Current trends in digitalization in the global energy sector

Введение

Текущее состояние энергетического рынка в настоящий момент как никогда связано с геополитическими отношениями между странами [18,31]. Затяжной характер нынешнего глобального кризиса привел к снижению прогнозов экономического роста и энергопотребления, в то время как рост доли развивающихся стран на энергетическом рынке заметно ускорился. Учитывая, что Россия является одним из наиболее значимых участников энергетического рынка, важность эффективного управления чрезвычайно высока. Изменения, которым в настоящее время подвержен энергетический рынок, включают сокращение производства, а также потребление, накопление и сохранение энергоресурсов, поступающих в различные страны. Кроме того, постоянно растущий процесс трансформации энергетического рынка играет значительную роль в корректировке характера партнерских отношений и изменении самих партнеров. В текущей ситуации возрастает важность цифровизации как фактора формирования новых конкурентных преимуществ [22]. Однако проблемы, связанные в большей степени с Россией, такие как отсутствие необходимых технологий, на основе которых была бы возможна цифровая трансформация, актуализируют необходимость сотрудничества между странами. В соответствии с этим, авторами статьи предпринята попытка проанализировать текущий этап развития энергетического рынка под влиянием нестабильности внешних факторов. По итогам анализа сделан вывод о том, что указанный рынок нуждается в оперативной цифровой трансформации. Последнее становится возможным с помощью сотрудничества между странами в области передачи технологий.

Энергетический сектор является неотъемлемой частью топливно-энергетического комплекса. Его устойчивое функционирование в значительной степени обеспечивает энергетическую безопасность страны и способствует прогрессивному развитию экономики [8,29]. По мнению ученого С.З. Жизнина, «глобальная энергетическая безопасность обычно понимается как долгосрочное, надежное и экономически приемлемое снабжение оптимальным сочетанием различных видов энергии для устойчивого экономического и социального развития мира с минимальным ущербом для окружающей среды» [9]. Очевидно, что такой подход заменяет проблему обеспечения национальной экономической системы необходимыми энергетическими ресурсами глобальной экономикой в целом [21]. Однако, текущая динамика энергетического рынка подразумевает структурные изменения, которые, в свою очередь, приводят к необходимости некоторой энергетической независимости [11], учитывая различные интересы стран на мировом рынке, на которые влияет геоэкономическая и геополитическая среда. В частности, в России представляется важным достичь такой цели, как «обеспечение технологической независимости энергетического сектора и достаточной компетентности во всех видах деятельности, критически важных для устойчивого развития энергетики, с повышением уровня и расширением сфер глобальной технологической конкурентоспособности российского топливно-энергетического комплекса (ТЭК)», в соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2035 года [35].

В контексте энергетической безопасности важно понимать, что деятельность компаний ТЭК играет системную роль в обеспечении ресурсами экономических и общественных нужд [4].

ТЭК во многом определяет развитие экономики и социальной сферы России. Топливно-энергетический сектор вносил наибольший вклад в ВВП страны и обеспечивал две трети ее экспортных поступлений, а также генерировал значительные арендные платежи, которые в совокупности финансировали половину российского бюджета. ТЭК России развивался поступательно на протяжении последних 30 лет, в первую очередь с точки зрения добычи и переработки нефти и природного газа. Доля России в мировом топливно-энергетическом комплексе в три раза превышает ее долю в мировой экономике. В то же время для газа она в 5,5 раза выше, а для нефти - почти в 4 раза. По доле в топливно-энергетическом экспорте показатели России в 5 раз превышают общий объем экспорта, в том числе экспорт нефти в 15 раз выше, нефтепродуктов в 6 раз выше, угля в 8 раз выше, газа в 9 раз выше [1].

Объектом исследования выступает энергетический сектор.

Предметом исследования являются процессы цифровизации в энергетическом секторе.

Целью данной работы является анализ текущего этапа энергетического рынка и разработка алгоритма работы энергетического предприятия на основе «системной цифровизации».

Научная новизна исследования заключается в авторском анализе современных тенденций в мировой энергетике и разработке предложений по системной цифровизации отечественного энергетического сектора.

