Энергетика

4
раздела
15
технологических направлений

Глобальные мегатренды технологического развития

 Среди основных глобальных трендов в управлении электро- и теплоснабжением можно выделить декарбонизацию, децентрализацию и цифровизацию. Интеллектуальные системы электро-, тепло- и газоснабжения, а также «умные» системы освещения способны оперативно реагировать на изменения нагрузки и влияющих на неё внешних факторов (температура воздуха, уровень естественного освещения и др.). Приоритет отдается технологиям анализа большого объема данных, собираемых умными счетчиками и датчиками, а также прочим устройствам, формирующим Интернет вещей, которые могут использоваться для мониторинга и управления в режиме онлайн и позволяют осуществлять обмен данными между людьми, устройствами и машинами через сети цифровой связи.

 Создание новых материалов и покрытий, технологий мониторинга состояния сетей и сооружений, а также новых технологий накопления энергии направлено на повышение энергетической эффективности, снижение себестоимости и потерь энергии при передаче, хранении и потреблении энергии. В перспективе после 2020 г. «умные» энергосистемы будут подстраиваться под образ жизни людей, технологические режимы и производственные циклы компаний.

 

Тренды

  • Распространение цифровых сетей и интеллектуальных систем управления энергосистемами, появление и развитие элементов «Интернета энергии»
  • Распространение технологий и практики энергосбережения
  • Повышение требований к эффективности генерации, передачи и потребления энергии
  • Декарбонизация экономики
  • Децентрализация и автономная работа новых энергоцентров
  • Появление нового поколения накопителей электрической энергии
  • Рост доли электроэнергии из ВИЭ и рост доли ВИЭ в энергетическом балансе, выход многих стран из угольной генерации, обусловленный снижением ее рентабельности и отрицательным воздействием на климат
  • Изменение модели поведения потребителей и появление просьюмеров

Эффекты

  • Снижение нагрузки на сети вследствие повышения эффективности управления и снижения темпов роста энергопотребления
  • Снижение энергоемкости топливно-энергетического комплекса (ТЭК), ЖКХ и экономики в целом
  • «Умный учет» и сокращение энергопотребления, снижение расходов на электрическую и тепловую энергию всех категорий потребителей
  • Повышение надежности и устойчивости энергосистем
  • Снижение негативного воздействия ТЭК на окружающую среду и климат
  • Более эффективное планирование и управление энергосистемами

Драйверы

  • Совершенствование технологий, позволяющих осуществлять обмен массивами данных между людьми, устройствами и машинами через сети цифровой связи: «умные» счетчики и датчики, технологии анализа больших данных, машинного обучения и цифровых близнецов
  • Распространение аккумуляторных батарей промышленного масштаба (utility-scale battery storage), снижение их стоимости
  • Распространение новых финансовых технологий в энергетике (лизинг генерирующего оборудования, новые системы оплаты услуг энергоснабжающих организаций и др.)
  • Переход на наилучшие доступные технологии (НДТ)
  • Выполнение требований международных документов по климату
  • Рост энергопотребления, обусловленный ростом экономики и качества жизни технологий и материалов

Барьеры

  •  Риски в сфере безопасности природного и техногенного характера
  • Недоверие потребителей к новым энергетическим технологиям, в т.ч. системам автоматического управления домом
  • Недостаточный срок службы и высокая стоимость (в расчете на единицу запасаемой энергии) промышленных аккумуляторов
  • Высокая стоимость модернизации / обновления основных фондов в странах с развитой централизованной системой энергоснабжения
  • Снижение доходов энергоснабжающих компаний вследствие повышения энергоэффективности и энергосбережения

 

Тренды технологического развития в Москве
Основные тренды развития сектора снабжения и потребления электрической и тепловой энергии в Москве в целом соответствуют мировой практике. Тем не менее существующая в Москве электро- и теплоэнергетика имеет свои особенности, которые отражают общую ситуацию в стране. В столичном регионе доминирует газовая генерация: 15 теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) , 5 пять тепловых электростанций (ТЭС) и 3 ГРЭС . В подмосковном Сергиевом Посаде функционирует Загорская Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), строится Загорская ГАЭС-2 . Энергетический комплекс столицы сталкивается с рядом проблем, в числе которых отсутствие собственных (углеводородных) топливно-энергетических ресурсов; низкий уровень эффективности генерации, высокий уровень потерь при передаче энергии; высокий уровень износа основных фондов, высокая концентрация и неравномерность нагрузок энергосистемы; значимое воздействие на окружающую среду . Указанные проблемы требуют не только модернизации и обновления основных фондов, но и постоянного мониторинга и диагностики состояния энергетических сетей и объектов для предотвращения перегрузок и аварий, а также для оценки воздействия на окружающую среду. 

