По данным Всемирного банка , текущий глобальный уровень электрификации составляет около 90%, и за последние 20 лет он вырос более чем на 15%. Именно энергетические компании по всему миру поставляют эту энергию и — не понаслышке знакомые с потрясениями и переменами — обеспечивают бесперебойное электроснабжение уже более века. Но по мере того, как утихает постпандемическая пыль, ключевые игроки в коммунальной отрасли внимательно оглядываются вокруг и понимают, что работают в совершенно иных условиях, чем когда-либо прежде. Если энергетический сектор хочет достичь своих целей по нулевым выбросам и при этом оставаться прибыльным, ему потребуется учитывать новых игроков и новые методы работы, а также реагировать на быстро меняющиеся потребности и поведение потребителей.

Когда речь заходит о переходе к экологически чистой энергетике, мир будет обращаться к энергетическому сектору за лидерством и технологическими инновациями, поскольку мы все вместе стремимся к декарбонизации.

Что такое энергетический переход?

Энергетический переход подразумевает переход от систем производства и потребления энергии, основанных на ископаемом топливе, включая нефть, природный газ и уголь, к возобновляемым источникам энергии, таким как ветер и солнце. Эти изменения также включают в себя тенденцию к созданию взаимосвязанной сети распределенных источников энергии и отказ от традиционно централизованных коммунальных предприятий и единичных источников энергии.

Декарбонизация и экономический переход к устойчивой энергетике

В своем обширном отчете Carbonomics компания Goldman Sachs отмечает, что в 2021 году расходы на проекты в области возобновляемой энергетики, по прогнозам, впервые в истории превысят расходы на добычу нефти и газа. Отчасти привлекательность этих проектов объясняется быстрым снижением стоимости поставок возобновляемой энергии. В недавнем отчете Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) рассматривается глобальная средневзвешенная приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) проектов в области возобновляемой энергетики, и делается вывод, что за последние 10 лет «масштабные солнечные фотоэлектрические системы (PV) сократились на 82%; концентрированная солнечная энергия (CSP) — на 47%; наземная ветровая энергетика — на 39%; а морская ветровая энергетика — более чем на 29%».

В докладе также говорится, что расходы на нефть и газ сократились более чем на 60% по сравнению с 2014 годом, а срок эксплуатации мировых запасов нефти (отношение запасов нефти к добыче нефти) также значительно снизился. В ответ на эти тенденции, как сообщает Forbes , за последний год «многие частные инвестиционные банки, включая Deutsche Bank, Morgan Stanley MS и Citi Bank, также объявили о своих стратегиях по сокращению своей подверженности влиянию нефтегазового сектора». Кроме того, крупные частные инвестиционные компании все чаще вкладывают средства в технологии декарбонизации.

В настоящий момент энергетические компании оказались в условиях растущего интереса инвесторов к проектам в области возобновляемой энергетики и постоянно снижающихся затрат на соответствующую инфраструктуру и пусконаладочные работы.

Возобновляемые источники энергии и технологии промышленного масштаба

В долгосрочной перспективе, в стремлении к полному отказу от зависимости от ископаемого топлива, необходимо будет постепенно декарбонизировать ряд сфер человеческой деятельности, включая транспорт, тяжелую промышленность, производство и строительную отрасль. Однако, будучи поставщиком энергии для большинства других отраслей, сектор коммунальных услуг является наиболее подходящим местом для инициатив по переходу к экологически чистой энергетике.

Что такое «масштаб коммунальных услуг»?

Мы наблюдаем рост сетей более мелких, разбросанных по всей территории предприятий по производству и распределению энергии, а также увеличение общего спроса на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия.

Термин «масштаб коммунальных предприятий» служит мерилом, по которому мы оцениваем возможности всех этих ресурсов. Чтобы считаться энергосистемой или сетью промышленного масштаба, она должна быть способна генерировать не менее 10 мегаватт электроэнергии — надежно и стабильно.

Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных возобновляемых источников энергии, а также преимущества и недостатки их внедрения в промышленных масштабах.

