Енергетична система будь-якої країни є її економічною основою і стратегічним ресурсом. Для України, яка опинилася перед викликами війни, значного руйнування інфраструктури та кліматичних змін, стоїть завдання не відновлення старої, а саме побудова захищеної й сучасної енергосистеми, яка стане ключовою для майбутнього відновлення та розвитку.
Відновлювати енергосистему треба на нових засадах: замінювати обладнання та інфраструктуру, автоматизувати всі процеси, зокрема контроль за споживанням і виробництвом. У цьому контексті інноваційні технології (EnergyTech) можуть стати критичним фактором перетворень.
Розумні мережі (Smart Grids): стійкість і безпека
Традиційна енергосистема України сильно централізована, що робить її вразливою до пошкоджень великих електростанцій і ліній передач. Розумні енергомережі можуть стати відповіддю на ці виклики.
Smart Grids дають змогу оптимізувати використання електроенергії, автоматично перерозподіляти навантаження й підключати локальні джерела енергії до загальної системи. Це значно підвищує стійкість системи та дає змогу швидше відновлювати електропостачання у разі аварій чи атак.
Технології штучного інтелекту та машинного навчання вже використовуються для моніторингу і прогнозування пікових навантажень, що дозволяє уникати перевантажень й оптимізувати роботу всієї системи.
Додатково системи накопичення енергії, зокрема на базі літій-іонних акумуляторів, можуть згладжувати пікові навантаження та забезпечувати резервне живлення.
Південна Корея була в авангарді впровадження технології розумних мереж. В основі складної інтелектуальної мережевої інфраструктури країни лежить складна мережа програмних систем, які «оркеструють» симфонію ефективного управління електроенергією, реагування на попит та інтеграцію відновлюваних джерел енергії.
Ініціативи Південної Кореї щодо інтелектуальної мережі підвищили надійність мережі, зменшили втрати та підвищили енергоефективність.
Програмні алгоритми аналізують дані в реальному часі від датчиків, інтелектуальних лічильників і джерел енергії для оптимізації розподілу електроенергії, узгодження попиту з пропозицією майже в реальному часі. Це мінімізує втрати енергії та зменшує втрати в мережі, сприяючи більшій енергоефективності.
Крім того, південнокорейське програмне забезпечення для інтелектуальної електромережі дає споживачам інформацію про споживання енергії, що дає змогу ухвалювати обґрунтовані рішення та заохочує більш екологічні моделі використання.
У Європі маємо такий приклад у Данії, яка використовує Smart Grids для управління децентралізованою енергосистемою, де велика частка енергії надходить від вітрових електростанцій. Данія розробила систему, яка дозволяє гнучко реагувати на зміну обсягів генерації та споживання. Вартість впровадження Smart Grids у країні оцінюється приблизно у $1,5-2 мільярди.
На 2024 рік 40% запланованих інвестицій в енергетиці членів ЄС припадатиме саме на такі мережі. В Україні цей показник ледь дотягує 5%. За рахунок площі та розгалуженості мережі впровадження Smart Grids може становити $4-6 мільярдів, враховуючи необхідність модернізації наявних інфраструктур та інвестування у нові технології.
Враховуючи «вік» нашої енергосистеми, впровадження інтелектуальних мереж може вимагати значної модернізації інфраструктури, систем керування даними та модернізації мережі.
Енергетична кібербезпека
Із впровадження «розумних» мереж витікає друге надважливе питання — кібербезпека. Розумні мережі повинні бути захищені від кіберзагроз, щоб забезпечити стабільність мережі та запобігти збоям.
Україна — друга серед найбільш атакованих країн світу у кіберпросторі після США.
Хакерські атаки мають на меті виведення з ладу енергетичних систем, порушення роботи електростанцій і створення перебоїв у постачанні електроенергії. Основні вразливості енергетичної інфраструктури: залежність від цифрових технологій, систем автоматичного керування і «розумних» мереж (smart grid).
Однією з найвідоміших атак стала атака на Прикарпаттяобленерго у 2015 році, коли понад 225 тисяч українців залишилися без електроенергії. Це був один із перших відомих випадків, коли хакери змогли вивести з ладу енергетичну систему. Для цього використовувалося шкідливе ПЗ BlackEnergy.
