Цифровая трансформация российской электроэнергетики: перспективы и ограничения

Введение

Актуальность. В настоящее время процесс цифровой трансформации затрагивает все отрасли экономики, в стороне не осталась и российская электроэнергетика, ощущающая влияние бурного развития цифровых технологий. Актуальность анализа уровня цифровизации электроэнергетики России обусловлена тем, что в современном мире развитие энергетических технологий и повышение энергетической эффективности является одним из приоритетных направлений государственной политики [20]. Прогнозируется, что темпы роста спроса на электроэнергию вдвое превысят темпы роста спроса на транспортное топливо, а к 2025 году электроэнергетика будет обеспечивать 25% всех энергетических потребностей [14]. Кроме того, для данной отрасли характерна некоторая специфика реализации процесса цифровизации.

Во-первых, электроэнергетическая отрасль обладает особым статусом, она определяет развитие других секторов экономики, поскольку практически все отрасли так или иначе связаны с энергоресурсами.

Во-вторых, являясь базовой отраслью экономики, имеющей долгую историю существования, электроэнергетика сформировала полную инфраструктуру, систему институтов, видов экономической деятельности.

В-третьих, электроэнергетическая отрасль представлена множеством предприятий, предоставляющим рабочие места для огромного числа трудоспособных граждан с определенным уровнем квалификации, который должен соответствовать действующей бизнес-модели и существующей энергетической парадигме.

Изученность проблемы. В современных научных исследованиях уделяется значительное внимание вопросам направлений цифровизации как мировой энергетики в целом [5, 9], так и изучению подходов ее протекания на постсоветском пространстве [6, 7]. Однако большая часть работ затрагивает тренды цифровой трансформации отдельных отраслей топливно-энергетического комплекса [1, 4, 11], либо посвящена отдельным проблемным вопросам цифровизации отрасли [2, 8, 18, 21].

Несмотря на актуальность и практическую значимость цифровизации электроэнергетики, исследованиям уровня цифровой зрелости российской электроэнергетической отрасли с опорой на данные отечественной статистики посвящено не так много работ. В основном используются зарубежные источники, которые не отражают в полной мере специфические особенности электроэнергетики России и, соответственно, не учитывают вытекающие из них ограничения и проблемы внедрения цифровых технологий.

Целью исследования в рамках данной статьи является анализ особенностей цифровизации и обоснование предложений по преодолению угроз и вызовов цифровой трансформации электроэнергетической отрасли России.

Основные задачи исследования связаны с анализом особенностей реализации процесса цифровой трансформации электроэнергетической отрасли России, выявлением проблемных сторон внедрения цифровых технологий в систему электроэнергетики на текущем этапе развития и разработке путей их решения, которые могут способствовать успешному продолжению цифровизации отрасли.

Объектом исследования выступила энергетическая отрасль российской экономики, предметом – процесс цифровизации исследуемого объекта.

Методология исследования. В рамках проведенного анализа применялись общенаучные методы, в том числе сравнительный анализ, синтез в статистическом аспекте, SWOT-анализ, методы графической интерпретации данных.

Гипотезой исследования является предположение о том, что на успешность цифровой трансформации отрасли энергетики существенное влияние оказывают особенности ее развития.

Научная новизна. На основе учета особенностей цифровой трансформации российской электроэнергетики сформулированы угрозы развития отрасли и с позиции субъектного подхода, предложены направления стратегических действий преодоления угроз.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в возможности применения его результатов при выработке стратегии дальнейшей цифровой трансформации электроэнергетики.

Основная часть

Зарубежные эксперты выделяют ряд ключевых тенденций в развитии современной электроэнергетики, которые тесно связаны с использованием цифровых технологий [16]:

- переход к широкому использованию возобновляемых источников энергии;

- потребность в развитии распределенной генерации;

- изменение соотношения между спросом и предложением;

- изменения геополитической ситуации;

- низкий уровень саморегулирования действующих энергосистем;

- размывание системных и рыночных границ в секторе;

- переориентация образа мышления и поведения потребителей электроэнергии.

Центр стратегических разработок России рассматривает следующие факторы, определяющие процессы цифровизации в мировой электроэнергетике: вызовы роста спроса, вызовы изменения качественных характеристик спроса, экологические вызовы, инвестиционные вызовы, новые вызовы индустриализации.

По прогнозам Navigant Research, к 2025 году величина рынка цифровых технологий в электроэнергетике достигнет 64 млрд долл., в том числе 26 млрд долл. будет приходиться на «умные» электросчетчики, по 11 млрд долл. – на цифровизацию процесса эксплуатации и обслуживания ТЭС и домашние системы управления энергопотреблением, 10 млрд долл. – на автоматизацию распределительных сетей [17].

