Переход Европы к углеродно-нейтральному будущему требует создания более интеллектуальных, взаимосвязанных и устойчивых энергетических систем. Именно эту задачу решает европейский проект ELEXIA, направленный на разработку и демонстрацию инструментов для управления интегрированной «системой систем».
Ключевая идея проекта – объединение сетей электроэнергии, тепла, газа и транспорта. Такой подход, известный как интеграция секторов, позволяет оптимизировать всю энергосистему целиком, а не добиваться разрозненных успехов в каждой отрасли по отдельности, что часто приводит к неэффективным и дорогостоящим решениям.
Проект, финансируемый программой Европейского союза Horizon Europe, объединяет 22 партнера из разных стран. Главная цель – обеспечить более эффективную и глубокую декарбонизацию европейской экономики в соответствии с Парижским соглашением. Интеграция секторов создает гибкость, необходимую для энергосистемы с быстрорастущей долей возобновляемых источников с переменной выработкой, таких как солнечные и ветряные электростанции. Управление спросом и использование накопителей энергии – тепловых, электрических и газовых – должно привести к существенной экономии затрат.
В основе ELEXIA лежит цифровизация. Центральным элементом является Цифровая сервисная платформа (Digital Services Platform, DSP), которая управляет потоками данных, их хранением и взаимодействием со всеми компонентами. Система энергетического менеджмента (Energy Management System, EMS) использует эти данные для оперативного управления в режиме, близком к реальному времени, – она прогнозирует нагрузки, оптимизирует работу и отслеживает состояние критически важных активов. В свою очередь, Инструментарий планирования систем (System Planning Toolbox, SPT) предназначен для долгосрочного планирования развития как новых, так и существующих энергетических систем. Все аспекты кибербезопасности и конфиденциальности данных строго контролируются.
Эффективность концепции ELEXIA будет продемонстрирована на четырех уникальных пилотных площадках в Европе. В порту Синиш в Португалии основное внимание уделяется управлению энергопотреблением зданий и транспорта, а также планированию перехода на возобновляемые источники, включая энергию солнца и ветра. В датском городе Хёйе-Таструп система интегрируется с муниципальными зданиями и крупным подземным тепловым хранилищем, подключенным к сети централизованного теплоснабжения.
Третий пилотный объект – это район Доккен в норвежском Бергене, который трансформируется из промышленного порта в жилой и деловой район с нулевым уровнем выбросов. Здесь ключевую роль играет долгосрочное планирование, включая интеграцию с существующими энергосистемами города и использование нетрадиционных ресурсов гибкости, например, управление графиком работы системы сбора отходов. Четвертая площадка – промышленный объект Promet Plast в Польше, где тестируется сложная локальная энергосистема, включающая ветрогенераторы, солнечные панели, аккумуляторные хранилища, производство и хранение водорода, а также установку тригенерации.
Реализация проекта носит междисциплинарный характер и требует тесного взаимодействия между разработчиками инструментов, инженерами, экономистами и социологами. Одна из главных трудностей – вовлечение внешних заинтересованных сторон, которые часто отдают приоритет собственным задачам. Готовность потребителей использовать «умные» технологии и менять свои привычки зависит от множества факторов – от уровня цен на энергию до личных предпочтений, что вносит неопределенность в прогнозы.
Проект ELEXIA, стартовавший в октябре 2022 года и рассчитанный на 48 месяцев, в настоящее время находится на этапе внедрения и тестирования разработанных инструментов на пилотных площадках. Параллельно проводится обучение пользователей, чья обратная связь помогает улучшать программные решения. Ожидается, что полномасштабная эксплуатация системы на всех объектах начнется в первом квартале 2026 года.