финалист Ambitious and young

SMARTGRID

«Умная энергия»Московского региона

Ambitious and Young

Постановка задачи

2

1

2

3

Проработать идею «интеллектуальной электросети» и предложить пилотный проект по внедрению Smart Grid в одном из районов Москвы

Стартовый бюджет –1 000 000 евро

Реализовать три компонента Smart Grid: Smart Network System, Smart Consumer и интеграция распределенных источников энергии

Перед нами были поставлены следующие условия и задачи:

Постановка задачи Summary Постановка проблемы Решение Эффект и этапы Инвестиции

4 Срок реализации –до 2020 года

3

1

3

2

4

Какие существуют проблемы? Что мы предлагаем для решения данных проблем?

Какой это даст эффект? Сколько это будет стоить?

Снижение риска поломки (надежность 0.999)

Умное освещение

Сокращение генерирующих мощностей на 20%

Уменьшение вредных выбросов в атмосферуна 20%

Уменьшение потерь электроэнергии на 90%

Стоимость проекта: 97 млн. руб.

Срок окупаемости: 6 лет


Негативное воздействие на окружающую среду (выбросы вредных веществ в атмосферу составляет 52,9 тыс. т/год )

Низкая надежность и высокая аварийность действующей системы

Несоответствие генерации и потребления электроэнергии

A

A

A

Умные счетчики Электрические заправки

Управление умной сетью

Executive Summary

Постановка проблемы

4

Текущая схема энергоснабжения Москвы и МО:

В текущей схеме энергоснабжения Москвы и МО существуют определенные недостатки:

A16,5 тыс. МВт- генерируемая мощность 30% -износ паротурбинного оборудования10% -расход энергии на электростанцию

1,5 млрд. руб. затраты на обслуживание, 8%потери мощности;

50% устаревшего оборудования, 1,5% потери мощности;

24%- устаревшего оборудованияB

C

D

Распределительный центр

Генерирующая станция

Понижающий трансформатор

ПотребителиЛЭП

A B C D


Существует шесть основных проблем в текущей схеме энергоснабжения

5

Износ оборудования - 40 %

Потери электроэнергии при передачи - 9 %

Негативное воздействие на окружающую среду (выбросы вредных веществ в атмосферу составляет 52,9 тыс. т/год)2

Низкая надежность и высокая аварийность действующей системы

Несоответствие генерации и потребления электроэнергии1

Высокие эксплуатационные затраты на распределение и передачу электроэнергии (60% от себестоимости)

A

A

A

A

A

A


1- приложение, стр. 10 2- приложение, стр. 10

Smart Grid – современное инновационное решение существующих проблем

6

Smart Grid

Повышение надежности

Экономия от 20 до 45% потребляемой энергии

Снижение аварийности и затрат на ремонт на

10%

Экономия при выработке энергии до 10 – 15%

Снижение технических потерь на

50%

Снижение затрат на

оборудование на 5 – 10%


Повышенное требование к надежности энергосистемы (социальные объекты, бизнес-центры и так далее)

Перспективность района для внедрения новых энергоэффективных технологий

Наличие потребности в новых энергетических мощностях

Легкость интеграции Smart Grid за счёт наличия современного оборудования

7

Наш пилотный полигон –Москва-Сити, потребляющий 2.5% всей энергии Москвы


8

Умные фонари

ТЭСмеждународная

Подстанция «Сити»

Офисы

Офисы

Офисы

Электрозаправочныестанция

Умные счетчики

Потоки электроэнергии

Схему умного энергоснабжения можно представить в следующем виде


9

Какие есть решения?

Smart Consumer

Smart Network Management

System


Электрические заправки

Доп. источники энергии

Мы рассмотрели пять основных потенциальных решений для выбранного полигона


10


Smart Consumer


System




Smart Consumer


11

Защита

Умные счетчики Сервер

Информационный центр

Коллектор

Стоимость проекта:18 млн. руб.

