Quand dans nos smartphones, il y aura des applications qui vous permettent d'optimiser la consommation d'électricité dans l'appartement et, par conséquent, d'économiser lors de son paiement? Quelle sera l'incidence de la pandémie sur le secteur de l'énergie mondial? Le degré d'usure des infrastructures énergétiques dans notre pays est-il important et quel est le moyen le plus efficace de les moderniser? Les réponses à ces questions et à d'autres ont été données par un groupe de scientifiques russes et français, dont l'étude est publiée dans la revue scientifique de haut niveau Energy Reports.
L'usure des réseaux est proche du niveau critique
Dans les années quatre-vingt, quatre-vingt-dix et zéro, les accidents sur les réseaux de chaleur ont été perçus par les russes comme quelque chose d'habituel. Au moins une ou deux fois par an, principalement par temps froid, nous avons traditionnellement été confrontés au fait que les batteries de nos maisons se refroidissaient et que l'eau chaude disparaissait dans les tuyaux. Attendre l'arrivée de l'équipe d'urgence aux chandelles était également considéré comme une chose assez courante. De plus, si, à l'époque soviétique, la lumière du soir était éteinte dans le bâtiment, vous pouviez vous coucher en toute sécurité, tout de même réparée au mieux le matin.
Maintenant, l'acuité du problème a quelque peu dormi. Les tuyaux, câbles et transformateurs délabrés tombent en panne beaucoup moins souvent, et la restauration de leur travail régulier en cas de besoin prend beaucoup moins de temps qu'auparavant. Cependant, cela se produit, plutôt, pas grâce, mais contrairement. Et si quelqu'un pense que nous avons exclusivement des équipements modernes fabriqués au XXIE siècle et prêts à servir sans problème pendant plusieurs décennies, il se trompe certainement.
Selon les experts de la société d'analyse australienne Global infrastructure Hub, l'usure moyenne des infrastructures énergétiques dans les pays en développement «augmente très rapidement et il est très difficile de l'arrêter» en raison de la croissance démographique et de l'élévation du niveau de vie moyen. Maintenant, il oscille autour de 30% , mais en Russie, la situation est un peu pire qu'à l'échelle mondiale.
Ainsi, l'usure des systèmes d'alimentation électrique dans notre pays est d'environ 60%, les lignes haute tension et de câble – de 60 à 65%. Plus de la moitié des lignes électriques de 0,38 à 110 kV ont été conçues et construites il y a environ 40 ans. Les trois quarts des chaufferies thermiques sont également exploitées depuis plus de 40 ans, avec une durée de vie initialement prévue de seulement 30 ans. Le réseau d'eau est usé à 60%. 35% de l'équipement des centrales hydroélectriques et 20% de l'équipement des centrales thermiques sont épuisés à 100% et n'ont pas besoin d'être remplacés immédiatement.
«L'un des principaux indicateurs de l'efficacité des réseaux de distribution est la perte d'électricité. L'analyse a montré que dans les réseaux de 0,38 à 110 kV, il varie de 10 à 15%. Et les pertes réelles en Russie s'élèvent à 130 milliards de kWh, soit 13,6% de la consommation du réseau. Dans le même temps, selon la stratégie Énergétique jusqu'en 2035, ils ne devraient pas être plus de 8%. Cela signifie que nous devons prendre des mesures techniques et organisationnelles urgentes pour changer la situation», a déclaré l'un des auteurs de l'article scientifique, directeur du centre des technologies numériques de l'Université des Mines de Saint - Pétersbourg, Yuri Zhukovsky..
La publication a été réalisée en partenariat avec des collègues européens de l'Université de Montpellier et du centre National des sciences de France. Son scientifique principal, Bernard Gilles, explique que le problème de l'usure des infrastructures énergétiques est également caractéristique des États postindustriels. Elle est grave facteur limitant le développement de l'énergie et exige l'adoption urgente de mesures au niveau mondial.
«Malgré le niveau relativement faible d'usure des installations énergétiques en France, ce problème reste non résolu, car le nombre d'investissements nécessaires pour la reconstruction des réseaux électriques augmente chaque année. Cela signifie que l'application de nouvelles idées technologiques est une nécessité vitale pour tous les pays, y compris le nôtre. En unissant nos efforts, nous avons mené une grande étude internationale qui a permis, à partir de l'exemple de l'état de l'infrastructure russe, d'identifier les solutions clés pour améliorer la qualité des immobilisations. La méthode développée décrite dans cet article peut être utilisée pour mener de telles recherches non seulement sur le territoire de la France et de la Russie, mais également dans d'autres puissances», a déclaré Bernard Gilles.
