CC BY
121Влияние цифровых технологий на развитие мировой энергетики
Салыгин Валерий Иванович
член-корреспондент РАН, научный руководитель МИЭП МГИМО, miep@mgimo.ru
Гулиев Игбал Адиль оглы
к.э.н., доцент кафедры управления инновациями, ОФ МГИМО МИД России, guNyev@miep-mgimo.ru
Акиева Луиза Батарбековна
консультант Центра стратегических исследований в области энергетики и цифровой экономики МИЭП МГИМО МИД России
Масштабные перемены в повседневной жизни общества во многом определены проникновением цифровых технологий на все уровни деятельности современного человека. Эти изменения являются отражением более глобальной трансформации мировой экономической системы, выраженной структурными изменениями традиционных отраслей, изменением подходов в управлении деятельностью ведущих компаний мира. Цифровые технологий коснулись всех направлений экономики, включая энергетическую отрасль. Сочетание инновационных технологий и цифровых методов управления и обеспечения эффективной работы данного сектора мировой экономики меняют в целом архитектуру современных рынков.
Ключевые слова: энергетика, нефтегазовая отрасль, цифровизация, энергоэффективность, цифровые технологии, интернет вещи.
В настоящее время нефтегазовая отрасль столкнулась с целым спектром вызовов, заключающихся в ценовых шоках, существенных изменениях в потребительском спросе, глобальных технологических изменениях, порождающих перестройку подходов к организации управления нефтегазовых предприятий. Потенциал эффективных внедрений заложен в цифровых технологиях, позволяющих существенно сокращать трансакционные издержки и повышать отдачу от вложений в разработку месторождений и добычу нефти, включая использования инновационных технологий в области транспортировки нефти и нефтепродуктов.
Основное направления развития цифровых технологий в области энергетики направлены на обеспечение тесных взаимосвязей между различными энергетическими системами и различными направлениями цепочки обеспечения потребителей энергией, при этом отличительными чертами современных технологий определяется интеллектуальность, а также сложившийся вектор повышения эффективности производственных процессов и управления ими.На данном этапе технологического развития уже внедрение цифровых технологий приводит к повышению производительности, доступности и устойчивости поставок энергии, включая обеспечение устойчивости в целом всей энергетической системы.
Основными вызовами процессу цифровизации являются повышенные риски безопасности и конфиденциальности. Не менее важным аспектом, отмечаются существенные изменения различных рынков, системы занятости и системы управления предприятий. Нефтегазовая отрасль отличается тяжеловесностью устоявшихся систем, включая систему управления, основной характеристикой которых является мощная устоявшаяся инфраструктура и долгосрочность отдачи вложений в активы, при этом информационные потоки даже на фоне развития совершенствования и увеличения объемов информации, характеризуются неполнотой и несовершенством получаемых данных, создавая сложные условия принятия решений для руководства компаний.
Масштабы развернувшейся цифровизации нашей повседневной жизни и экономики в целом заставляют задуматься. Объемы обмена информационными потоками растут в геометрической прогрессии, и увеличился втрое за последние пять лет, укрупняя единицы измерения интернет трафика достигнув в 2017году зеттабайт (рис.1). При этом количество пользователей Интернетом увеличилось до 3,5 млрд. человек по сравнению с 500 млн. человек в 2001 году, а количество абонентов мобильной связью превысило 7,7 млрд. человек в 2017г.1
Подключение и использование возможностей Интернета сопровождалось созданием различного спектра устройств, которые объединяют в группу Интернет вещей (IoT). Особую роль в распостранении которых сыграло развитие цифровых возможностей в сфере услуг и индустрии компьютерных игр. Например, использование приложений в сфере здравоохранения для быстрой записи на прием и получения информации о медицинских услугах и учреждениях, внедрение электросетей, имеющих характеристики интеллектуального функционирования, систем видеонаблюдения, внедрения инноваций в сфере транспорта и т.д. (рис. 2).
К 2020 году ожидается увеличение числа подключенных устройств ^ с 8,4 млрд. в 2017 году до более 20 млрд., формируя новый вызов быстрого распространения цифровых технологий и существенное увеличение влияния на области энергетики. 2
Традиционно в сфере энергетики широко используются новейшие технологии в связи с высокой капиталоемкостью и трудоемкостью производственных процессов, позволяющие снизить издержки на используемые факторы производства. (рис. 3).