У 2016 році хакери атакували вже Укренерго. Сталася атака з використанням шкідливого ПЗ Industroyer, що націлювалося на енергетичну інфраструктуру. Це програмне забезпечення було розроблене спеціально для атак на системи управління промисловими об’єктами.
З початком повномасштабної війни росії проти України, кількість і складність атак значно зросли. Хакерські групи, пов’язані з росією, постійно атакують ключові енергетичні об’єкти, намагаючись дестабілізувати роботу енергосистеми.
Так, протягом 2022 року в Україні сталося майже втричі більше кіберінцидентів, ніж у 2021-му. Подій, геолокація яких пов’язана з рф, за даними Державної служби спецзв’язку і захисту інформації України, побільшало на 26%.
Наприклад, у квітні 2022 року була спроба атаки на одну з великих електростанцій із використанням вдосконаленої версії Industroyer, відомої як Industroyer2, яка, однак, була успішно відбита завдяки швидкій реакції українських фахівців.
Наразі перед нами стоїть завдання розробки та впровадження сучасних систем кіберзахисту, які поєднують моніторинг і реагування на атаки в реальному часі. Для цього необхідна тісна співпраця з міжнародними партнерами, такими як НАТО, ЄС і фахівцями з кібербезпеки по всьому світу для обміну досвідом і технологіями та постійне навчання й підготовка персоналу енергетичних компаній для протидії новим кіберзагрозам.
Штучний інтелект і технології аналізу великих даних здатні не лише відслідковувати аномалії у роботі системи, а й прогнозувати потенційні кіберзагрози. Це дає змогу своєчасно реагувати на можливі атаки та забезпечувати стабільність енергомережі.
Впровадження рішень для захисту енергетичної інфраструктури від кіберзагроз може коштувати $500 мільйонів — $1 мільярд, включаючи апаратне забезпечення, програмне забезпечення та підготовку кадрів.
Децентралізація енергетики та мікромережі
Мікромережі (Microgrids) — це невеликі локальні енергосистеми, які можуть працювати автономно або бути підключеними до національної енергомережі. Такі рішення дають змогу забезпечити безперебійне енергопостачання критично важливих об’єктів, таких як лікарні, військові бази, комунальні служби, а також сприяти сталому розвитку регіонів.
Слід відзначити сучасні тенденції, коли використання блокчейн-технологій для управління децентралізованими енергетичними системами набирає обертів. Смарт-контракти дозволяють забезпечити прозорість і безпеку угод між виробниками та споживачами енергії на локальному рівні, стимулюючи розвиток малих генерацій.
Наприклад, США (Каліфорнія) активно використовує мікромережі для забезпечення автономного енергопостачання, особливо в районах із підвищеним ризиком природних катастроф. Успішні пілотні проєкти вартістю близько $200-500 мільйонів показали можливість створення автономних систем для критично важливих об’єктів.
В Україні розвиток мікромереж для критично важливих об’єктів, таких як лікарні, школи та стратегічні підприємства, може коштувати від $500 мільйонів до $1 мільярда залежно від масштабу проєктів.
EnergyTech відкриває перед Україною величезні можливості. Впровадження інноваційних технологій у відновлювану енергетику, розумні мережі, децентралізацію енергосистем і кібербезпеку дозволить країні побудувати сучасну, стійку та захищену енергосистему. Це не лише підвищить енергетичну незалежність України, але й сприятиме її економічному зростанню та стійкості в умовах глобальних викликів. Україна має всі шанси стати прикладом для інших країн у тому, як поєднання технологій та стратегії може сприяти відновленню і модернізації енергетичної системи, одночасно забезпечуючи безпеку і сталий розвиток.
Величко Володимир Анатолійович обіймає посаду заступника голови наглядової ради ПАТ "Центренерго" із серпня 2023 року. Доктор економічних наук, професор Києво-Могилянської бізнес-школи.
У 2013-2023 роках працював на посаді генерального директора Державного підприємства "Харківський регіональний науково-виробничий центр стандартизації, метрології та сертифікації". У 2010-2020 роках представляв Україну у UNЕCE (WP.6) Regulatory Cooperation and Standardization Policies/ Європейська економічна комісія ООН (Женева, Швейцарія).
Підписуйтеся на ProIT у Telegram, щоб не пропустити жодної публікації!
Редакція не несе відповідальності за інформацію, викладену у блогах. Це особиста думка автора.
