В ожидании дредноута: p2p-энергетика подыскивает свой главный калибр

Авторы: Игорь Чаусов, Дмитрий Холкин

«Дредноут» и «Виктори» в Портсмуте.
Художник Генри Джеймс Морган

Переход к новому укладу на следующий технологический уровень во многих отраслях сопровождается мучительным поиском подходящей, по-настоящему передовой формы практики. Ее появлению предшествуют многочисленные попытки влить молодое вино в старые мехи: эксперименты с новыми технологиями, которые используются для организации старых, устоявшихся практик. Распределенная энергетика и первые эксперименты в области peer-to-peer рынков электроэнергии — не исключение. Значительная доля растущих, как грибы после дождя, стартапов, предлагающих blockchain-решения для организации p2p-энергорынков, пытаются использовать эту новую для электроэнергетики технологию для вполне старой практики продажи электроэнергии от генерации, например, владельца крышной солнечной панели, потребителю, например, владельцу электромобиля. Разница пока что лишь в том, что продавец и покупатель могут временно меняться ролями. Именно эта модель прямой продажи электроэнергии, в рамках которой blockchain-технологии обеспечивают новую технологическую базу старому процессу учета и оплаты электроэнергии (по сути, биллинга), рассматривается как базовая у подавляющего большинства известных энергетических стартапов, предлагающих решения на распределенном реестре: LO3 Energy[1] в США, Power Ledger[2] в Австралии, Verv[3] и Piclo[4] в Великобритании, совсем недавно вышедшая на рынок EnerPort[5] в Ирландии.

Интерес к peer-to-peer рынку электроэнергии подогревают продолжающие дешеветь ВИЭ: по совсем недавно опубликованным данным BNEF, себестоимость выработки как на ветровых, так и на солнечных станциях в 2018 г. в сравнении с 2017 г. упала на 18%, в ряде стран, например, в Индии, сравнявшись или превзойдя по этому показателю угольную и газовую генерацию[6]. Одновременно, согласно этим же данным, существенно дешевеют накопители электроэнергии: например, литий-ионные системы с 2010 по 2017 гг. подешевели в расчете на кВт∙ч с $1000 до $209.

Другим существенным драйвером применения blockchain в энергетике становится возрастающее желание снизить или совсем исключить трансакционные издержки, которые в деятельности энергосбытовых компаний приводят к парадоксальным последствиям либерализации розничного рынка электроэнергии: росту стоимости электроэнергии для конечных потребителей. Последнее исследование розничного энергорынка штата Массачусетс[7] показало, что за 2015–2017 гг. потребители, перешедшие на договоры с энергосбытовыми компаниями на конкурентном рынке, переплатили $176,8 млн. в сравнении с суммой, которую они бы заплатили своим гарантирующим поставщикам, если бы не отказались от их услуг в пользу независимых энергосбытов. Как это часто бывает, либерализация рынка привела к тому, что «регулируемые» издержки, которые раньше субсидировались или скрывались в рентабельности и не сказывались на цене, оказались теперь явным образом перенесены на цену.

Но все же эти энергетические blockchain-стартапы, предлагающие перевести старую бизнес-модель продажи электричества на новую технологическую платформу, похожи на первые броненосцы: они предлагают новую технологию в старой форме, ограничивая ее потенциал. Впрочем, как и в случае развития военного флота, в новых энергетических практиках следует ждать прорыва к новой, адекватной форме технических и экономических взаимоотношений, которая позволит реализовать этот скрытый пока что потенциал цифровой энергетики.

Название первого корабля, на котором в точном соответствии с принципами диалектики количество перешло в качество, стало нарицательным — это был английский линкор Дредноут. На нем впервые был применен принцип размещения орудий только одного — главного — калибра вместо применявшихся со времен парусного флота сочетания множества разных калибров, что в сочетании с паровыми турбинами и броней сделало этот класс кораблей принципиально новым шагом в развитии военного флота. По своей боевой мощи дредноуты превосходили корабли своего времени на порядок. Нам еще только предстоит понять облик дредноута Интернета энергии — технологической практики, которая найдет «главный калибр» новой энергетики: такой технологической возможности, которая перевернет устройство и архитектуру действующих энергосистем, по крайней мере, в части распределенной энергетики и распределительных сетей. На этой технологической возможности вырастет новая архитектура энергетики — собственно Интернет энергии. Пока что мы работаем с версиями.