Наиболее емко отражает сущность интернет связей через соответствующие инфраструктурные пути определение «Интернет вещей» (англ. InternetofThings, как практическую реализацию концепции электронной сети физических предметов, для обеспечения эффективного взаимодействия их друг с другом или с внешней средой, оснащённых встроенными электронными устройствами, исключающую из части действий и операций необходимость обязательного прямого участия человека и в резуль-
© £
Ю
5
Г
5
сч
1Л £
Б
а
2 о
тате способную кардинально перестроить все экономические и общественные процессы.3
Отдельную цифровую систему составляют промышленные интернет вещи (11оТ),образующие сеть из датчиков и сенсоров, установленных на различных видах оборудования, отслеживающих состояние и осуществляющих контроль работы машин. Целью системы является создание единого поля мониторинга, позволяющего оптимизировать эксплуатацию задействованного в производственных процессах оборудования и составлению оптимального плана его технического обслуживания.
Основой цифрового производства выступает внедренное и положительно зарекомендовавшее себя автоматизированное производство, в основе которого заложены принципы быстрой обработки поступающих данных для оптимизации принятия производственных решений. Следующим этапом развития данного направления в области цифровизации энергетического сектора является внедрения элементов искусственного интеллекта, способного заменить некоторые процессы, требующие человеческого анализа и наличия критичности мышления. Предприятиями энергетического сектора поставлена цель достижения автоматизированного «интеллектуального» производства, обеспечивающее бесперебойную работу в режиме реального времени. Согласно оценки экспертов 28% промышленных предприятий находятся в активном процессе внедрения современной визуализации и автоматизации производства, 62% осуществлять переход к оснащению производства новыми технологиями в ближайшие пять лет.4
В этой связи необходимо дать оценку изменениям, происходящим в секторах конечного потребления энергии, охваченного интенсивной цифровизацией с учетом технологий, возможных к внедрению в ближайшем обозримом будущем, таких как электромобили, интеллектуальные домашние системы, аддитивное производство ^-печать). Данные технологии являются энергосберегающими и позволяют снизить энергоемкость различных товаров и услуг, но в тоже время, согласно парадокса Джевон-са повышение энергоэффективности ведет к повышению потребления энергии и энергетических ресурсов, что необходимо иметь в виду.
Безусловно, предполагаемые технологические инновации и внедрение цифровых технологий, ведущих к изменени-
Рисунок 1. Мировой интернет трафик, 1997-2017гг. Источник: Международное энергетическое агентство (1ЕА).
Рисунок 2. Статистические данные подключения к сети Интернет и цифровым приложениям. Источник: Международное энергетическое агенство (1ЕА).
Рисунок 3. Цифровые технологии современной нефтяной индустрии. Источник: Вестник Евразийской науки, №2, Том 10, стр. 5, 2018г.
ям потребления энергии, в каждом экономическом секторе и экономическом направлении имеют различный потенциал воздействия на уровень потребления энергии (рис.4).
По данным Международного энергетического агентства (1ЕА) доля транспорта в мировом потреблении энергоресур-
сов составляет 28%. Основными тенденциями развития транспортного сегмента рынка являются повышение энергоэффективности и сокращение расходов на техническое обслуживание за счет внедрения цифровых технологий. Например, новейшие коммерческие самолеты оснащены набором датчиков, передающих инфор-
I J
Умные термостаты
Датчики присутствия Оптимизация
пронесся котроля # Пняоипин Е
Автоматизированный транспорт
Мобильные \
• Пользовательские программы
ПрОИЗВОЛСТЕСННЫе пропеты
AsroiiiTiijiiiua J3™"*"
п™™™ Д™»«"™™ Беспилотное
В
I
I
Big Data в
Удаленный контроль
Доставка дронамн Высокий
Барьеры "нифровпглцни"
Промышленность
Рисунок 4. Потенциальное влияние процесса цифровизации на транспорт, здания и промышленность.
Источник: Международное энергетическое агенство (IEA).5
Рисунок 5. Потенциальное влияние «цифровизации» на нефтегазовый сектор, угольную промышленность и электроэнергетику.
Источник: Международное энергетическое агенство (IEA).8
мацию о полете на диспетчерский пульт и через цифровые программы оптимизации полета корректируется маршрут, позволяющий сокращать расходы топлива.
Особое влияние на потребление энергии будут оказывать революционные технологии в сфере автомобильного транспорта, коренным образом меняющие перевозки и транспортировку грузов, характеризующиеся созданием единой автоматизированной цифровой системы, настроенной на оптимизацию затрат энергии. Однако, как уже отмечалось выше, повышение энергоэффективность может привести к увеличению энергопотребления, поэтому при внедрении инновационных технологий рассматривается возможность реализации мер по энергосбережению.
Существенную долю мирового энергопотребления занимает обслуживание
зданий, помещений и домохозяйств. На данный сегмент экономики приходится 55% мирового спроса на электроэнергию и около трети мирового потребления энергии в целом.6 Как и в транспортном секторе, основными направлениями технологических инноваций является повышение энергоэффективность и энергосбережения. Цифровые технологии в данном сегменте решают вопрос с энергосбережением. Например, интеллектуальные термостаты и интеллектуальное освещение, по различным оценкам, способны сократить потребления энергии на 10% к 2040году.