Инвесторы: Совместный проект Мосэнерго и Россетей

Эффект от внедрения:На 10-30% уменьшается оплата электроэнергии

Cчёт

Потребитель

Smart Consumer – умное решение для умных сетей


12


Smart Consumer


System




Smart Network Management System – неотъемлемая часть умных сетей


13

Распределительная сетевая среда

Батареи

Счетчики

ШлюзСетевая

инфраструктура

Система DMS/EMS (Шина операционных данных)

NMS управления сетью

Операторы SCADAУправление генерацией

Управление хранением

Технические специалисты

Аналитика и расчеты

Учет потребления

Данные мониторинга

Управление данными

(Hist, SIM)

Защита

Enterprise Bus

OMSГИС, управление

активами Хранение данных

Офис

Защита

Потребитель

Глобальную схему информационных потоков можно представить следующим образом


14


Smart Consumer


System




Умное освещение –одно из лучших инновационных решений для умных сетей


15

Беспроводной узел (сбор данных)

Беспроводной шлюз

Информационные потоки

Информационный центр

Стоимость проекта:36 млн. руб.

Срок окупаемости:6,3 лет

Эффект от внедрения:5,6 млн. руб./год

Рабочую схему умного освещения можно представить следующим образом

Сотовый канал связи



16


Smart Consumer


System




Электрические заправки –первый шаг к современному будущему


17

Электрозаправки

Мы устанавливаем 15зарядочных точек на

парковках

Среднее потребление0,2 кВт*ч/км

Стоимость проекта:2,5 млн. руб.

Инвесторы: Совместный проект Мосэнерго и Россетей

Доход от проекта:430 тыс. руб.


18


Smart Consumer


System




Мы выделили 4 потенциальных дополнительных источника энергии


ü Низкий КПД (7%)

ü Низкая пропускная способность пленок

ü Затраты на постоянную очистку от пыли и грязи

ü Высокая стоимость элементов

19

Исходя из перечисленных недостатков данные решения неэффективны

Солнечные элементы на крышах



ü Затраты на постоянную очистку от пыли и грязи

ü Малое количество солнечных дней в году (всего 80 дней)

ü Высокая стоимость элементов

ü Высокий уровень шума (должно быть не меньше 300 метров от жилых зданий)

ü Низкая генерация электроэнергии (до 1 МВт)

ü Высокий уровень шума


Солнечные пленки на

окнах зданий

Ветряные мельницы

Когенерационные установки


Сокращение генерирующих мощностей на 20%

Уменьшение вредных выбросов в атмосферу на 20%

Уменьшение потерь электроэнергии на 90%

Мощный толчок для развития новых технологий

Сокращение средств на обслуживание системы на 40%

Снижение риска поломки (надежность 0.999)

20

Эффект от внедрения

SMARTGRID


21


Подготовка и разработка ПО

Установка электрозаправок

2016 2017 2018 2019 2020

Подготовка инфраструктуры

Этапы внедрения Smart Grid

Запуск умных счетчиков

Внедрение ПО и интеграция с остальными элементами

Доходы, млн. руб.

Расходымлн. руб.

+0 +0 +5,6 +11,7 +11,7

-80 -9 -8,5 -0 -0


75

19,5 2,5

Инвесторы, млн. руб.

Начальный капитал

Мосэнерго

Tesla

22

Суммарные инвестиции Срок окупаемости

Проект окупится к 2022 году

97 млн. руб. 6 лет


Резюме команды

Яшин АлексейОбразование:НИУ ВШЭМесто работы: ОАО «РЖД»

Должность:Менеджер проектаE-mail: [email protected]

Кавешник АндрейОбразование: МГТУ им. Н.Э. БауманаМесто работы: Lamina TechnologiesДолжность:Инженер по продажамE-mail: [email protected]

Помазкин ГригорийОбразование:МГТУ им. Н.Э. БауманаМесто работы: Renault RussiaДолжность:Инженер-стажерE-mail: [email protected]

Пилин ДанилаОбразование:МГТУ им. Н.Э. Баумана

Место работы: ГОСНИТИДолжность:Инженер

E-mail: [email protected]