• Солнечная энергия: Традиционные солнечные модули используют технологии концентрированной солнечной энергии (CSP) и имеют ограничения из-за необходимости прямого солнечного света. Однако технологии, связанные с фотоэлектрическими (ФЭ) солнечными модулями (способными использовать как прямой, так и рассеянный солнечный свет), развиваются быстрыми темпами. И их стоимость снижается столь же быстрыми темпами: с 2010 года цена фотоэлектрических модулей из кристаллического кремния упала более чем на 80%. Учитывая нулевую стоимость солнечной энергии и постоянно снижающиеся затраты на вспомогательное энергоснабжение, солнечная энергия становится все более прибыльным вариантом для энергетической отрасли.
• Гидроэнергетика: это, безусловно, основа производства энергии для многих крупнейших мировых энергетических компаний. Гидроэлектроэнергия — это экологически чистый, обильный источник энергии, который хорошо сочетается с другими возобновляемыми источниками энергии, компенсируя перебои в её выработке. Проблема в том, что строительство плотин, пригодных для коммунального хозяйства, предполагает инженерные проекты колоссальных масштабов и стоимости. Это также обычно включает в себя спорные работы по мелиорации земель и потенциальную опасность катастроф столь же масштабных масштабов в случае обрушения или взрыва чего-либо. Иными словами, если инфраструктура уже существует, гидроэнергетика — отличный вариант для энергетической отрасли. Но если этого не произойдет, то разработка может оказаться нецелесообразной.
• Ветроэнергетика: С 2010 года стоимость ветряных турбин значительно снизилась, и IRENA прогнозирует дальнейшее снижение как затрат на установку, так и эксплуатационных расходов в течение следующих 10 лет. Кроме того, усовершенствования в технологии турбин привели к увеличению диаметра ротора и высоты ступицы, что означает возможность получения большего количества энергии при той же скорости ветра и занимаемой площади. Проекты ветроэнергетики часто вызывают жалобы на шум и угрозу для дикой природы, но они также могут приносить прибыль местным землевладельцам, поэтому рассматриваются как хорошая возможность для регионального экономического роста. Одной из главных проблем для сектора коммунальных услуг является ненадежность ветровой энергии. Из-за своей непостоянности энергия ветра должна либо накапливаться в высокоемких батареях, либо сочетаться с более надежными (часто основанными на ископаемом топливе) источниками энергии для поддержания работы энергосистемы в периоды низкой выработки электроэнергии. Тем не менее, зависимость энергетического сектора от ветровой энергии за последнее десятилетие выросла примерно на 25% в год .
• Геотермальная энергия: там, где она доступна, это может быть очень эффективным источником энергии благодаря своей постоянной доступности. И по сравнению с ветровыми или солнечными электростанциями, она занимает относительно небольшую географическую площадь. Однако с точки зрения энергетического сектора этот источник энергии ограничен из-за стоимости создания геотермальной энергетической инфраструктуры и ограниченной доступности таких источников по всему миру. Кроме того, постоянная циркуляция горячей воды в грунте и из него может вызывать сейсмические нарушения и приводить к землетрясениям, особенно учитывая, что геотермальные источники энергии, как правило, расположены преимущественно в районах с уже высоким уровнем сейсмической активности.
• Биоэнергетика: Биомасса в изобилии — часто она является побочным продуктом других сельскохозяйственных или производственных отраслей (кукурузная шелуха, навоз, свалочный газ). Однако использование биомассы в качестве источника топлива вызывает определенные споры. «Углеродная нейтральность» некоторых видов биотоплива достигается благодаря тому, что растения или деревья, участвовавшие в их производстве, в течение своей жизни вырабатывали достаточное количество кислорода, чтобы компенсировать выбросы CO2, образующиеся при их последующем сгорании. Многие также ставят под сомнение утверждение о том, что леса являются полностью возобновляемыми ресурсами, учитывая, что на их восстановление может потребоваться до ста лет. Для энергетических компаний в развивающихся странах или преимущественно сельских районах варианты использования биомассы могут быть интересными, но когда дело доходит до городских энергосетей, стоимость и сложность использования биомассы в качестве источника энергии затрудняют ее внедрение в больших масштабах.
• Приливная и волновая энергия: В районах с высокой плотностью населения на побережье энергетические компании в настоящее время добиваются успехов в реализации проектов по использованию приливной энергии. Однако эти энергетические технологии все еще находятся на начальной стадии развития. Потенциальная выгода от использования энергии приливов огромна и практически безгранична, поэтому она, безусловно, представляет собой интересную область для исследования в энергетическом секторе. Однако на данный момент сохраняется неопределенность относительно долгосрочного воздействия подобных проектов на окружающую среду. Кроме того, технология еще недостаточно отлажена, чтобы производить достаточное количество электроэнергии для оправдания огромных затрат на запуск проектов по использованию энергии океана.
• Аккумуляторы: Проблема многих возобновляемых источников энергии заключается в том, что они могут быть ненадежными и работать с перебоями. Аккумуляторные батареи промышленного масштаба могут повысить надежность энергосистемы и защитить от неожиданного роста спроса или дефицита электроэнергии. Интеграция аккумуляторных батарей также позволяет энергетическим компаниям постепенно отказываться от ископаемого топлива с минимальными перебоями в работе. Однако в настоящее время такие промышленные батареи производятся лишь несколькими специализированными производителями, и хотя их цена, безусловно, снижается, их приобретение и обслуживание по-прежнему обходятся дорого.
• Интеллектуальные облачные технологии: применение интеллектуальных технологий и систем учета на основе искусственного интеллекта (ИИ) в коммунальном хозяйстве может повысить эффективность, собирать и анализировать ценные данные, минимизировать потери и помочь защититься от рисков (и предвидеть их). Сети Интернета вещей (IoT) и подключенные к ним системы также могут помочь автоматизировать и монетизировать сети производителей-потребителей и распределенной генерации электроэнергии.