Гипотеза исследования следующая: оптимальной стратегией развития отечественного энергетического рынка является системная цифровизация и углубление сотрудничества с дружественными странами.

В работе использованы такие методы научного познания как наблюдение, сравнение, измерение, анализ и синтез, индукция и дедукция.

Тенденции развития мировой энергетики

Энергетический сектор, известный своими невысокими темпами преобразований, находится в процессе динамичной перестройки. Насущная необходимость решения таких проблем, как изменение климата, энергетическая бедность и энергетическая безопасность, привела к широкому признанию возобновляемых источников энергии и связанных с ними технологий [27,29]. Благодаря политическим факторам, технологическим разработкам и международному сотрудничеству эти технологии перестали занимать ограниченную нишу и стали широко использоваться, особенно в последние десять лет. Даже в разгар кризиса, вызванного пандемией COVID-19, системы возобновляемой энергетики продемонстрировали высокую устойчивость [14]. Динамика солнечной и ветровой энергетики по регионам, представленная на рисунке 1, отражает тенденцию к росту. В 2021 году производство электроэнергии из возобновляемых источников продолжало неуклонно расти (+16% на ветре и +23% на солнечной энергии), в то время как глобальная выработка электроэнергии из возобновляемых источников оставалась стабильной (+93 ГВт на ветре и +133 ГВт на солнечной энергии). В 2021 году общая мощность береговой ветроэнергетики увеличилась более чем втрое (+21 ГВт) и составила почти 56 ГВт, в основном благодаря Китаю (+17 ГВт).

Рисунок 1. Доля солнечной и ветровой энергетики в производстве электроэнергии по регионам, 2000; 2005; 2010; 2015; 2021, % [7]

Несмотря на растущий рост интереса к такой стратегии развития как энергетическая независимость, международное сотрудничество также весьма актуально и более привлекательно для менее развитых стран и малых развивающихся государств [14]. В области возобновляемых источников энергии также очевиден рост сотрудничества. Примером может служить развитие сотрудничества в рамках ЕАЭС [34]. Общая потребность в разработке и внедрении новых технологий на протяжении всего энергетического цикла, а также в конкретных отраслях топливно-энергетического комплекса, предопределяет объективную заинтересованность в формировании и углублении научно-производственной технологической кооперации как одной из основ устойчивого развития энергетических комплексов государств-членов союзного государства в формате общего рынка. Все это определяется глобальной тенденцией, связанной с динамичным ростом рынков инновационных энергетических технологий и услуг, и в том числе развитием возобновляемых источников энергии. Технологическое сотрудничество представляется значительным дополнением к направлениям энергетического сотрудничества стран ЕАЭС, отмеченным в литературе, таким как совместная работа по развитию минерально-сырьевой базы, освоение новых месторождений нефти и газа и т.д. [26].

Среди факторов, свидетельствующих в пользу стратегии сотрудничества, - расширение возможностей развития, связанных с синергией, возможность аккумулировать инвестиции и развитие трансфера технологий, направленного на повышение эффективности в условиях цифровизации. Последнее, в свою очередь, представляет значительный интерес для научного сообщества, в связи с растущей потребностью в цифровизации, как драйвере повышения эффективности не только производственных процессов топливно-энергетических компаний, но и управленческих и организационных процессов.

Анализ влияния цифровизации на развитие энергетического сектора

Цифровизация — это преобразование информации и результатов измерений в числовой формат, после чего они могут быть обработаны, сохранены и переданы в электронном виде. Этапы развития процессов цифровизации в энергетическом секторе страны всегда определялись научно-техническим прогрессом: появление нового оборудования и технологий сразу же повлияло на все аспекты функционирования предприятий этого сектора [22,32].

Одним из основных направлений цифровизации в энергетическом секторе Российской Федерации является модернизация производственных мощностей, внедрение информационных и цифровых технологий, улучшающих операционный цикл производства при управлении энергоэффективностью жилых и нежилых помещений и коммунальных услуг, что может снизить объем потребления тепла и электроэнергии населением в разных регионах страны [16].

В дополнение к производственному аспекту, цифровизацию можно рассмотреть, как качественное изменение бизнес-процессов или экономической деятельности (бизнес-моделей) посредством внедрения цифровых технологий со значительными социально-экономическими последствиями [15].

