТСО – территориальная сетевая организация);

• -    накопленные обязательства по технологическому присоединению.

В России сегодня реализуется развитие энергетического комплекса однако, определенно медленно. Так, основные направления развития в России установлены в Указе президента Российской Федерации «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года». [5]

В целом, развитие электросетевого комплекса в России представлено модернизацией электросетевой инфраструктуры с применением современного электротехнического оборудования и цифровых технологий Однако, этого недостаточно – оптимальное соотношение затрат при модернизации отрасли должно быть связано с повышением не только элементной, но и системной надежности за счет совокупности элементов и умной системы управления. Данная система состоит в цифровизации энергетического комплекса.

Цифровизация энергетического комплекса подразумевает цифровизацию в отдельности каждой компании данной системы. [6, с. 61] Цифровизация электросетевого комплекса России предполагает:

• -    во-первых, повышение наблюдаемости, управляемости автоматизации и диагностики на объектах сетевого хозяйства регионов (цифровые подстанции и активно-адаптивные распределительные сети);

• -    во-вторых, развитие информационно-телекоммуникационной инфраструктуры для технологической и корпоративной сети передачи данных, включая вопросы кибербезопасности, разработки интегрированных информационно-управляющих систем;

• -    в-третьих, цифровизацию бизнес-процессов компании, развитие инновационной и инжиниринговой деятельности;

• -    в-четвертых, развитие человеческого капитала, строительство полигонов и сетевых лабораторий для формирования новых профессиональных компетенций у персонала компании [7].

Цели у российской цифровизации энергетического комплекса глобальные: так, если сегодня только лишь 32% предприятий электросетевого комплекса в РФ используют цифровые технологии, то в вышеназванном Указе, к 2024 г. установлены цели:

• -    рост до 40% участников, использующих цифровые технологии функционирующих в рамках единой информационной среды ТЭК России;

• -    рост до 14%, использующих передовые производственные технологии

• -    рост до 100% организаций ТЭК России, использующих средства защиты информации, передаваемой по глобальным сетям, в общем числе обследованных организаций [8].

Однако, на сегодняшний день отмечается, что данные показатели недостижимы, ведь во многих предприятиях энергетического кластера России сохраняются советские модели управления.

Для того, чтобы достичь более высоких показателей в цифровизации энергетического комплекса в России, можно использовать зарубежный опыт В таблице 1 представлен опыт Германии и Китая как наиболее успешных стран в цифровизации энергетического комплекса, а также Аргентины и Канады как стран с противоположными климатическими и географическими условиями и другими структурными отраслями. При этом Россия не является самой отстающей по уровню развития цифровизации (например, Аргентина) Плюс (+) означает присутствие, а минус (-) – отсутствие данного направления в цифровизации страны.

Таблица 1 – Сравнение уровня развития цифровизации энергетической системы России и зарубежных стран по основным взаимосвязанным направлениям по данным на конец 2021 г

Направления	Характеристика направления	Росси я	Кита й	Германи я	Аргентин а	Канад а
Рамочные условия цифровой трансформац ии отрасли	Такие аспекты, как: человеческий капитал, наличие       базовой инфраструктуры цифровизации, наличие финансирования	+	+	+	-	+
Цифровая трансформац ия компаний (культура, компетенции)	Подразумевает переход к гибким моделям ведения бизнеса, более активное взаимодействие      с источниками инноваций	+	+	+		+

Внедрение цифровых решений для текущей деятельности	Подразумевает внедрение цифровых решений, направленных      на повышение эффекта инвестиций	-	+	+	-	+
Внедрение цифровых решений для развития новых бизнесов	Подразумевает внедрение решений, направленных      на запуск         новых продуктов или услуг традиционными энергетическими компаниями	+	+	+	+	-
Институциональная поддержка цифровой трансформац ии в отрасли	Включает      спектр действий со стороны государства, ассоциаций, научноисследовательских организаций	-	+	+	-	+

Источник: составлено авторами на основании субъективной оценки автора, данной посредством изучения статистических данных развития цифровизации в энергетических системах перечисленных стран

Мировой рынок включает большее количество современных тенденций по развитию цифровой экосистемы электросетевых компаний:

• -    IoT-протоколы интеграции электротехнических продуктов компании;

• -    хранилище данных (data storage);

• -    облачный сервис управления интеллектуальными устройствами (cloud services);

• -    системы искусственного интеллекта AI (от англ. Artificial Intelligence) для автоматического управления типовыми операциями обработки больших объемов данных и предиктивного анализа;

• -    системы на базе нейросетей, анализирующие типовые тестовые сценарии и прототипы;

• -    клиентские кабинеты и мобильные приложения APPs (от англ Applications);

• -    интеграционные инструменты – открытый API (от англ. Application Programming Interface);

• -    система распределения прав на базе блокчейн [1, с. 661].

