Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Smart city: энергоэффективные города. Перспективы, возможности и проблемы создания таких городов в масштабах России и мира↑ Стр 1 из 9Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Smart city: энергоэффективные города. Перспективы, возможности и проблемы создания таких городов в масштабах России и мира Команда «ЭнергоАтом» 2020 Оглавление Предпосылки выбора темы 2 Давайте представим город будущего 2 «Аналитика на диване» (стоимость решений «Умного города») 4 Программы по поддержке Smart city 5 Объем рынка решений «Умного города» 6 Влияние решений «Умного города» на жизнь граждан 9 «Чемпионы» информатизации (кто выиграет от решений «Умного города»?) 9 Интернет вещей как базис Умного города 10 Описание технологии 11 Энергоэффективные решения на базе Интернета вещей (кейсы) 12 NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) в руках «Билайн» 12 АСУНО (автоматическая система управления наружным освещением) на базе технологии LoRaWAN™ 14 EcoStruxure от Schneider Electric 17 Интеллектуальная транспортная система Швабе (Ростех) 19 Tesla VPP 21 Смарт-квартал как Умный город в миниатюре 23 Решения на микро-уровне 23 Оптимизация жилья в условиях макро-экономики 24 Политические аспекты проектирования смарт-городов, на примере «смарт-квартала Марьино» 24 Рост социально-культурного развития 25 Технологические решения использованные при организации инфраструктуры «смарт-квартала Марьино» 25 Организация наружного освещения 25 Организация системы отопления 26 Чистое небо над смарт-кварталом 26 Интерактивная система оповещения граждан о чрезвычайной ситуации 26 Система видеонаблюдения с алгоритмом распознавания лиц 27 Энергоэффектиность решений, внедрённых в «смарт-квартале Марьино» 27 Энергоэффективность системы энергоснабжения 27 Концепция энергосбережения при теплоснабжении «смарт-жилья» 27 Перспективы развития темы до 2035 года 28 Основные риски 28 Технологические риски 28 Политические и правовые риски 28 Экономические и финансовые риски 29 Социальные риски 29 Экологические риски 29 Способы минимизации рисков 30 Сценарный анализ выбранной темы 33 Рекомендации в рамках выбранной̆ темы 37 Список литературы 39
Предпосылки выбора темы Интернет вещей как базис Умного города Таким образом, применение технологий Интернета вещей (IoT) в городской среде позволяет создать «умный город» и принципиальным образом улучшить экономику города, повысить уровень жизни и безопасности населения за счет более эффективного управления ЖКХ, транспортом и сервисами для населения[21]. Эксперт по вопросам урбанизации Энтони Таунсенд в книге «Умные города» сравнивает развитие IoT с распространением электричества в двадцатом столетии. Как и электрификация домов, внедрение интернета вещей способно перевести жизнь горожан на новый уровень.[22] Описание технологии Интернет вещей (IoT) объединяет устройства в компьютерную сеть и позволяет им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам через программное обеспечение, приложения или технические устройства[23]. IoT-устройства удобны тем, что работают самостоятельно и, включенные в системы, работающие в режиме реального времени, могут принимать необходимые решения без участия человека. Как правило, основные операции происходят в облачном сервисе, что делает систему относительно независимой и требует меньших затрат энерго-ресурсов. По данным всемирного исследования PwC Digital IQ® за 2017 год, IoT занимал первое место среди восьми прорывных технологий, способных изменить бизнес-модели компаний или целых индустрий, опережая в этом рейтинге искусственный интеллект, дополненную реальность, технологию, связанную с созданием дронов и управлением ими, блокчейн и ряд других[24]. Оценка PWC оправдывается не только в мире, но и в России. По данным сайта tadviser.ru ежегодные темпа роста рынка IoT в России 2019-2023 росли, начиная с 2019 года (8%/год) и достигнут 29% в 2023 году [25]. IDC, в своем отчете «Возможности и тенденции интернета вещей: углубленный анализ российского рынка» (Russia Internet-of-Things Market 2019-2023 Forecast) от конца 2019 года, предсказывают более скромный рост до конца 2023 года – в 19,7%. Но и эта цифра внушительна. При этом, по итогам 2019 г. в IDC оценивают глобальные инвестиции в рынок IoT на уровне $726 млрд. По глобальному рынку интернета вещей аналитики IDC прогнозируют прохождение отметки в $1,0 трлн ориентировочно в 2022 г., и достижение уровня в $1,1 трлн в 2023 г [26]. Как уже говорилось, в городской среде IoT применим, в том числе, в сфере ЖКХ, на транспорте, в сервисах для населения. При этом, по оценке PWC экономический эффект от внедрения IoT в российских городах в период 2018-2025 гг. может достичь 375 млрд руб.