Зарубежными странами накоплен богатый опыт в области цифровой трансформации электроэнергетической отрасли. Так, Германия начала процесс цифровизации электроэнергетики в 2008 году, когда была принята государственная программа «Цифровая энергетика», реализация которой имела значительные успехи [10]. Немецкая компания Next Kraftwerke в 2009 году создала проект виртуальной электростанции, управляемой при помощи одной программы. Энергетическая компания E.ON занимается конструированием систем управления энергопотребления для дома, развивая технологию «умный дом». В Китае реализуется концепция «Интернет плюс», направленная на распространение интернета и других информационных технологий во все отрасли экономики.

В России процесс цифровой трансформации электроэнергетики начался позже, чем в зарубежных странах, однако в настоящее время он приобрел приоритетное значение. Ассоциация «Цифровая энергетика» разработала стратегию цифровой трансформации электроэнергетики России, в соответствии с которой развитие электроэнергетической отрасли будет определяться тремя факторами: децентрализация; цифровизация; конвергенция технологий и продуктов [13].

Перспективными направлениями развития российской электроэнергетики выступают:

- переход к использованию возобновляемых источников энергии;

- увеличение доли потребления электрической энергии в общей совокупности топливно-энергетических ресурсов;

- децентрализация производства и рынков сбыта электроэнергии, в том числе широкое применение частных инвестиций;

- интеллектуализация базовой инфраструктуры (электрических сетей), развитие технологий «умных сетей»;

- внедрение активных моделей потребительского поведения, создание новых сервисов для потребителей;

- развитие интеллектуальных систем учета;

- технологии накопления энергии;

- повышение эффективности использования энергии.

Вариантом практической реализации вышеизложенных направлений может стать формирование цифровых экономических платформ в различных сегментах энергетики.

Цифровая платформа – это бизнес-модель, в основе которой лежат высокие технологии, способная приносить прибыль благодаря обмену информацией между несколькими независимыми группами участников. В электроэнергетике это может быть платформа для приобретения или реализации электрической энергии и мощности, технологического оборудования, обучения специалистов, платформа для анализа затрат покупателей электроэнергии, динамики тарифов и причин их изменения, платформа прогнозирования спроса на электроэнергетические ресурсы с учетом погодных, климатических условий, экономической ситуации, технических параметров и т.д.

В рамках стратегии на базе цифровых технологий предлагаются такие цифровые решения как активный энергокомплекс, прогнозирование производства энергии, алгоритмическая торговля и установка цен, цифровые платежи, развитие микросетей, цифровые каналы коммуникации с клиентами, анализ и оптимизация потребления, анализ поведения потребителей на основе больших данных, роботизированная диагностика инфраструктуры, информационное моделирование зданий, сертификация энергетических продуктов [13].

В современном мире уровень цифровизации напрямую влияет на конкурентоспособность компаний и их финансовые результаты. От внедрения цифровых технологий во многом зависит величина прибыли, а значит и перспективная возможность получить доход от вложений в данную компанию, то есть ее инвестиционная привлекательность. В связи с этим особую актуальность приобретает оценка и сравнение динамики процессов цифровизации в разных странах и отраслях экономики.

Анализ российской и зарубежной литературы показывает, что не существует общепринятой методики оценки уровня цифровизации. В отчетах международных консалтинговых компаний используются показатели объема государственных и частных инвестиций в информационные технологии. В отраслевом контексте статистические данные для оценки того, насколько успешны меры по внедрению цифровых технологий, представляются гораздо реже.

Для сравнительной оценки уровня цифровизации отдельных компаний в мировой практике используется такой показатель как коэффициент цифровизации, который включает в себя четыре характеристики: стратегию, цифровую культуру, компетенции, организационную модель. Однако в нашей стране на уровне предприятий такой коэффициент не рассчитывается.

В России в соответствии с данными официальной отечественной статистики, показателем, позволяющим оценить уровень развития и внедрения цифровых технологий, является величина расходов организаций на ИКТ [15]. На рисунке 1 представлена структура расходов организаций России в сфере информационно-коммуникационных технологий в 2022 году.

Рис. 1. Структура расходов организаций на ИКТ в 2022 году, % [15]

Расходы на ИКТ учитывают текущие и капитальные затраты. Очевидно, что наибольший удельный вес имеют расходы на приобретение машин и оборудования, используемых в области цифровых технологий, затраты на разработку и обновление программного обеспечения, а также приобретение программных продуктов.