Принципиальное отличие новых сервисов и бизнес-моделей, построенных в логике Интернета энергии, от упомянутого нами энерготрейдинга, пусть и сделанного на blockchain, состоит в том, что они предлагают нечто принципиально большее собственно торговли электроэнергией, и в этом плане не являются blockchain-цифровизацией либерализованного розничного рынка электроэнергии. Кроме p2p-торговли электроэнергии, мы насчитали еще три новые модели сервисов Интернета энергии: продажа «гибкости» — маневренных ресурсов для режимного и оперативного управления энергосистемой, хеджирование надежности и рисков роста пикового потребления и хеджирование рисков накопления неплатежей за электроэнергию через крипто-хедж фонд.

Одна из основных версий «главного калибра» — появление нового рынка «гибкости». Децентрализованное оперативное управление режимными параметрами энергосистем при динамически меняющихся нагрузках и даже частично стохастической и неуправляемой генерации с высокой долей ВИЭ за счет привлечения множества просьюмеров и активных потребителей с их распределенными ресурсами самого разного рода от малой газовой генерации и накопителей электроэнергии до управляемой нагрузки может стать тем самым переворотом в распределенной электроэнергетике, который позволит перейти к Интернету энергии как действительно новой архитектуре энергосистем.

Привлечение продающих «гибкость» распределенных многофункциональных мощностей, инвестиции в которые были осуществлены, как правило, ради какой-то другой их функции (основное энергоснабжение, энергоэффективность, повышение надежности и резервирование), позволит существенно снизить потребность в резервировании крупных генерирующих и сетевых мощностях, обеспечив, в частности, возможность эффективнее загрузить последние. Это должно существенно и положительно сказаться на общей экономичности энергосистем. Многие компании ведут свои эксперименты в этой области.

Исследовательская группа из Oxford Martin School в конце прошлого года предложила оригинальную математическую модель[8], основанную на p2p смарт-контрактах, и позволяющую сформировать из большого числа контакторов сеть, которая может оказывать сетевой организации и/или системному оператору сервис по управлению режимными параметрами энергосистемы, не имея при этом никакого оператора и централизованного управления. Такое «мерцающее», временное объединение связанных p2p-контрактами просьюмеров получило в Оксфордском университете название «федерализованной»[9], или временной виртуальной электростанции.

«Федерализованная» электростанция (источник — Oxford Martin School)

Чуть более классический подход с частичной централизацией управления распределенными энергетическими ресурсами в интересах сетевой компании через blockchain-агрегатора начинает в формате пилотного проекта реализовывать германо-голландская коллаборация[10]: сетевой оператора TenneT[11], стартап-агрегатор Sonnen[12] и технологический вендор IBM. Решение предлагает ту же бизнес-модель, которую Tesla намерена реализовать в Австралии[13]: Sonnen предоставляет членам сообщества электроэнергию по сниженной и неизменной в течении суток цене в обмен на предоставление доступа к использованию солнечных панелей и накопителей пользователей в интересах TenneT, получающего таким образом резерв мощности как на разгрузку, так и на загрузку. Похожую модель также предлагает в Нью-Йорке blockchain-стартап Drift[14].

Модель агрегатора солнечных панелей и накопителей электроэнергии Tesla в Австралии (источник — Bloomberg New Energy Finance)

Близкую по смыслу, но более сложную в плане договорных отношений, модель агрегатора распределенных накопителей под названием «гибридные здания» с ноября 2017 г. в пилотном режиме реализует коллаборация Irvine Co. и Advanced Microgrid Systems (AMS)[15]. Местный застройщик Irvine Company установила в 21-м здании в Южной Калифорнии накопители энергии от Tesla и привлекла AMS, которая создала на их базе агрегатор, оказывающий местной сбытовой компании SCE услугу предоставления мощности на загрузку или разгрузку мощностью 10 МВт с перспективой увеличения до 50 МВт к 2021 г. В свою очередь SCE торгует этой мощностью с сетевой компанией CAISO, используя ее в качестве proxy demand response, или «опосредованное» ценозависимое потребление. Пилот показал, что такая агрегация накопителей позволяет снизить пиковое потребление каждого здания на 25%, а операционные расходы на электроснабжение — на 10%.

Совершенно другую любопытную модель предлагает с применением blockchain-платформы от LO3 своим коммерческим потребителям техасская энергосбытовая компания Direct Energy[16]. Суть модели состоит в заключении спот-контракта, который страхует потребителя на случай кратковременного превышения его потребления над установленным в основном контракте, в том числе заключенным с любым другим сбытом, максимумом. Если такое превышение возникает, сбытовая компания гарантирует энергообеспечение с фактически необходимой мощностью. Эта модель получила название «микро-энергетическое хеджирование».