Единая система обеспечения энергией зданий, помещений и домохозяйств позволит в режиме реального времени выстраивать гибкое потребление энергии путем сбора данных, составления аналитики, определения прогнозных показа-
телеи и установления контроля, включая планово-предупредительный ремонт и своевременное техническое обслуживание инженерных систем.
По состоянию на 2017г. доля промышленности составила 38% от общемирового потребления энергии. На фоне расширения промышленного производства в странах с формирующейся рыночной экономикой, процесс цифровизации производства, направленный на повышение эффективности использования энергии и материалов, играет особую роль.7
Использование установку различных производственных датчиков позволяют выстраивать превентивное техническое управление всеми производственными процессами, позволяющее избежать простоев и серьезного ремонта и замены оборудования.
Рынок потребления энергии демонстрирует фундаментальные изменения, не имеющие однозначной трактовки, но существенно меняющие структуру спроса на энергию. Данные тенденции не могут не отразиться на предложении энергии, где основную роль играет нефтегазовый сектор, отличительной особенностью которого является стратегическое планирование и оценка долгосрочных перспектив развития сектора. Возможным вектором развития в области цифровых технологий для нефтегазовой отрасли будет совершенствование существующих цифровых приложений, которые находятся в эксплуатации (рис. 5).
Определенную перспективу составляет процесс соединения различных инновационных решений производственной деятельности энергетических компаний в единую цифровую систему, управляемую с помощью искусственного интеллекта, позволяющего исключить человеческий фактор и решить проблему разрозненности систем.
Рост потенциала вычислительных мощностей современных компьютерных систем позволяет рассчитывать на увеличение скорости обработки и получения соответствующей аналитики, например, неструктурированные данные сейсмических исследований. Широкое использование цифровых технологий может снизить себестоимость добычи на 1020%, в том числе за счет улучшения качества обработки сейсмических данных, расширения использования датчиков и усовершенствованного моделирования коллекторов. Технически извлекаемые ресурсы нефти и газа могут быть увеличены примерно на 5% в мировом масштабе, при этом наибольший прирост ожи-
0 À
BS
I
£ 5
сч ni £
Б
а
2 ©
дается в сланцевом газе.910
Следующий энергоемкий сегмент экономики - электроэнергетика на фоне значительно возросшего спроса в новой технологической эпохе. Проблему возросшей нагрузки на электросети решают путем повышения эффективности электростанций и сетей, сокращений незапланированных простоев, времени ремонтных и эксплуатационных работ, продления срока службы активов на базе внедрения цифровых технологий. Цифровое программное обеспечение на данном этапе развития технологий позволяет использовать превентивные эксплуатационные меры, снижая затраты электростанций и цены на электроэнергию конечному потребителю.
Современные энергетические сети должны быть готовы к резкому росту спроса на электроэнергию, формирующемуся в ожидаемом подключении значительного количества новых устройств и увеличении потребления электричества центрами обработки данных и сетевых служб. Наблюдаемый устойчивый рост энергоэффективности может служить сдерживающим фактором резкого скачка спроса на энергию в особенности в области развития центров обработки данных и сетей (рис.7).
Цифровые технологии и аналитика на базе цифровых технологий помогают достигать производственной эффективности через улучшение планирования, повышения эффективности работы электростанций и снижения уровня энергетических потерь в сетях, равно как и улучшение структуры электроэнергетических систем в целом.
Энергетический сектор экономики испытывает значительное влияние внедрения цифровых технологий в повседневную жизнь в виде видоизменяющегося спроса и существенного роста потребления в отдельных отраслевых направлениях энергетического рынка. Однако взаимосвязь спроса и предложения в энергетике демонстрирует гибкую реакцию на видоизменяющийся рынок и быструю адаптацию к структурным изменениям глобальной энергетической системы.