По данным исследования ИТ-холдинга Т1, проведенного с ноября 2022 года по май 2023 года на основе деятельности 360 компаний, электроэнергетическая отрасль занимает первое место по уровню цифровизации среди 12 проанализированных отраслей экономики России [17]. Показатель применения цифровых технологий составил 31,5%, именно такая доля всех процессов электроэнергетических предприятий подверглась цифровизации. Технологию интернета вещей используют 53% рассмотренных предприятий электроэнергетики, системы «умного» производства – 43%, роботов и сенсорные технологии – 27%, цифровых двойников – 23%, технологии виртуальной и дополненной реальности (AR и VR) – 23%.

Что касается динамики распространения различных цифровых технологий в электроэнергетической отрасли России, видно, что все показатели использования цифровых технологий демонстрируют устойчивый рост (рисунок 2).

Рис. 2. Динамика показателей использования ИКТ в организациях производства и распределения электроэнергии в России за 2020-2022 гг., % [15]

Наибольшее распространение получили доступ в Интернет и локальные вычислительные сети. В силу специфики отрасли использование Интернета для размещения и приема заказов пока не получило достаточного применения. Очевидно, что в этих областях существует значительный потенциал для дальнейшего развития цифровых технологий.

Следует отметить, что показатели использования ИКТ предприятиями, представленные в отечественной статистике, являются узконаправленными и не отражают всей сути цифровой трансформации экономики. В целях решения данной проблемы следует расширить объем обрабатываемой статистической информации, непосредственно касающейся процесса цифровизации, для формирования полной и достоверной оценки текущего уровня цифрового развития страны.

Можно предположить, что ключевыми факторами цифровой трансформации электроэнергетической отрасли в настоящее время являются изменение модели потребительского поведения в соответствии с новыми технологиями и государственное регулирование, ориентированное на реализацию стратегий в области цифровой энергетики. Исходя из этого можно выделить особенности внедрения ИКТ в электроэнергетике России.

Во-первых, используемые предприятиями технологии и новейшее программное обеспечение должны быть совместимы и интегрируемы, поскольку это является неотъемлемым условием реализации процесса цифровизации в отрасли в рамках существующей единой энергетической системы (ЕЭС) России.

Во-вторых, перед предприятиями электроэнергетики как главными объектами инфраструктуры стоит важная задача обеспечить надежность своего функционирования, включая деятельность в цифровом пространстве. Им необходимо поддерживать приемлемый уровень информационной безопасности, повышать требования к безопасности труда при применении цифровых технологий.

В-третьих, внедрение новых технологий в бизнес-процессы компаний требует обновления регулирующей их нормативно-правовой базы для упорядоченности и слаженности работы информационной сферы России, пояснения норм и правил поведения субъектов цифрового пространства, подтверждения юридической значимости их действий. Однако данный процесс сталкивается с определенными трудностями по причине подверженности консервативной модели поведения электроэнергетическими компаниями и государственными структурами.

В-четвертых, слабость внутреннего рынка цифровых продуктов для электроэнергетической отрасли определяет высокий уровень зависимости цифровой трансформации отечественных компаний от импорта технологий и разработок. Несмотря на то, что отмечается рост доли закупок программного обеспечения у российских разработчиков с 60% в 2020 году до 80% в 2023 году согласно проведенным исследованиям дивизиона Госкорпорации «Росатом» [12], современная техника и оборудование для его применения представлены на российском рынке в небольших масштабах.

В-пятых, на текущем этапе функционирования российской электроэнергетики обсуждается проблема устойчивого роста цен на электроэнергетические ресурсы. Данный факт должен выступить в качестве источника финансирования отрасли через привлечение средств инвесторов. Содействие цифровой трансформации электроэнергетики окажет перераспределение источников финансирования – от государственных к частным, в котором большое значение придается ведущим российским ИТ-компаниям в области электроэнергетики («Таврида Электрик», «Т1 Интеграция», «НТЦ ЕЭС», «АйТи Энерджи Сервис» и др.). Они могут стать лидерами новой российской электроэнергетики.

В-шестых, применение цифровых технологий требует непрерывного совершенствования навыков и компетенций работников электроэнергетических компаний, повышение уровня их знаний и квалификации, организации курсов переобучения и переподготовки на систематической основе. В ближайшее время ожидается, что трансформация отрасли и модификация бизнес-моделей предприятий приведет к тому, что человеческий труд практически полностью станет автоматизированным, его заменят машины, которые существенно повысят производительность труда, а дистанционные системы управления позволят создавать удаленные рабочие места, облегчая процесс получения квалифицированного образования.