[27] Наибольший вклад в такую оценку вносит эффект от оптимизации транспортной системы, снижения потребления энергоресурсов, снижение затрат на обслуживание жилищно-коммунальной инфраструктуры. В тоже время, ключевая проблема внедрения IoT — отсутствие единых стандартов. Поэтому имеющиеся решения сложно интегрируются между собой, а новые появляются медленнее, чем могли бы. Еще один нюанс — «вещи» в интернете вещей должны быть автономны, то есть иметь возможность получать энергию из окружающей среды, без участия человека. Tesla VPP Примеры, продемонстрированные выше, наглядно показывают, как Умные решения на базе Интернета вещей могут облегчить жизнь отдельных граждан, предприятий и целых отраслей путем их внедрения руководством города или отдельного предприятия (субъектов деятельности). Но что, если взять во внимание всю страну или даже мир? Что если взглянуть на привычную систему энергообеспечения и перевернуть ее с ног на голову, превратив каждое домохозяйство (объекта деятельности) в производителя электроэнергии. Именно на это и ориентирована распределённая система энергообеспечения под управлением виртуальной электростанции или «Интернет энергии с усовершенствованной аналитикой, моделированием, оптимизацией и цифровизацией для решений в области хранения энергии и возобновляемых источников энергии» - название данное системе Сингапурскими заказчиками соотвесвующего проекта (регулятором энергетического рынка Energy Market Authority (EMA) и многопрофильным концерном SembcorpIndustries (Sembcorp)). Обрабатывая в режиме реального времени информацию от различных распределенных энергоресурсов, виртуальная электростанция оптимизирует выработку этих ресурсов, расположенных на определенной территории. Колебания из-за переменчивости поступлений солнечной энергии в разных местах автоматически балансируются посредством виртуальной электростанции или VPP. Станция также может быть оснащена алгоритмами прогнозирования и оптимизации спроса, которые учитывают состояние энергосистемы и рыночные условия. Все это повышает как устойчивость энергосистемы, так и снижает тарифы для конечных потребителей энергии. Пожалуй, самым интересным и амбициозным из реализуемых проектов в этой области сегодня является Tesla VPP. Проект под условным названием Powerwall & Solar, который призван объединить солнечные панели и аккумуляторы Tesla Powerwall не менее чем 50 000 домов в Южной Австралии. Согласно озвученным планам, виртуальная электростанция мощностью 250 МВт при суммарной емкости батарей около 650 MВтч снизит затраты на электроэнергию для ее участников на 30% и повысит надежность электроснабжения, с которым Южная Австралия испытывает большие проблемы. Стоимость проекта оценивается в 800 миллионов австралийских долларов. Финансирование проекта осуществляется за счёт продажи электроэнергии, но на первых порах была оказана поддержка правительства с грантом в размере $2 млн и займом в размере $30 млн из Австралийского Фонда возобновляемых источников энергии. Правительство Южной Австралии опубликовало экономическое моделирование от Frontier Economics, которое показало, что эта программа, когда она вступит в силу в 2021 году, приведет к экономии электроэнергии на 180 миллионов долларов в штате[43]. На сегодня, когда система установлена на 1100 домах, программа Tesla уже показала свою эффективность – исходя из отчета Австралийской энергетической компании AEMO система несколько раз выдержала перепады напряжения, в частности в октябре 2019, когда произошел непредвиденный сбой на крупнейшей электростанции региона в Коган-Крик. Кроме того, она показала общую доходность от первых четырех месяцев продажи электроэнергии в сеть в размере $225 000 (с середины сентября 2019 по середину января 2020 года)[44]. Решения на микро-уровне При оптимизации жилищного комплекса делается упор на мелкую экономию, которые в итоге выливаются в большие суммы. Если смотреть на примере «смарт-квартала Марьино», то можно выделить следующие решения: ● постройка домов из композитных материалов, позволяющих быстро возводить здания; ● цена композитных материалов значительно ниже железобетонных конструкций; ● инновационные материалы позволяют экономить тепловую энергию в зимнее время года; ● экономия, за счет использования солнечной энергии; ● автоматизация водо- и теплоснабжения, позволяющая регулировать температуру в квартирах, исходя из температуры на улице; ● удешевление и облегчение обслуживания объектов службами ЖКХ. Можно перечислять до бесконечности, но главное, чего пытается добиться руководители градостроительного комплекса – это экономическая оптимизация, которая будет экономить деньги населения и городской бюджет. Основные риски Технологические риски При внедрении инновационных и IT технологий в «умных городах» возникают следующие риски: - риск роста объёма передаваемых по сетям данных («информационный мусор»); - риск взлома информационных систем умных городов; - риск уязвимости в программном обеспечении умных домашних приборов (отказ обслуживания из-за атак вирусов); - риск взлома персональных умных приборов; - риск масштабирования проблем от утечек из-за того, что сеть умного города сводит все персональные данные воедино; - риск технических неполадок в работе устройств (сбой в программном обеспечении, что может привести к получению недостоверной, неактуальной или информации); - риск повышения стоимости эксплуатации оборудования иностранного производства за счёт колебаний курсов валют; -риск невозможности обновления оборудования в случае санкций стран-партнеров. Социальные риски