 

Тренды

  • Распространение цифровых сетей и интеллектуальных систем управления энергосистемами
  • Распространение технологий и практики энергосбережения
  • Повышение требований к эффективности генерации, передачи и потребления энергии
  • Нарастающий износ оборудования и основных фондов
  • Высокая стоимость заемных средств, ограничения на заимствования за рубежом
  • Ограничения на импорт и трансфер технологий в энергетике

Эффекты

  • Сокращение и «умный учет» энергопотребления, снижение расходов на электрическую и тепловую энергию у всех категорий потребителей
  • Повышение надежности и устойчивости энергосистем
  • Снижение негативного воздействия ТЭК на окружающую среду и климат
  • Появление компаний - новых мировых лидеров (в т.ч. на рынках «Энерджинет»)
  • Более эффективное планирование и управление энергосистемами

Драйверы

  • Реализация общероссийских инициатив перехода к «интеллектуальным» активно-адаптивным энергетическим сетям
  • Развитие инфраструктуры для электрического автотранспорта
  • Быстрое развитие инновационной инфраструктуры
  • Нарастающая концентрация общероссийского научно-технического и инновационного потенциала в столице
  • Переход на наилучшие доступные технологии
  • Нарастание частоты экстремальных природных явлений, обусловленных изменением климата
  • Рост энергопотребления, обусловленный ростом экономики и качества жизни

Барьеры

  • Риски в сфере безопасности: кибератаки, старение основных фондов
  • Низкие темпы обновления инфраструктуры и основных фондов в ТЭК и ЖКХ
  • Ограничения, связанные с доступом к капиталу (высокая стоимость заемных средств, санкции)
  • Несовершенство действующего нормативно-правового и нормативно-технического регулирования в электроэнергетике (в т.ч. сохранение перекрестного субсидирования)
  • Снижение доходов энергоснабжающих компаний вследствие повышения энергоэффективности и энергосбережения
  • Устаревшие бизнес-модели энергоснабжа

Эффекты реализации научно-технических направлений

  • Снижение потерь в сетях города Москвы при передаче электрической и тепловой энергии 
  • Экономия энергии за счет более эффективного управления энергосетями и энергосистемами города 
  • Повышение надежности и безопасности городских энергетических систем 
  • Рост инновационной активности, улучшение экономических показателей энергетических компаний, работающих в Москве 
  • Рост российского сегмента рынка систем хранения энергии, который к 2025 г. может составить от $3 до 8,6 млрд в год, что даст экономике страны эффект (за вычетом инвестиций) в $5-11 млрд в год, на горизонте 2025-2035 гг. до $10 млрд в год 
  • Новые разработки столичных организаций в области перспективных технологий накопления энергии, среднегодовой рост которого прогнозируется на уровне не менее 60%
  • Снижение себестоимости производства, передачи и хранения электрической и тепловой энергии в Москве 
  • Развитие российского рынка оборудования для производства электрической и тепловой энергии, снижение зависимости от импорта 
  • Мониторинг и прогнозирование сбоев в работе энергетических сетей Москвы, чрезвычайных ситуаций, превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ

 

    КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 
ОБЛАСТИ
НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ 
РЫНОЧНЫЕ НИШИ
МИР МОСКВА
    ЕМКОСТЬ СЕГМЕНТА,
МЛРД. ДОЛЛ.
ТЕМП РОСТА
CAGR %
ПРИБЫЛЬНОСТЬ УРОВЕНЬ
КОНКУРЕНЦИИ
ЕМКОСТЬ СЕГМЕНТА ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ИМПОРТА

 

Новые энергоэффективные материалы и покрытия
Зеленые строительные материалы 
Энергоэффективное стекло
Изоляционные краски и покрытия 
Изоляция труб 

 

$199,7 млрд (2017)

$25,11млрд (2018)
$4,05 млрд (2017)
$8,7 млрд (2018)

 

11,7%

5%
8,3%
3,4%
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Интеллектуальные системы электро- теплои газоснабжения Интернет вещей 16,46% в энергетике (Интернет энергии) $10,96 млрд (2018) 16,46%
 
 
 
 
  Системы управления энергетическими  системами $16,5–25,9 млрд (2016) 13,5–22,52%
 
 
 
 
  «Умные» системы освещения   $4,6 млрд (2017) 42,8%
 
 
 
 
  Интеллектуальные системы учета газа   $1,8 млрд (2018) 8%
 
 
 
 
  Интеллектуальные электросчетчики $9,27 млрд (2018) 5,9%
 
 
 
 
  Высокотемпературные сверхпроводящие кабельные линии постоянного тока $3,5 млрд (2020) 5%
 
 
 
 
  Газовые микротурбины $140–500 млн (2016) 10-21% 
 
 
 
 

 

Технологии мониторинга  состояния сетей  и сооружений  Системы мониторинга в электроэнергетике $3,46 млрд (2017) 5,76%
 
 
 
 
  Системы контроля состояния электростанций $4,7 млрд (2017) 5,78%
 
 
 
 

 

Новые технологии накопления энергии для создания батарей с высокой удельной емкостью Промышленные накопители электрической энергии большой мощности $ 5 млрд (2017) 46%
 
 
 
 
  Многофункциональные индивидуальные накопители энергии  $ 1 млрд (2018) 46%
 
 
 
 

 

Новые энергоэффективные материалы и покрытия 

 
ЗЕЛЕНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 
 
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ СТЕКЛО 

 

 
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ КРАСКИ И ПОКРЫТИЯ 

 

 
ИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ 

 

Интеллектуальные системы электро- тепло и газоснабжения 

 
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ (ИНТЕРНЕТ ЭНЕРГИИ)
 
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

 

 
«УМНЫЕ» СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

 

 
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УЧЕТА ГАЗА

 

 
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКИ 
 
ГАЗОВЫЕ МИКРОТУРБИНЫ

 

 
 
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

 
 

 

 

Технологии мониторинга состояния сетей и сооружений

 
СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
 
СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

 

 
 

 

 
 

 

       


Новые технологии накопления энергии для создания батарей с высокой удельной емкостью

 
ПРОМЫШЛЕННЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
 
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