На пути цифровой трансформации электроэнергетическая система России может столкнуться с определенными угрозами и проблемами, которые должны быть учтены при дальнейшем внедрении цифровых технологий. К числу вызовов российской электроэнергетике относятся следующие моменты:

– прогнозируемый рост электропотребления в силу демографического роста и экономического развития страны, требующий повышения производительности электростанций и эффективности их работы;

– спрос на электроэнергетические ресурсы приобретает все более «цифровой» характер, определяемый высокими требованиями к качеству и надежности энергоснабжения;

– работа электростанций оказывает негативное влияние на окружающую среду, ухудшая экологическую ситуацию, негативно воздействуя на изменение климата;

– необходимость значительного объема инвестиционных вложений в развитие и модернизацию электроэнергетической системы России, что сталкивается с недостатком инвестиционных ресурсов в экономике;

– рост городского населения вызывает необходимость повышение степени централизации и концентрации источников электроэнергии, сокращении занимаемых ими площадей, обеспечение эффективного технологического присоединения потребителей;

– высокий уровень зависимости от импортных технологий в электроэнергетической сфере существенно замедляет процесс цифровой трансформации, особенно в текущей экономической ситуации, когда поставки оборудования из-за границы носят ограниченный характер;

– рост тарифов на электроэнергию из-за высоких издержек на функционирование и обслуживание электроэнергетического комплекса, что обусловлено большими расстояниями передачи мощности, расходами на строительство и капитальными затратами, низкой производительностью труда;

– малая степень взаимодействия и координации российских электроэнергетических компаний в процессе разработки и реализации инновационных технологий, что разрушает единство и целостность энергетической системы России;

– недостаток квалифицированных кадров, способных управлять сложнейшими цифровыми технологиями и принимать верные управленческие решения в области цифровизации.

Выводы и заключение

Преодоление вышеизложенных угроз и вызовов трансформации электроэнергетической отрасли России должно стать одним из приоритетных направлений совместной деятельности государства, отраслевых объединений, электроэнергетических предприятий, научных институтов и потребителей. Для этого предлагаем реализовать следующие стратегические направления:

1) на уровне государства:

– осуществление поддержки развития внутреннего рынка электроэнергетического оборудования – субсидирование предприятий энергетического машиностроения, стимулирование использования отечественного ПО через государственные программы;

– внесение изменений в нормативно-правовые акты, касающиеся электроэнергетической сферы, в частности, добавление в законодательство нового субъекта рынка – активного потребителя, разработка правил управления программными продуктами и сервисами производства и распределения энергоресурсов;

– создание российского агентства, курирующего передовыми научными исследованиями и разработками в области электроэнергетики;

2) на отраслевом уровне:

– создание сети локальных производителей электроэнергии, наиболее приближенных к потребителю и объединенных в единую систему, сокращающую расстояние передачи и, таким образом, позволяющую удовлетворять возрастающий спрос с минимальными затратами на распределение мощностей по электросетям и минимальными технологическими потерями, что в свою очередь благоприятно повлияет на величину тарифов;

– создание кластеров предприятий электроэнергетики для совместного развития и внедрения цифровых технологий, а также технологических партнерств внутри компаний;

– привлечение инвестиционных ресурсов в электроэнергетическую отрасль через механизмы фондового рынка;

3) на уровне организаций:

– пересмотр системы предоставления льгот потребителям в области электроснабжения: учет реальной стоимости технологических услуг при принятии решения о льготном присоединении к электросетям, отказ от субсидирования отдельных регионов за счет роста тарифной нагрузки на других;

– установление системы мониторинга, контроля и учета объема выбросов в атмосферу парниковых газов, использование возобновляемых источников энергии;

4) на уровне научных институтов:

– развитие центров компетенций, введение в образовательных организациях новых обучающих программ по применению передовых технологий в электроэнергетике;

5) на уровне потребителей:

– формирование активной потребительской модели поведения, осуществляющей контроль и управление энергопотреблением при помощи технических устройств, нацеленных на энергосбережение и оптимизацию затрат («умные технологии»).

Таким образом, учет особенностей цифровизации электроэнергетических компаний и реализация перспективных путей модернизации энергетической системы могут значительно повысить энергоэффективность российской экономики. Если электроэнергетические компании России не будут идти в ногу со временем и поддерживать смену энергетической парадигмы, реагировать на вызовы и угрозы в электроэнергетике, то неизбежно столкновение с такими рисками, как удорожание и снижение гибкости электроэнергетики, ограничение процесса цифровизации в отрасли, падение инвестиционной эффективности и повышение чувствительности к экологическим факторам, технологическая отсталость от других развитых стран, потеря высокотехнологических рабочих мест. Цифровая трансформация даст возможность компаниям увеличить выручку и уровень капитализации, повысит качество услуг и степень удовлетворенности клиентов, увеличит производительность и безопасность труда, обеспечит надежность энергоснабжения. Предложенные направления преодоления угроз и препятствий на пути трансформации отрасли имеют практическую значимость для успешной реализации стратегии в области построения цифровой энергетики России.