SMARTGRID

«Умная энергия»Московского региона

24

Приложение 1

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5тыс. МВт

Время МСК

Потребление Генерация

Генерация электроэнергии не соответствует потреблению:

25


76

12,5

10

1,5

Выбросы загрязняющих веществ при производстве электроэнергии, %

Оксид азота(NO2)

Диоксид серы

Оксиды углерода

Зола углей

26


Установить такую цену на энергию, которая бы снизила сроки окупаемости

Предусмотреть резервные мощности

Проработка международных стандартов и их адаптация под Российские реалии

Организовать обучения,тренинги

Принудительное государственное стимулирование

4

3

6

71

5

последствия

вероятность

низкая высокая

низкие

высокие

Матрица рисков

2

средняя

средние

Описание рисков

Низкая инвестиционная активность частных компаний

Риск выхода оборудования из строя, авария

Киберугрозы

Недостаточный опят реализации подобных проектов у Российских компаний

Отсутствие полной нормативной базы может усложнить процесс

Сниженный уровень компетенций технического персонала

Недостаточная заинтересованность потребителей

1

2

3

4

5

6

7

Меры

Использование лучших практик борьбы с киберугрозами6

Привлечение зарубежных компаний в качестве консультантов

В ходе проекта можно столкнуться со следующими рисками

27

№ Название Высота (текущая)

Площадь крыши

Доля свободной крыши

Площадь под солнечные батареи на

крышах, м^2

Площадь боковой поверхности

Доля крыши под элементы

Площадь под солнечные элементы на стенах, м^2

0 Башня 2000 130 1809 0,7 1266,3 22042 0,5 110211 Экспоцентр 8 52500 0,8 42000 - - -3 Эволюция 241 1700 0,5 850 34560 0,6 207364 Империя 239 1200 0,4 480 33000 0,5 16500

6-8 Центральное ядро - 40000 0,3 12000 - - -

9 Город Столиц: Офисный корпус 70 1000 0,8 800 10000 0,5 5000

9 Город Столиц: Санкт-Петербург 257 1156 0,3 346,8 33000 0,6 19800

9 Город Столиц: Москва 302 1156 0,3 346,8 35000 0,7 24500

10 Башня на Набережной: A 85 1050 0,2 210 10000 0,7 7000

10 Башня на Набережной: B 127 1050 0,2 210 17000 0,7 11900

10 Башня на Набережной: C 268 1400 0,4 560 40000 0,7 28000

11 IQ-квартал: Башня 1 85 1000 0,7 700 7000 0,5 350011 IQ-квартал: Башня 2 141 1250 0,7 875 13000 0,5 650011 IQ-квартал: Башня 3 173 1250 0,7 875 15000 0,5 750012 Евразия 309 1500 0,4 600 34000 0,6 2040013 Федерация: Запад 242 1200 0,9 1080 35000 0,5 1750013 Федерация: Восток 374 1200 0,9 1080 37000 0,4 1480014 Меркурий Сити Тауэр 339 1400 0,7 980 30000 0,4 1200015 Grand Tower 0 1200 0,5 600 - - -16 ОКО: Южная башня 354 2000 0,8 1600 30000 0,4 12000

16 ОКО: Северная башня 245 1000 0,8 800 30000 0,4 12000

17-18 Renaissance Moscow Towers: Башня 1 0 1200 0,5 600 - - -

17-18 Renaissance Moscow Towers: Башня 2 0 1200 0,5 600 - - -

19 Северная башня 132 6000 0,2 1200 22000 0,5 11000

Итог 70660 261657

Расчет возможных площадей под солнечные панели


28


Площадь под солнечные батареи

Размеры одного элемента

Кол-во элементов

Цена одного элемента, руб.

вырабатываемая мощность, вт.

Общая мощность, Мвт

Общие затраты, млн.

Модель Компания

71000 м^2 2 м^2 35500 21 000 ₽ 300 10,65 746 Фотоэлектрический модуль ФСМ-300П Sunways

Ветрогенераторы

Площадь под ветрогенераторы

Кол-во ветрогенераторов


Генерируемая мощность, Вт.