Цели по достижению нулевых выбросов на сложном рынке коммунальных услуг

В США частные энергетические компании обеспечивают энергией более 70% населения. Но, как напоминает нам Greentech Media , они находятся под огромным давлением, чтобы «получить достаточную прибыль для удержания инвесторов в сложном, ограниченном и низкорентабельном бизнесе». В условиях подготовки энергетической отрасли к трансформации, энергокомпании должны решать как старые и хорошо известные проблемы, так и новые факторы, влияющие на этот сектор.

• Природные и политические потрясения: Всемирная метеорологическая организация сообщает, что число стихийных бедствий, связанных с погодой, за последние 50 лет увеличилось в пять раз, что делает подготовку к стихийным бедствиям и изменению климата дорогостоящим, но необходимым приоритетом для сектора коммунальных услуг. Кроме того, будучи одной из наиболее жестко регулируемых отраслей (даже больше, чем автомобильная промышленность, банковское дело или авиаперевозки), отрасль коммунальных услуг особенно уязвима к глобальным и региональным политическим изменениям, которые часто усиливают давление, связанное с необходимостью оставаться прибыльной.
• Изменение ожиданий и поведения потребителей: декарбонизация, цифровизация и децентрализация меняют вековые отношения между потребителями и поставщиками энергии. Технологии управления спросом и интеллектуальные счетчики позволяют потребителям коммунальных услуг снижать потребление электроэнергии в часы пик в обмен на более низкие цены на электроэнергию в непиковые часы. Улучшение емкости накопителей энергии для электромобилей и батарей солнечных панелей также означает, что потребители могут генерировать и распределять собственную электроэнергию — отсюда и появление «просьюмера» (производителя/потребителя).
• Меньший контроль над источниками энергии и большая сложность в энергосистеме: в одной из самых регулируемых отраслей в мире Техас выделяется тем, что его энергосистема не регулируется. В результате многие игроки рынка возобновляемой энергии стекаются в этот штат, стремясь произвести революцию в отрасли с помощью стартапов в сфере чистой энергетики. На самом деле, как сообщает Bloomberg Green , Tesla незаметно строила аккумуляторную батарею мощностью 100 мегаватт недалеко от Хьюстона и в августе 2021 года подала заявку в Комиссию по коммунальным услугам штата Техас на продажу электроэнергии на розничном рынке. Благодаря растущей доступности и возможностям цифровых технологий на основе искусственного интеллекта, а также быстрому развитию аккумуляторных технологий, для небольших компаний стало все более возможным взаимодействовать с миллионами потребителей-производителей энергии для создания высокоэффективных станций хранения и распределения электроэнергии. Кроме того, рост числа потребителей-производителей электроэнергии может привести к добавлению в сеть сотен тысяч точек генерации и хранения электроэнергии, что значительно усложнит управление и эксплуатацию энергосистемы для коммунальных предприятий.

