Индустрия 4.0: новые технологии для электросетевой компании

1.

«Индустрия 4.0: новые
технологии для электросетевой
компании»
e-mail
[email protected]
телефон
8 (914) 943 68-55

2. Команда

ПИСКУНОВА ВИКТОРИЯ
ГАЛЬФИНГЕР АРТУР
СОБОЛЕВА АЛИСА
ПУЗАНОВ ИГОРЬ
2

3. Анализ | Исходные данные

Внедрение ВИЭ
3300
ВЭС
СЭС
3100
2900
2600
2300
2000
1700
1400
700
700
1300
2025
2026
23% ВЭС
1900
2027
2500
2028
3100
2029
3700
2030
4300
2031
4900
2032
5500
2033
6500
6000
11% АЭС
18% уголь
Холодный фронт
+
2034
мощность
2,3
%
генерация
2035
ВИЭ в ЕС 08.01.2021
37%
газ и
уголь
Дефицит резерва
Энергетический кризис
46%
газ
4,7 %
10 ГВт
к 2035г
ВИЭ в Техасе 10-21.02.2021
2% СЭС
Доля ВИЭ
3500
3400
25%
АЭС
Высокая доля ВИЭ
38%
+
Дефицит резерва
Разделение системы на
2 части
3

4. Анализ | Ключевые показатели

Анализ по кейсу (подтверждение
проблемы, возможно риски)
4

5. Анализ | Подход к решению

Анализ |
P, МВт
250
Подход к решению
Профиль нагрузки узла
200
220кВ
150
80 км
110/35кВ
100
800 МВт ч
50
0
0
2
4
6
8
10
12
Накопитель у ВИЭ
Распределенная СНЭ
Без накопителей
14
16
18
20
22
24
Прибыль, млн руб
CAPEX
OPEX
млн руб
млн руб
за год
за 20 лет
0
5 129
220,7
4 414
8 420
4 775
721,25
6 005
0
5 129
220,7
4 414
5

6.

Решение |
Выбор технологий
220кВ
КРУЭ
80 км
150
Капитальные затраты и технологические риски
млн руб
Инвертор
Проточные батареи
Суперконденсаторы
Zn-air батареи
Водородный цикл
Термические накопители
Li-S батареи
Маховики (низкоскоротсные)
СПИНЭ (SMES)
Адсорбционные батареи
Адиабатические
пневосистемы
Na-ion батареи
Исследование
Na-S батареи
млн руб
Лифты твёрдых грузов
K-ion батареи
Синтетический природный газ
Fe-02 батареи
Mg-ion батареи
334
Пневматические системы (CAES)
Li-ion батареи
ГАЭС
Заделов в России нет
Задел в России есть, но по показателям они отстают
от лучших мировых образцов
Стадии ЖЦ
Разработка Демонстрация
Промышленная технология
Масштабирование
Источник: Фонд «ЦСР» по данным IEA и опроса экспертов РАН и «Сколково»
Задел в России есть, и по показателям они находятся
на уровне лучших мировых образцов
6

7. Решение | Вариант 1. Литий ионные аккумуляторы

0
0
10
20
30
-2000
-4000
-6000
Вариант 1, описание технологии
(технико-экономическое обоснование
решения)
-8000
-10000
CAPEX
OPEX
NPV
20,34
286
-8,56
млрд
млн
млрд
7

8.

Решение |
Вариант 2. Проточные аккумуляторы
Инвертор
0
0
10
20
30
-2000
Электрод
-
Мембрана
Анодный
электрод
Электрод
+
-4000
Катодный
электрод
-6000
-8000
Во время зарядки электролит прокачивается
через ячейку и в заряженном виде
помещается в танк
CAPEX
OPEX
NPV
22,24
312
-6,17
млрд
млн
млрд
8

9.

Решение |
Заряд
Вариант 3. Железо-воздушные аккумуляторы
О2
Принцип действия
3000
2000
1000
Ржавчина
Железо
Обратимое
ржавление
0
0
10
20
30
-1000
Разряд
Бюджетный
-2000
О2
Модульный
Надежный
Оптимизируемый
Безопасный
Масштабируемый
CAPEX
OPEX
NPV
6,86
122
1,88
млрд
млн
млрд
PI
IRR
Срок окупаемости
27,4
23,4
7,1
%
%
лет
9

10. Итоги и результаты внедрения | Модель оптимизации

Модель оптимизации заряда накопителей
тыс
руб
60
Big data
Анализ
Потери
Риски внедрения решения
До оптимизации
После оптимизации
40
20
AMI
МВт
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Real time
0
0
МВт·ч
Передача
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Состояние заряда
1200
1000
800
600
SOC 1
SOC 2
400
200
До оптимизации
0
2
4
6
8
10
После оптимизации
12
14
16
18
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
10

11. Итоги и результаты внедрения | Эффекты

№
Вероятность
5
1
2
4
3
Риск
1
Провал технологии Fe/O2
2
Дефицит материалов накопителей
3
Стагнация ВИЭ
4
Неокупаемость
5
Недостаток инвестиций
Значимость
Повышение надежности и
качества электроэнергии
Модернизация сетевой
инфраструктуры
Повышение
эффективности
использования энергии
Развитие компаний в
направлении
устойчивого развития
11

12. Команда

ПИСКУНОВА ВИКТОРИЯ
ГАЛЬФИНГЕР АРТУР
СОБОЛЕВА АЛИСА
ПУЗАНОВ ИГОРЬ
12

13.

Спасибо за внимание
e-mail
[email protected]
телефон
8 (914) 943 68-55

14. Приложение 1 | Основные причины аварий

1

15. Приложение 2 | Примеры концевых линий 220кВ ОЭС Юга

От ПС Астаховская до ПС Красный Яр, СЭС Медведица
От ПС Головная до ПС Палласовка
От ПС Песковатка до ПС Суровикино (3.9)
2

16. Приложение 2 | Примеры концевых линий 220кВ Ср. Волги

От ПС Красный Яр до ПС Пушкино
От ПС Канаш до ПС Студенец
3

17. Приложение 2 | Примеры концевых линий 220кВ Сибири

От ПС Зашихинская до ПС Туманная
3