Все это направлено на достижение двух целей. Первая – снижение пиковой нагрузки, что уменьшает потребность в дорогостоящих генерирующих мощностях и позволяет экономить средства. Вторая цель – общее повышение энергоэффективности, т. е. экономия энергии и сокращение выбросов углекислого газа.
Все это звучит убедительно. Однако внедрение такой системы связано с определенными трудностями. Также важное значение имеет тарифная политика. Чтобы получить максимум от системы с интеллектуальным счетчиком, потребителям нужно экономить средства, для чего в периоды пиковой нагрузки им следует снижать потребление электроэнергии. Но это требует «динамических тарифов» – иными словами, разных тарифов в разное время суток. При динамических тарифах электроэнергия обходится дешевле, если вы запускаете посудомоечную машину в 23.00, а не в 19.00, в период пиковой нагрузки. Однако пока неясно, что предпочитает большинство потребителей – дифференцированные тарифы или стабильные, прогнозируемые цены. Это станет серьезным тестом для интеллектуального счетчика19.
Помимо этого, существует и проблема конфиденциальности. Готовы ли потребители делиться информацией о потреблении электроэнергии с энергокомпанией и кто будет ведать сбором данных? Готовы ли потребители предоставить энергокомпании и третьей стороне возможность участвовать в управлении работой электроприборов в их доме? Возможно, они станут более сговорчивыми, если энергокомпания предоставит какие-то льготы в обмен на это право. Ответы на подобные вопросы в значительной мере предопределят эффект от интеллектуального счетчика.
Систему передачи электроэнергии просто необходимо сделать более интеллектуальной, а также расширить и реструктурировать, чтобы она и впредь справлялась с возрастающей нагрузкой в виде энергии возобновляемых источников. Электроэнергия, производимая угольной, атомной или газовой электростанцией, прогнозируема и передаваема. Электроэнергия, вырабатываемая ветровой или солнечной установкой, малопрогнозируема, выработка зависит от силы ветра и от того, светит ли солнце. Таким образом, энергосистема должна стать более гибкой и совершенной, чтобы принимать все более внушительную долю непостоянной энергии возобновляемых источников. Это требует инвестиций в линии электропередачи и в цифровое оборудование, необходимые для интеграции большего количества возобновляемых источников энергии в энергосистему, а также для поддержания баланса в энергосистеме, управления напряжением и избежания сбоев в функционировании. Это является основной задачей для Германии, которая планирует удвоить долю возобновляемых источников энергии в выработке электроэнергии к 2020 г.
Движение «интеллектуальная энергосистема» имеет еще одну очень важную цель – повышение надежности и обеспечение способности «самовосстанавливаться». Сделать так, чтобы такие погодные явления, как ледяной дождь или ураган, не приводили к отключению электроснабжения в некоторых районах, невозможно. Однако эта не такая уж серьезная рабочая проблема может вызывать эффект домино – приводить к отключению электроснабжения на большой территории.
Интеллектуальная энергосистема меняет ситуацию. Самовосстанавливающаяся энергосистема имеет датчики, обеспечивающие мониторинг в режиме реального времени, и компьютеры, которые оценивают серьезность проблемы и предлагают операторам варианты ее устранения. Также она обеспечивает двустороннюю связь между контрольными точками энергосистемы и техниками, находящимися в диспетчерских пунктах. Наличие более полной информации о проблеме позволяет энергокомпании значительно сократить время отсутствия электроснабжения и свести к минимуму последствия. Также оно позволяет минимизировать последствия внешнего воздействия – террористической атаки на объекты электроэнергетической инфраструктуры. В целом интеллектуальная энергосистема может ускорить реагирование на возникшую проблему и сократить время работы аварийной бригады20.
Интеллектуальная энергосистема также может стать большим шагом вперед в применении технологий для повышения энергоэффективности зданий. Вместе с тем внедрение новых технологий, которые необходимо интегрировать в существующую систему, не только сложно само по себе, но и связано с рядом рисков, проблем и перерасходом средств. Структура должна гарантировать, что более сложная, более интерактивная система, которая в большей степени опирается на информационные технологии и Интернет, не станет более уязвимой к действиям хакеров и кибератакам21.
В целом новые технологии и подходы могут улучшить работу системы электроснабжения и повысить эффективность использования энергии в зданиях. Полное представление об их воздействии можно будет получить только через какое-то время. В непростом сплетении технологий, политики, экономики и повседневной жизни вполне могут возникнуть неожиданные ответы, как озарение Уиллиса Кэрриера на окутанной туманом платформе станции в Питтсбурге в 1902 г.
Часть VI
Дорога в будущее
Глава 32
Углеводный человек
Сонным майским днем 1978 г. в кабинете одного из ученых в Кеймбридже, штат Массачусетс, зазвонил телефон. «С вами будет говорить адмирал Риковер», – сказали на другом конце линии. Мгновение спустя в трубке зазвучал голос самого адмирала. Он только что прочитал статью, написанную этим ученым, и хотел высказать свое мнение.
«Дерево – топливо будущего. Дерево! – заявил он тоном, не терпящим возражений. – Топливо будущего!» Добавив еще пару малозначимых фраз, отец атомного флота и атомной энергетики повесил трубку.
Что хотел подчеркнуть Риковер, так это потенциал биоэнергии и биомассы – энергии, извлекаемой из растительной массы и других источников, а не из ископаемого топлива или урана. Страна только пережила один нефтяной кризис и была на пороге другого, а человек, который в рекордные сроки создал атомный флот, заявлял, что в будущем топливо будут «выращивать».
Сегодня ученые, фермеры, предприниматели, аграрии и венчурные капиталисты предпочитают употреблять такие слова, как «этанол», «целлюлоза» и «биомасса», а не «дерево», но точку зрения Риковера они разделяют.
Самым известным видом агротоплива является этанол – этиловый спирт, который производят из кукурузы или сахарного тростника. Технология его изготовления практически не отличается от технологии приготовления пива или рома. Помимо этого, имеется «священный Грааль» – целлюлозный этанол, получаемый в больших количествах из сельскохозяйственных или городских отходов или специальных сельскохозяйственных культур. Еще один вид агротоплива – биодизель, который изготавливается из соевых бобов, пальмового масла или даже остатков жира в ресторанах быстрого питания. Некоторые утверждают, что более предпочтительны другие виды биотоплива, такие как бутанол. К тому же есть еще и водоросли, которые функционируют как маленькие природные перерабатывающие установки.
Перспективы биотоплива
Какие бы подходы ни преобладали, появление биотоплива свидетельствует о возможности наступления новой эпохи, особенностью которой является использование биологии и биотехнологий, а также знаний о геноме – полной цепочке ДНК организма – в целях производства энергии. Развитие индустрии биотоплива вводит в энергетическую сферу нового участника – ученого-биолога. Биологию стали систематически применять в энергетике только в последние годы.