Еще более необычную модель страхования с применение криптовалюты предлагает в Южной Африке компания The Sun Exchange[17]. В той же криптовалюте SUNEX на базе Ethereum, в которой ведутся расчеты за электроэнергию с солнечных панелей, формируется хедж-фонд для инвесторов, вложивших через SUNEX деньги в установку солнечных панелей в ЮАР. Этот хедж-фонд пополняется в рамках схемы расщепления платежей с каждой транзакции по продаже электроэнергии, и расходуется на покрытие затрат на перемещение солнечных панелей и их монтаж на новом месте только в случае наступления риска долговременных неплатежей потребителей в тех местах, где панели были установлены изначально.

В 2015 году в системном исследовании британского регулятора Ofgem[18] по возможной архитектуре децентрализованного рынка «гибкости» было предложено всего три модели участия на таком рынке: demand response и управление нагрузкой по прямым договорам с сетевыми компаниями и системными операторами, локальная самостоятельная балансировка микрогридов со снятием нагрузки неравномерности с «большой» системы и агрегаторы распределенных мощностей.

Потенциальная структура участия конечных потребителей в рынке «гибкости» в Великобритании (источник — Ofgem)

Появление совершенно новых типов сервисов и новых бизнес-моделей, реализуемых компаниями на базе blockchain-технологий, например, энергетического хеджирования или использования энергетических криптовалют для страхования инвестиций в энергетические активы, показывает, что флот компаний Интернета энергии еще не нашел, но активно ищет свое оружие подходящего калибра, которое позволит значительно перевернуть энергетические рынки и сформировать Интернет энергии как масштабную практику.

В заключении необходимо отметить, что российские компании — члены сообщества EnergyNet Национальной Технологической Инициативы — тоже участвуют в разработке и апробации новых практик p2p-энергетики, кроме того в рамках НТИ ведется разработка архитектурного фреймворка энергетических систем, который будет учитывать новые подходы к организации рынков и сервисов в энергетике. Представленные недавно на форуме THE GLOBAL SUMMIT ON BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE ENERGY SECTOR (Берлин), а также на Ганноверской промышленной ярмарке российские разработки блокчейн-решений для энергетики вызвали большой интерес у зарубежных партнеров и инвесторов.

P.S. Год назад на стратегической сессии EnergyNet в Севастополе Дмитрий Песков (директор направления “Молодые профессионалы” Агентства стратегических инициатив) проблематизировал группу, занимающуюся развитием модели энергетического рынка. Он сказал, что новая модель рынка и инструменты ее реализации тоже должны стать конкурентоспособными экспортными продуктами EnergyNet. Тогда это утверждение выглядело как придирка, а сейчас, после изучения ряда работ по децентрализованным рынкам и живого общения с пионерами новых практик в энергетике, оно превратилось в мотивирующий вызов. Представляется, что мы, сообщество разработчиков новых технологий и бизнес-практик, предпринимателей и экспертов, его можем принять!

[1]https://lo3energy.com/

[2]https://powerledger.io

[3]https://verv.energy

[4]https://piclo.uk

[5]https://irishtechnews.ie/enerport-a-new-blockchain-energy-trading-project-launched/

[6]https://about.bnef.com/blog/tumbling-costs-wind-solar-batteries-squeezing-fossil-fuels/

[7]https://www.mass.gov/news/ag-healey-calls-for-shut-down-of-individual-residential-competitive-supply-industry-to-protect

[8]https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8279516

[9]https://www.oxfordmartin.ox.ac.uk/opinion/view/394

[10]https://www.energy-storage.news/news/blockchain-and-batteries-will-assist-german-grid-operator-in-integrating-re

[11]https://www.tennet.eu

[12]https://sonnenbatterie.de/en/sonnenCommunity

[13]https://about.bnef.com/blog/tesla-australian-virtual-power-plant-cheaper-u-s-pv/

[14]https://www.joindrift.com

[15]https://www.greentechmedia.com/articles/read/advanced-microgrid-solutions-and-irvine-co-s-hybrid-electric-building-fleet#gs.Zxz_PFs

[16]https://www.greentechmedia.com/articles/read/direct-energy-uses-lo3s-blockchain-to-offer-micro-energy-hedging#gs.gObEMNw

[17]https://www.greentechmedia.com/articles/read/the-sun-exchange-uses-blockchain-for-solar-project-insurance#gs.PJrlxuQ

[18]https://www.ofgem.gov.uk/tomorrows-energy-and-future-consumer/discussion-papers