Определены следующие социальные риски: - риск «цифрового» неравенства среди населения (лишение части населения доступа к информации сервисам); - информационный элитаризм; - риск дискриминации и исключения отдельных категорий граждан из процесса потребления общественных благ при использовании умных технологий; - риск психологического дискомфорта умного города; - рост проблем дилетантства при участии населения в управлении городом. Экологические риски Определены следующие экологические риски: - риск роста объемов отходов и ухудшение экологии из–за быстрого устаревания техники и его утилизации; Способы минимизации рисков 1. Финансирование «умных городов». Разработка механизмов финансирования технологий умного города. В первую очередь необходимо обеспечить осуществление парламентского контроля реализации госпрограммы «Цифровая экономика РФ». Оптимальным выходом для привлечения инвестиций в развитие «умного города» может стать государственно-частное партнерство: только так возможно дополнительное финансирование дефицита госбюджета и привлечение частных инвестиций. Кроме того, необходимо: - сформировать долгосрочные инвестиционные стратегии и развивать инновационные кластеры в городах, для этого необходимо обеспечить системный подход к созданию необходимой нормативной базы и интеграции принципов «умного города» в стратегии социально-экономического развития регионов, муниципалитетов; - оказывать государственную поддержку в реализации хотя бы пилотных проектов в городах и закрепить такой механизм на законодательном уровне; - привлекать в финансирование энергоэффетивности в «умных» городах девелоперов, реализующих проекты и лиц, владеющими технологиями и предлагающие свои услуги при наличии соглашения с муниципалитетами об обеспечении возрата средств; – привлекать в финансирование жителей, если их при этом убедить в эффективности умной технологии. Для того, чтобы включить жителей в систему финансирования умных технологий, органам власти нужно проводить встречи и участвовать в общих собраниях собственников помещений в многоквартирных домах. При этом необходимо выбирать наиболее целесообразные технологии, соответствующие возможностям потребителей. Рассмотрим наиболее эффективные схемы финансирования, которые необходимо внедрять в «умных» городах: - сервисная модель: оператор инвестирует в проект сто процентов своих средств и гарантирует качество сервиса и за это он в дальнейшем получает деньги от государства или муниципалитета. Такая схема позволяет снижать дефицит бюджетных средств и гарантирует оператору возврат инвестиций в течение определенного срока (от пяти до десяти лет). При такой схеме дополнительно для стимулирования оператора государство может ввести льготное налогообложение для оператора. - комбинированная схема финансирования проектов с участием публичного партнера, оператора и конечного потребителя. - прямая схема финансирования объектов умного города. Такая схема позволяет продавать продукты, изготовленные по умной технологии, напрямую потребителям и получать с них плату. Еще один из интересных способов возврата инвестиций в объекты инфраструктуры практикует «Ростелеком»: окупаемость вложений обеспечивается за счет экономии, полученной заказчиком от внедрения нового решения. Например, если в результате внедрения энергоэффективных технологий расходы на электроэнергию сократились, то за счет экономии муниципалитет выплачивает вознаграждение подрядчику. И тем самым выгодно и госзаказщику, и исполнителю (инвестору). 2. Безопасность «умных городов» -создание сети аналитико-ситуационных центров управления, сети информационно-расчетных центров и многофункциональных центров. -обеспечение надежности и безопасности работы систем управления городом, способности отвечать на новые угрозы. - проработка аварийных режимов работы систем; - обеспечение защиты персональных данных; - внедрение «умной системы общественной безопасности». 