По мнению ученых П. Вайгеля и М. Фишедика, цифровизация — это процесс, который начался десятилетия назад и постоянно ускоряется. В энергетическом секторе были определены три ключевые категории цифровых приложений: “Системный баланс”, “Оптимизация процессов” и “Ориентация на клиента”, каждая из которых содержит множество отдельных цифровых приложений [37]. Исходя из этого, контекст цифровизации был расширен от производства до управления и торговли.

Большинство энергетических компаний разработали собственные цифровые стратегии и постепенно внедряют соответствующие технологии: облачные технологии, большие данные, искусственный интеллект и дистанционное наблюдение. Однако весь этот процесс больше похож на обычную промышленную автоматизацию, направленную на снижение затрат и повышение эффективности бизнес-процессов. Концепция цифровой энергетики, включая энергетический переход, подразумевает создание новой бизнес-модели, новой структуры взаимодействия между основными участниками и появление новых услуг. Применение цифровых технологий в российском энергетическом секторе принципиально не меняет производственные процессы, а лишь автоматизирует их. Поскольку применение технологий в промышленности только начинается, нет никакой информации о полученном эффекте. Компании обладают лишь приблизительными значениями планируемого эффекта по завершении всех этапов стратегии [3].

Что касается текущего состояния научной повестки развития энергетического рынка в целом и усиления роли отдельных стран как участников энергетического рынка, в частности, посредством цифровизации (как в развитии сотрудничества, так и в развитии энергетической независимости), то в этом вопросе отсутствует единство, аналитическая деятельность в основном интуитивна, но даже это позволяет ориентировать цифровизацию на текущие изменения во внешней среде. Однако, текущая ситуация не позволяет накапливать знания о выборе эффективной стратегии развития отдельных стран на энергетическом рынке, проводить сравнительный анализ, верно определять и своевременно корректировать стратегию развития при наличии преимуществ как в области энергетической независимости, так и в области сотрудничества. Таким образом, исходя из выводов, сделанных по результатам обзора соответствующей литературы, следует отметить приоритетную роль цифровизации, внедрение которой, по мнению авторов, возможно за счет углубления сотрудничества между странами, что ускоряет аккумулирование финансовых ресурсов и знаний, направленных на совершенствование технологического оборудования и весь процесс цифровизации в целом.

Развитие энергетического рынка России представляется перспективным с точки зрения углубления сотрудничества с Китаем - страной, которая представляет собой одного из лидеров современной цифровизации. На рисунке 2 представлена динамика развития цифровой экономики Китая за период 2005-2021 гг., а также ее доля в ВВП.

Рисунок 2. Динамика развития цифровой экономики Китая и доля цифровой экономики в ВВП (последний период по сравнению с предыдущим периодом), 2005-2021 [38,39]

Успешной реализации Китаем своей цифровой стратегии способствовали высокие государственные расходы на образование и научные исследования, а также стимулы для участия частного сектора в расширении инновационного рынка. Следует также принимать во внимание быстрый рост цифровых компетенций подавляющего числа китайцев, на который оказывает влияние быстрорастущее цифровое предложение услуг и виртуальных товаров, реализуемых экосистемой BAT, включающей три китайские транснациональные мегакорпорации Baidu, Alibaba и Tencent [5].

Сотрудничество стран возможно как в области прямого импорта технологий из Китая в Россию, с помощью которых последняя может улучшить свои собственные производственные процессы, так и в интеллектуальном обмене информацией и опытом, что окажет положительное влияние на улучшение процессов управления и торговли за счет их цифровизации. Синергия усилий по сотрудничеству будет означать, с одной стороны, усиление зависимости, а с другой, укрепление и усиление позиций стран на мировом рынке, и создаст дополнительные конкурентные преимущества.

В настоящее время влияние Российской Федерации в странах Центральной Азии существенно превышает влияние КНР. Тем не менее, весьма вероятно усиление китайского присутствия в указанном регионе в среднесрочной и долгосрочной перспективе, поскольку Китай, обладающий большим и успешным опытом инфраструктурного развития, предлагает не только помощь в развитии самой инфраструктуры, но и возможности для передачи технологий. Все вышесказанное может помочь странам Центральной Азии занять более выгодное положение в мировой экономике.