Однако в России сегодня вышеназванные технологии практически не применяются. Поэтому они включены в состав мероприятий Национальной технологической инициативы «Энерджинет» (один из глобальных рынков Национальной технологической инициативы, объявленной в 2014 г Президентом РФ в качестве одного из стратегических направлений развития технологического лидерства страны), выполнение которой является важным звеном при воплощении в жизнь «Энергетической стратегии России на период до 2030 года». То, что в планах на уже ближайшие годы установлено применение технологий на уровне Европы в энергетическом кластере РФ является перспективным моментом, так как там развитие цифровизации данного кластера находится на более высоком уровне.

Основные мировые результаты цифровизации энергетических кластеров на сегодняшний день таковые:

• 1.    Цифровая трансформация: до сих пор ни одна страна не завершила этот процесс.

• 2.    Пионеры: западноевропейские страны с более сильным опытом внедрения цифровых технологий и изменения корпоративной культуры.

• 3.    Технологии: Интернет вещей и Искусственный интеллект являются более распространенными цифровыми технологиями, которые внедряются или пилотируются в большинстве рассмотренных стран.

• 4.    Цепочка создания стоимости: приближенные к конечным потребителям этапы создания стоимости (сбыты, сети) показывают более высокий прогресс цифровизации [9].

Прослеживая успех мировых держав в развитии цифровизации энергетического комплекса, одного из важнейших кластеров экономики страны, можно проследить развитие показателей стран в целом, сравнение которых представлено в таблице 2.

Таблица 2 – Сравнение показателей развития стран для определения влияния цифровизации энергетических систем как основных кластеров экономики на 2021 г.

Показатель	Россия	Китай	Германия	Аргентина	Канада
Площадь страны, км2	17 125 191 (1 в мире)	9 598 962 (3 в мире)	357 385 (62 в мире)	2 780 400 (8 в мире)	9 984 670 (2 в мире)
Плотность населения, чел./км2	8,5	146,3	232,3	16,26	4,2
ВВП на душу населения, долл.	32 803	16 709	56 226	23 863	52 791
Индекс человеческого развития	0,824	0,758	0,947	0,830	0,922
Уровень безработицы, %	5,8	5,9	5,3	7,0	4,9
Производство электроэнергии на душу населения, МВт/ч	7,3	4,2	7,6	3,0	18,1

Доля внутренних затрат          на исследования    и разработки инноваций к ВРП, %	1,23	5,3	4,9	1,4	2,8
Коэффициент изобретательной активности	1,63	12,65	7,44	1,02	4,6

Источник: составлено авторами на основании статистических данных сайта Росстата (Россия), и [10] (иные страны)

По данным показателям можно отметить, что чем выше цифровизация энергетических систем в стране, тем выше валовый внутренний продукт на душу населения: наиболее высокие показатели у Германии и Канады. Однако Китай, являясь лидером в цифровизации, не имеет высокого показателя валового внутреннего продукта на душу населения.

Прослеживается взаимосвязь между развитием цифровизации энергетического кластера страны и уровня безработицы: например, в Аргентине наихудшие показатели. Взаимосвязь прослеживается среди производства электроэнергии на душу населения: Канада имеет наивысший уровень по данным показателям.

К сожалению, отечественная трансформация на сегодняшний день отстаёт от мировых тенденций. Тогда встает вопрос, почему же российские компании не воспользуются зарубежным опытом? Ведь в России наибольшее количество ресурсов и природных богатств. Вопрос остается открытым на сегодняшний день – неготовность энергетических сетей России к цифровизации из-за отсутствия технологических возможностей.

Помимо имеющихся направлений развития цифровизации энергетических систем в России, рекомендуются определенные направления 10

и от государства, и от компаний. От государства требуется изменение регулирования отрасли для облегчения цифровизации, выделение финансирования для приоритетных проектов. От энергетических предприятий требуется:

• 1.    Трансформация организационной культуры с учетом появления новых технологий и механизмов взаимодействия. [11]

• 2.    Масштабирование лучших российских и международных практик.

• 3.    Пилотирование собственных цифровых решений.

• 4.    Обмен опытом с другими компаниями. [12]

Заключение. Таким образом, не смотря на наличие мировых результатов в цифровизации энергетического комплекса, отечественная трансформация в данном вопросе отстает на несколько ступеней. Главным недостатком была выявлена авторами неготовность энергетических сетей России к цифровизации из-за отсутствия технологических возможностей Решить данную проблему можно в том числе с применением зарубежного опыта, так как на основе проведенного анализа можно сделать вывод, что высокий уровень развития цифровизации энергетических систем в странах оказывает влияние на основные показатели развития стран (перечислить конкретные показатели) – они имеют наивысшее значение по сравнению с государствами, где цифровизация развита менее.

Данное исследование может послужить дополнением в изучении вопроса цифровизации энергетических систем в России, решением имеющихся проблем и ее ускорении, для чего требуется дальнейшее детальное рассмотрение данного вопроса.