Устойчивая и возобновляемая энергетика: только перемены — путь вперед.

В 2020-х годах вопрос уже не в том, «следует ли» переходить на более устойчивые источники энергии, а в том, «как» и «когда».

Коммунальные предприятия обладают уникальными возможностями, опытом и существующей клиентской базой, позволяющими им переосмыслить свои бизнес-модели и начать прибыльный путь к достижению углеродной нейтральности. Вот несколько примеров конкурентных стратегий:

• Активно развивайте рынки распределенных источников энергии и потребителей-производителей и создавайте новые партнерства. Судя по тому, что мы видим по всему миру (и даже в Техасе), сейчас существуют цифровые технологии и инженерные возможности, позволяющие стартапам в сфере чистой энергетики начать распространяться, привлекая как бытовых, так и промышленных потребителей-производителей энергии и становясь розничными продавцами энергии и поставщиками распределенных источников энергии. Для коммунальных компаний это может обернуться либо риском, либо возможностью, в зависимости от их стремления к инновациям и готовности к сотрудничеству с новыми игроками на рынке.
• Инвестируйте в интеллектуальные цифровые решения и развивайте бизнес-практики, основанные на данных. В энергетическом секторе будущего данные станут особенно ценным товаром. Компании смогут получить конкурентное преимущество, используя искусственный интеллект , а также мощные технологии баз данных и ERP-систем для анализа своих данных и получения полезной аналитической информации. От управления потребителями-производителями и различными возобновляемыми источниками энергии до экономичного распределения и хранения энергии, энергетические компании будут все чаще полагаться на передовые аналитические методы и подходы, основанные на данных, чтобы оставаться прибыльными и соответствовать быстро меняющемуся рынку и потребительской базе. Развитие интеллектуальных технологий также потенциально может улучшить возможности клиентов по самостоятельному обслуживанию и персонализации услуг и их использования.
• Улучшить стратегии коммуникации и взаимодействия с клиентами. Последние данные опросов, проведенных в Великобритании и США, показывают неутешительный уровень удовлетворенности потребителей и указывают на то, что коммунальным компаниям, возможно, стоит поработать над улучшением отношений с клиентами. Это время больших перемен и потрясений не только для энергетического сектора, но и для потребителей, пытающихся разобраться в наилучших способах управления потреблением электроэнергии, в доступных им вариантах для производителей-потребителей и в том, как оптимизировать информацию, получаемую с помощью технологий интеллектуальных счетчиков. Энергетическим компаниям необходимо сотрудничать со своими клиентами, так же как им может потребоваться сотрудничество с инновационными стартапами для достижения наилучших результатов в конкуренции. Таким образом, они могут не только рекламировать и продвигать свой бренд, но и делиться информацией, повышать актуальность коммуникаций и в целом приоткрывать завесу тайны над своими планами по энергетическому переходу.

Цифровая трансформация коммунальных предприятий и переход к чистой энергетике

В своем романе «Мир без нас » Алан Вайсман описывает, что произойдет с окружающим нас миром, если человечество исчезнет. В книге описывается, что произошло в Нью-Йорке в течение нескольких часов после отключения электроэнергии. Метро затопит, и почти сразу же городская инфраструктура начнет рушиться, как домино. Хотя это и крайний пример, он, тем не менее, напоминает нам о том, насколько наше выживание зависит от надежных и доступных источников энергии, и о том, как за последние сто лет энергетические компании создали чудеса инженерной мысли и изобретений для удовлетворения этих потребностей.

В 2020-х годах эта отрасль находится под беспрецедентным давлением, требующим инноваций и реформ на благо Земли и всех нас, живущих на ней. Хорошая новость: это давление открывает огромные возможности для развития впечатляющего наследия и прокладывания пути к более устойчивому будущему.