Общая мощность, кВт.

Общая стоимость,Млн.

Модель Компания

около 3000м^2 67 400 000 ₽ 5000 333,3 27 Вертикальные ветрогенератор "Аэргон 5 кВт"

Агара энергия

Солнечные панели на окнах

Площадь под солнечные батареи

Размеры одного элемента

Кол-во элементов


Вырабатываемая мощность, Вт.

Общая мощность, МВт.

Общие затраты, млн. Модель Компании

262000 м^2 2 м^2 131000 24 300 ₽ 270 35,37 3183270W module

Pythagoras Large-PVGU-Window poly

Pythagoras Solar, Konarka

Расчет привлекательности возобновляемых источников энергии


Использование альтернативных источников энергии неэффективноВывод

29

8. Ключевые партнеры 7. Ключевые действия 2. Ключевые ценности 4. Взаимоотношения склиентами

1.Сегменты потребителя

6. Ключевые ресурсы 3. Каналы сбыта

9. Структура расходов 5. Потоки доходов

Промышленные предприятия

Частный сектор

Офисные помещения

Торговые центры

Государство

Снижение стоимости энергии

Сокращение издержек на обслуживание

Улучшение экологии

Экономия при умном потреблении

ПО/Информац. система

Сама система энергоснабжения

Финансовые

Человеческие

Интеллектуальные

Умный посредник между

потребителем и поставщиком энергии

Генерация

Передача

Сбор обратной связи

Экологические организации

Производители электрокаров

Потребители

Частные инвесторы

ГосударствоТехнологии

Инновации


Оборудование Персонал

ПО Аренда

Электрозаправки Экономия на умном освещении

Экономия при потреблении Аренда

Бизнес – модель проекта Smart Grid

30

Пароли

Менять пароли, установленные по умолчанию

Повысить сложность пароля (от 10 букв разного регистра и символы)

Управление сетью

Добавить firewall между устройством и сетью

Обезопасить точки доступа. Ограничить доступ к USB-входам

Закрыть порты, не нужные для работы системы

Пользователи

Не давать высокий уровень доступа (только при необходимости)

Удалять аккаунты сотрудников, которые уволились

Менять аккаунты людям, сменившим должность

Software

Обновлять ПО при выходе обновлений

Давать доступ только авторизованным пользователям

Устанавливать только лицензионное ПО

Управление уязвимостями

Создать рейтинг уязвимости, чтобы понимать, как быстро нужно отреагировать на угрозу.

Составить план ликвидации угроз

Средние потери компаний, которые стали жертвами кибер-преступлений в Европе - 4 млн. долларов

5 лучших практик предотвращения киберугроз:


31


Smart ConsumerКол-во счетчиков 1982Стоимость шт. 8 000р.Кол-во коллекторов 20Стоимость одного 100 000р.Общая стоимость 17 856 000р.

Умное освещениеКол-во 1200Стоимость шт. 30 000р.Общая стоимость 36 000 000р.

ЭлектрозаправкаКол-во 5Стоимость шт. 500 000р.Общая стоимость 2 500 000р.

Контроль аварийКол-во датчиков 100Цена датчика 120 000р.Общая стоимость 12 000 000р.Модуль 8 000 000р.Суммарно 20 000 000р.Итого: 76 356 000р.

Умное освещениеСтоимость потребления/год 1 шт. 10 500р.Общая стоимость потрбления до/год 12 600 000р.Общая стоимость потребления после/год 6 930 000р.Экономия 5 670 000р.Payback 6,35

ЗаправкаПотребление электроэнергии/день 1 шт, кВт*ч 13Всего машин 15Общее потребление/день, кВт*ч 195Стоимость 1 кВт*ч 6р.Итого за год 427 050р.Payback 5,85

Smart ConsumerЭффект в год 5 600 000р.Payback 3,19

Контроль аварийЭффект в год 5 000 000р.Payback 4

Экономические расчеты

Career

финалист Ambitious and young