С 2010 года Китай был крупнейшим торговым партнером России, за исключением Европейского союза. В 2021 году товарооборот между странами увеличился более чем на треть и превысил 140 миллиардов долларов (таблица 1).

Таблица 1. Объем внешней торговли Российской Федерации с Китаем, 2017-2021 гг., млрд долл. [12]

В апреле 2022 года Федеральная таможенная служба на неопределенный срок прекратила публикацию статистики по импорту и экспорту [30]. Однако, существуют данные таможенной службы Китайской Народной Республики, согласно которым общий товарооборот между Китаем и Россией за шесть месяцев увеличился на 27,2% и достиг 80,7 млрд долларов. Если же проанализировать эти данные более детально, то окажется, что в основном увеличились поставки из России – на 48,2%, до 51 миллиарда. Поставки из Китая в Россию выросли всего на 2,1% за шесть месяцев, до 29,55 миллиарда долларов [12,20].

Основной прирост общего товарооборота обеспечила нефть: в мае 2022 г. Российская Федерация вышла на первое место по объемам ее поставок в Китай [25]. Объем экспорта составил 8,42 млн тонн, или 1,98 млн баррелей в сутки, что на 55% больше, чем в мае 2021 года. Государственные компании Sinopec и Zhenhua Oil закупали нефть со скидкой [12,25]. По мнению главного экономиста Renaissance Capital по России и СНГ С. Донец, существует возможность переместить поток (до 45%) нефти и нефтепродуктов на азиатский рынок, включая китайский, который ранее направлялся в Европейский Союз [10,12].

Для России азиатский рынок, безусловно, остается крупнейшим рынком потребления энергии с точки зрения преимуществ и перспектив для страны-экспортера. Российско-китайские отношения рассматриваются как далекоидущие и требующие постоянного взаимодействия, принимая во внимание растущую конкуренцию с другими странами и их активность в регионе. Спрос растет, а это создает новые коридоры возможностей для России и Китая [13,19,23,33]. Поскольку нефтегазовый сектор остается краеугольным камнем российской экономики, а западные санкции начинают усиливаться, Российской Федерации придется искать возможности для экспорта на восток. Поворот экспорта в Азию потребует времени и масштабных инвестиций в инфраструктуру, что в среднесрочной перспективе может привести к спаду производства и доходов в России.

Способность России перенаправлять все нежелательные грузы с Запада на азиатские рынки ограничена, а это означает, что в случае введения эмбарго Россия будет вынуждена еще больше сократить добычу, поскольку у нее недостаточно мощностей для хранения дополнительных объемов сырой нефти. Добыча сырой нефти в России уже начала падать на фоне снижения спроса на нефть и работы нефтеперерабатывающих заводов в стране [2].

России потребуется некоторое время, чтобы перенастроить свои логистические цепочки и найти достаточное количество покупателей своей нефти за пределами Европы и Соединенных Штатов. Кроме того, российской экономике также потребуется время, чтобы преодолеть санкции и создать дополнительный спрос на нефть внутри страны. Таким образом, добыча сырой нефти, скорее всего, начнет восстанавливаться с середины 2023 года. Однако многие законсервированные скважины могут не вернуться к добыче, а это означает, что часть российских резервных мощностей под угрозой [6]. Ситуация может усугубится отсутствием инвестиций и иностранных технологий, что приведет к снижению буровой активности [28]. В долгосрочной перспективе добыча нефти в России на зрелых месторождениях может также сократиться более резко, чем ожидалось до первого квартала 2022 г., поскольку иностранные технологии повышения нефтеотдачи пластов будут недоступны. Поэтому Россия справедливо возлагает свои надежды на Китай в диверсификации своих газовых рынков, поскольку Европа намерена как можно быстрее снизить свою энергетическую зависимость от России.