3. Общественная активность при внедрении «умных» технологий и энергоэффективности. Для стимулирования и мотивирования общественной активности в реализацию «умного» города необходимо привлечение жителей к городским процессам и обеспечение технологическими возможностями вовлечения горожан в процессы управления городом (распространение персональных гаджетов, развитие человеческого капитала, обеспечение общественной инклюзивности, развитие низовой демократии). «Вовлеченность жителей претерпевает серьезную эволюцию от полного нигилизма, когда они в негативе воспринимают любое вмешательство в район, в котором они живут, до вовлеченности, когда люди сами ездят на завод, который производит оборудование, хотят сами выбирать конкретные типы полов, стен», — Вардан Авакян, Руководитель рабочей группы «Умный квартал»; генеральный директор, АО «Мослифт». 4. Применение новых стандартов беспроводных сетей. Для передачи данных при использовании «умных» технологий необходимы беспроводные сети новых стандартов для снижения «информационного мусора». Так, директор ГУП «АТС Смольного» Санкт Петербурга Феликс Касаткин делает акцент на необходимости скорейшего решения вопроса с выделением удобных частот для операторов 5G. Пока, как известно, этот процесс не реализован и пилотные проекты приходится запускать на неудобных частотных диапазонах. 5. Разработка новых стандартов формирования инфраструктуры в «микро-поселениях» и малых городах. Необходима активная совместная работа федеральных, региональных и муниципальных органов власти для того, чтобы к 2025–2035 годам эти поселения по степени внедрения умных технологий смогли соревноваться с мегаполисами. 6. Ориентирование «умных городов» на интересы человека. «Стратегии смарт-сити, как и цифровые технологии, должны [служить интересам] гражданина», — Сильви-Аньес Берманн, Чрезвычайный и Полномочный Посол Французской Республики в Российской Федерации. «Все, что мы делаем, мы должны так или иначе ориентировать на человека», — Эдуард Лысенко, Министр Правительства Москвы; руководитель, Департамент информационных технологий города Москвы. «Самое главное в общей политике, которая сегодня отвечает веяниям времени, современности, — это город для человека, город для креативного человека, город для человека, который хотел бы жить в этом городе и создавать что-то в этом городе», — Дмитрий Бердников, Мэр города Иркутска. «Цель любого инвестиционного проекта, тем более проекта цифрового, современного, состоит в том, чтобы повысить качество жизни и качество услуг, которые мы предоставляем населению», — Анатолий Тихонов, Генеральный директор, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российское энергетическое агентство» Министерства энергетики Российской Федерации. 7. Нормативно-правовая база. Активное участие Совета по развитию цифровой экономики, образованного в верхней палате Парламента, и осуществление законотворческой поддержки регионов в сфере цифровизации, особенно на ранней стадии формирования концепций законопроектов Возможным решением проблемы актуальности и соотвествия конъюнктуре рынка нормативно-правовой базы может быть совместная работа парламента РФ с курирующими ведомствами по Цифровизации и своевременное реагирование законодательными органами (разных уровней) на сигналы бизнеса о возникающих барьерах по внедрению решений Умного города, для чего предлагается организовать общедоступный реестр барьеров для анализа и принятия решений в вышеуказанных ведомствах.
* 1. Риски 2. Политика 3. Экономика 4. Экология 5. Технология Рекомендации в рамках выбранной̆ темы 1. Сценарный анализ показал, что наиболее вероятным является консервативный сценарий. Во избежание отхода к негативному сценарию и приближению вероятности Инновационного сценария в России необходимо проводить системную информационно-разъяснительную работу с бизнесом и населением, формировать единые подходы к концепции Умного города в нормативно-правовом поле, следить за интеграцией программ «Умного города» с программами социально-экономического развития регионов, и муниципалитетов. При этом существенный вклад в развитие систем «Умного города» внесет именно востребованность умных решений населением и соответствие привлекательность рынка для частных инвесторов. Стремительно развивающийся рынок, в свою очередь, сформирует различные варианты апробированных решений, что позволит существенно снизить риски при централизованном внедрении технологий. Следует отметить, что опрос показал, что сегодня далеко не все респонденты видят целесообразность и выгоду во внедрении таких решений. Но на примере иностранных государств (проект Tesla VPP) можно смело утверждать, что люди готовы поддержать новые решения если это приводит к экономии и влияет на стабильность системы, делая жизнь более безопасной и комфортной. Важно отметить, что не внедрять системы умного города уже нельзя – это своеобразная гонка решений в поисках лучшей жизни, отказ от участия в которой может привести к существенному экономическому отставанию, перетоку лучших кадров и зависимости от иностранных решений. 