Литература
1. Никифоров О. Особенности цифры в энергетики. // Газета «Коммерсантъ», 20.06.2017г. [Электронный ресурс] // URL: http://www.ng.ru/ng_energiya/2017-06-20/14_7011_numeral.html
2. Новые информационные технологии в развитии нефтегазовой отрасли
России. Октябрь, 2017г. [Электронный ресурс] // URL:http://www.a1qa.ru/blog/ novye-informatsionnye-tehnologii-v-razvitii-neftegazovoj-otrasli-rossii/
3. Публикация МЭА. Цифровизация и энергия 2017 (DigitalizationandEnergy 2017). Ноябрь, 2017г. [Электронный ресурс] // URL: https://www.iea.org/digital/
4. Самошин Ю.В. Современные факторы развития мировой энергетики и их влияние на российский топливно-энергетический сектор. // Российский внешнеэкономический вестник, 2015. №5 [Электронный ресурс] // URL: https:// cyberleninka.ru/article/v/sovremennye-faktory-razvitiya-mirovoy-energetiki-i-ih-vliyanie-na-rossiyskiy-toplivno-energeticheskiy-sektor
5. Статья аудиторской компании E&Y. Цифровизация - основной вызов энергетического сектора (Digitalwillshapethefutureofoilandgas), январь 2018. [Электронный ресурс] // URL:https://www.ey.com/Publication/ vwLUAssets/ey-digital-will-shape-the-future-of-oil-and-gas/$FILE/ey-digital-will-shape-the-future-of-oil-and-gas.pdf
6. ТчароХоноре, Воробьев А.Е, Воробьев К.А. Цифровизация нефтяной промышленности: базовые подходы и обоснование «интеллектуальных» технологий. // Вестник Евразийской науки. 2018. №2 Том 10. [Электронный ресурс] // URL: https://esj.today/PDF/88NZVN218.pdf
7. Экспертно-аналитический доклад «Цифровой переход в электроэнергетики России», под редакцией Княгинина В.Н., Холкина Д.В. // Центр стратегических разработок, сентябрь 2017г. [Электронный ресурс] // URL:https://csr.ru/wp-content/uploads/2017/09/ Doklad_energetika-Web.pdf
The impact of digital technologies on the
development of global energy Salygin V.I., Guliyev I.A., Akieva L.B.
MGIMO
Large-scale changes in the daily life of society are largely determined by the penetration of digital technologies at all levels of modern human activity. These changes are a reflection of a more global transformation of the global economic system, expressed by structural changes in traditional industries, changes in approaches to the management of the world's leading companies. Digital technologies have affected all areas of the economy, including the energy sector. The combination of innovative technologies and digital methods of management and effective operation of this sector of the world economy is changing the architecture of modern markets. Keywords: energy, oil and gas industry, digitalization, energy efficiency, digital technologies, loT. References
1. Nikiforov O. Features figures in energy. // The newspaper «Kommersant», 06/20/2017
[Electronic resource] // URL: http://www.ng.ru/ ng_energiya/201 7-06-20/ 14_7011_numeral.html
2. New information technologies in the development
of the oil and gas industry in Russia. October, 2017 [Electronic resource] // URL: http: // www.a1qa.ru/blog/novye-informatsionnye-tehnologii-v-razvitii-neftegazovoj-otrasli-rossii/
3. Publication of the IEA. Digitalization and energy
2017 (Digitalization and Energy 2017). November, 2017 [Electronic resource] // URL: https://www.iea.org/digital/
4. Samoshin Yu.V. Modern factors of world energy
development and their influence on the Russian fuel and energy sector. // Russian Foreign Economic Gazette, 2015. No. 5 [Electronic resource] // URL: https:// cyberleninka.ru/article/v/sovremennye-faktory-razvitiya-mirovoy-energetiki-i-ih-vliyanie-na-rossiyskiy- toplivno-energeticheskiy-sektor
5. Article audit company E & Y. Digitalization is the
main challenge to the energy sector (Digitalwillshapethefutureofoilandgas), January 2018. [Electronic resource] // URL: https: // www.ey.com/Publication/vwLUAssets/ey-digital-will-shape-the-future-of-oil -and-gas / $ FILE / ey-digital-will-shape-the-future-of-oil-and-gas.pdf
6. TcharoHonore, Vorobev A.E., Vorobev K.A.
Digitization of the oil industry: basic approaches and the rationale for «intelligent» technologies. // Bulletin of Eurasian science. 2018. No.2 Volume 10. [Electronic resource] // URL: https:/ /esj.today/PDF/88NZVN218.pdf
7. Expert-analytical report "Digital transition in the
power industry of Russia", edited by Knyaginin V.N., Kholkina D.V. // Center for Strategic Research, September 2017. [Electronic resource] // URL: https: //csr.ru/wp-content/ uploads/2017/09/Doklad_energetika-Web.pdf
Ссылки:
1 Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/ 2Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/ ЗТчароХоноре, Воробьев А.Е., Воробьев К.А. «Цифровизация нефтяной промышленности: базовые подходы и обоснование «интеллектуальных» технологий», Вестник Евразийской науки №2, том 10, 2018г. https:/ /esj.today/PDF/88NZVN218.pdf 4Отчет PWC «Цифровые предприятия 2020», 2017г., стр. 26, https://www.pwc.de/de/ digitale-transformation/digital-factories-2020-shaping-the-future-of-manufacturing.pdf 5Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/ бПубликация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/ 7Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/
8Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/ 9Публикация «Цифровизация и энергия», Международное энергетическое агентство (IEA), 2017г. - http://www.iea.org/digital/http:// www.iea.org/digital/ 10Публикация на сайте PWC «Цифровизация в нефтегазовой отрасли», 2018г. https:// www.pwc.com/ca/en/industries/energy/digital-services.html