На данный момент Центральная Азия, безусловно, является регионом стратегического значения как для России, так и для Китая, и каждая из сторон стремится создать свою собственную сферу влияния. Однако, растущая асимметрия сил между двумя государствами заставляет Россию найти релевантный ответ на китайский вызов. В этой связи следует отметить высокую зависимость эффективности развития российского энергетического рынка от вектора сотрудничества с другими странами и скорости перевода соответствующей деятельности с западного пути на восточный.

Ключевыми особенностями этой деятельности для России являются расширение сотрудничества с китайскими партнерами в различных секторах энергетики: нефтегазовой, атомной, водородной, солнечной, ветровой. Россия продолжает отстаивать необходимость поддержания баланса между работой по противодействию изменению климата, с одной стороны, и задачами социально-экономического развития - с другой [24].

Предложения по системной цифровизации отечественного энергетического сектора

Международный опыт показывает, что цифровая трансформация требует скоординированных усилий в пяти взаимосвязанных областях [17]:

1. Условия для цифровой трансформации отрасли.

2. Цифровая трансформация компаний.

3. Внедрение цифровых решений для текущей деятельности.

4. Институциональная поддержка цифровой трансформации в отрасли.

5. Внедрение цифровых решений для развития новых предприятий.

В некоторых пилотных проектах компании уже получили снижение операционных и инвестиционных затрат и увеличение выручки традиционных предприятий за счет проведения соответствующих мероприятий (рисунок 3).

Рисунок 3. Экономический эффект от внедрения цифровых решений (на примере некоторых предприятий), показатель до внедрения и показатель «% от базиса» [17]

Исходя из представленных данных, по мнению авторов, возрастает потребность в создании полностью цифровизированной энергетической компании, деятельность которой будет организована по принципу «умного предприятия», работающего на основе "системной цифровизации". Таким образом, целесообразным представляется создание единой цифровой экосистемы, в рамках которой и будет осуществляться функционирование энергетического предприятия. Работа указанной экосистемы должна основываться на постоянном развитии «умных» сфер деятельности и реализовываться с их помощью. Алгоритм деятельности энергетического предприятия, основанный на принципе «цифровизации системы», представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Элементы алгоритма деятельности энергетического предприятия, основанного на принципе «системная цифровизация» [36].

В соответствии с разработанным алгоритмом представляется очевидным, что существует необходимость реализации более активной стратегии сотрудничества для развития российского энергетического комплекса, которая поможет усилить базовый элемент трансформации энергетического предприятия в рамках применения принципа «системной цифровизации».

Заключение

В рамках проведенного исследования была сформирована концептуальная основа для трансформации существующей стратегии развития мировой энергетики на базе существующих цифровых решений и создания новых. На основе проделанной работы можно сделать ряд выводов:

1. Сотрудничество является эволюционным форсированным процессом развития мирового энергетического рынка, и реализуется под влиянием геополитических и геоэкономических факторов нарастания напряженности между партнерами;

2. Последствия современного сотрудничества в энергетической сфере являются как положительными, так и отрицательными. Первые связаны с созданием возможностей для дальнейшей экспортно-импортной деятельности и расширением спектра собственных технологических возможностей, что в целом является основным конкурентным преимуществом в нынешних условиях. Во втором случае негативный характер обусловлен появлением зависимости от партнера, уровень которой может со временем стать критическим;

3. Учитывая приоритет цифрового развития, эффективность и конкурентоспособность страны на глобальном энергетическом рынке все больше зависит от эффективности сотрудничества в области передачи технологий;

4. Нынешний этап развития энергетического рынка проходит под флагом активного использования цифровых технологий, что определяет их ведущую роль в процессе достижения странами конкурентных преимуществ. Помимо повышения технологичности производства, что приводит к снижению негативного воздействия на климат, цифровизация также оказывает положительное влияние на внутренние процессы развития предприятия, что позволяет в будущем значительно снизить операционные и другие затраты.

Таким образом, рабочая гипотеза получила свое подтверждение. Перспективы дальнейших исследований включают возможность качественной и количественной оценки уровня трансформации структуры мирового энергетического рынка как для отдельных стран, так и для групп стран. Также, представляет интерес проведение детального анализа последствий цифровизации энергетических предприятий, в частности российских, после более активного сотрудничества нашей страны с Китаем.