2. Правительство России 2 апреля 2020 года одобрило проект Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года. В Энергетической стратегии мало внимания уделено энергоэффективности и технологиям для внедрения решений «Умного» города. Основные цели Энергостратегии: обеспечение потребностей социально-экономического развития страны продукцией и услугами отраслей ТЭК; - развитие и диверсификация экспорта в отраслях ТЭК; модернизация, развитие и повышение доступности инфраструктуры; достижение технологической независимости и повышение конкурентоспособности отраслей ТЭК; цифровая трансформация отраслей топливно-энергетического комплекса. В Энергостратегии раздел «Энергосбережение и энергоэффективность» впервые встречается в главе «Оценка состояния и тенденции развития российской энергетики» и содержит следующее: - энергоемкость экономики за 10 лет с 2008 по 2018 годы снизилась на 9,3% в основном благодаря технологическому фактору (рост энергоэффективности энергопотребляющего оборудования) и уровню загрузки производственных мощностей. - потенциал энергосбережения в России оценивается на уровне одной трети от объема текущего энергопотребления, то есть потенциал огромен. Тем не менее тут не написано нужно ли его реализовать? Ожидается ли это? Какая будет реакция энергетики и ее роль? Кроме того, в этом разделе написано, что потенциал текущего цикла структурных сдвигов в отношении снижения энергоемкости в основном исчерпан, в то время как технологические факторы ограничены дефицитом инвестиций, недостаточной эффективностью мер государственной политики по их мобилизации и ограниченной мотивацией потребителей энергии к повышению энергоэффективности. В разделе по экологии и климату написано, что важным следствием политики энергосбережения станет существенное сдерживание роста парниковых газов и сокращение вредных выбросов организаций топливно-энергетического комплекса в окружающую среду. Но этот эффект несравним с потенциалом повышения климатической и экологической эффективности за счет таких мер, как энергосбережение на стороне потребителя или увеличение доли возобновляемой энергии в балансе, за что тоже, как представляется, должна отвечать Энергостратегия. В разделе про теплоснабжение аналогично нет ничего про энергоэффективность при потреблении, а есть только про интересы ресурсоснабжающих организаций, не прописаны интересы самих потребителей. Энергоэффективность упоминается пару раз в Энергостратегии в отношении только отраслей ТЭК, хотя энергоэффективность при потреблении очень нужна и имеет огромный потенциал, а также кардинально меняет стратегию энергетики и позволяет в полной мере внедрять технологии «Умного города» в России. Исходя из проведенного сценарного анализа, необходимо в Энергостартегии более четко прописать как именно нужно реализовывать энергоэффективность в России, какие предпринимать шаги и какие внедрять технологии, чтобы пойти по инновационному сценарию и не оказаться к 2035 году в негативном сценарии в части внедрения «Умного» города в России. А также Энергостатегия должна содержать не только влияние самого топливно-энергетического комплекса на энергоэффективность и учитывать интересы только ТЭК, но и влияние и интересы других отраслей и самих потребителей.
Список литературы
[1] Новак: Потребление электроэнергии в мире вырастет вдвое / RG.RU URL: https://rg.ru/2019/08/31/novak-potreblenie-elektroenergii-v-mire-vyrastet-vdvoe.html (дата обращения 31.08.2019) [2] Ганин И.А. Энергетическое развитие территории в условиях ограничения финансовых ресурсов/Портал энергосовет. 09.06.2015. URL: http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=540 (дата обращения 20.04.2020) [3] СТОИМОСТЬ УМНЫХ ГОРОДОВ К 2025 ГОДУ ПРЕВЫСИТ $2 ТРЛН / cnews.ru. URL: https://smartcity.cnews.ru/news/top/2018-04-15_stoimost_umnyh_gorodov_prevysit_2_trln_k_2025 (дата обращения 17.04.2020) [4] Глобальные инвестиции в умные города вырастут до $88,7 млрд к 2025 году / Современная электроника. 21.07.2017. URL: https://www.soel.ru/novosti/2017/globalnye_investitsii_v_umnye_goroda_vyrastut_do_88_7_mlrd_k_2025_godu (дата обращения 23.04.2020) [5] "Умные" устойчивые города. URL: https://www.itu.int/ru/mediacentre/backgrounders/Pages/smart-sustainable-cities.aspx (дата обращения 22.04.2020) [6] Smart Meter (умные счетчики) / Умный город. URL: https://russiasmartcity.ru/projects/205-smart-meter-umnye-schetchiki (дата обращения 03.06.2020) [7] Беспроводной учет электрической энергии WAVIoT / Умный город. URL: https://russiasmartcity.ru/projects/416-besprovodnoy-uchet-elektricheskoy-energii-waviot (дата обращения 03.06.2020) [8] Смарт-Абонент - комплекс бытовой автоматизации / Умный город URL: https://russiasmartcity.ru/projects/410-smartabonent-kompl
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 410; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.224.116 (0.015 с.) |