Научная статья The influence of technological changes in energy efficiency on the infrastructure deterioration in the energy sector
(https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.05.001 )
Solutions
La tâche des scientifiques consistait à évaluer les solutions d'infrastructure et de technologie qui peuvent garantir l'efficacité des dépenses pour la modernisation des installations énergétiques. En particulier, déterminer l'ampleur de l'impact sur le développement des technologies de l'information et de la communication des défis mondiaux tels que la pandémie, la nécessité de minimiser les impacts anthropiques sur l'environnement, les crises économiques, la croissance démographique et plusieurs autres.
Les résultats montrent clairement que, dans un scénario négatif, le manque d'investissements suffisants dans l'industrie entraînera non seulement une forte augmentation du nombre d'accidents, mais également une détérioration de la situation environnementale du pays. Mais avec un développement positif des événements, c'est-à-dire en cas d'achèvement des Lockdown et de retour à une croissance socio-économique soutenue, le niveau actuel des injections financières, et surtout, son vecteur, ne permettra pas de changer la conjoncture, même dans une décennie. Après tout, pour la plupart, nous investissons uniquement dans la mise à jour de la base matérielle existante, et non dans les technologies progressives
«L'augmentation de la densité de consommation d'énergie associée à la migration démographique et à la numérisation, ainsi que le développement scientifique et technologique, contribuent et accélèrent les problèmes actuels d'usure des infrastructures. D'ici 2030, l'impact des défis tels que «la croissance démographique», «l'urbanisation» et «la croissance de la consommation d'énergie» ne fera que s'intensifier, ce qui aura un impact sur le vieillissement des immobilisations. Une telle perspective nécessite non seulement une augmentation du financement du TEK russe pour augmenter le niveau de notre sécurité énergétique et environnementale, mais aussi un degré plus élevé de pénétration dans l'industrie de blocs tels que les énergies renouvelables, l'information et les technologies numériques», a déclaré Mikhail shabalov, professeur adjoint d'économie, d'organisation et de gestion à l'Université minière de Saint - Pétersbourg.
De quoi s'agit-il exactement? Quelles solutions pourraient rendre l'industrie énergétique nationale plus compétitive? Parmi les mesures proposées par les scientifiques, par exemple, le passage à des sous-stations numériques intelligentes utilisées pour alimenter en électricité les grands consommateurs industriels et publics. Les technologies modernes permettent de garantir un coût relativement faible de leur construction et de minimiser les dimensions. Et les instruments de mesure intégrés offrent un niveau de protection plus élevé de l'automatisation, surveillent les données et transmettent ces informations au serveur pour une interprétation ultérieure.
La transition parallèle vers un réseau actif et adaptatif, l'introduction d'un système de comptabilité intelligente et de plates-formes numériques spécialisées permettront aux entreprises et aux ménages de gérer leur consommation d'énergie de manière plus flexible. Et cela leur permettra de réduire son volume et le montant des paiements pour l'électricité. Le système fonctionnera comme suit: les données de la sous-station sont envoyées aux serveurs, puis la plate-forme numérique à l'aide d'algorithmes spéciaux effectue les calculs appropriés et offre à la direction de l'entreprise plusieurs options pour optimiser le fonctionnement de l'équipement.
Autrement dit, le top Manager voit dans l'application non seulement des informations sur la consommation d'électricité et les prix pour elle toute la journée, mais aussi des recommandations grâce auxquelles il est possible d'augmenter la rentabilité de la production. Ils peuvent être associés, par exemple, au remplacement des machines par des machines plus économes en énergie ou à leur sortie à pleine capacité à un moment précis de la journée, lorsque la charge sur le réseau et le coût du kilowatt-heure sont généralement plus faibles. Et ces informations ne sont pas sans fondement, mais sont accompagnées de montants approximatifs qui sont censés économiser.
"Souvent, lors du choix d'un projet pour le financement, les investisseurs sont guidés par un certain HYIP, qui est créé autour d'une industrie particulière (par exemple, les voitures électriques ou crypto-monnaie) ou une garantie de rendement élevé et l'absence de risques importants. En ce qui concerne l'infrastructure énergétique, et encore moins la production réelle, beaucoup ont involontairement des doutes, car dans ce cas, il est très difficile de prédire la productivité économique. Même le propriétaire perçoit souvent la nécessité de tels investissements comme une charge, et non comme une chance d'augmenter les bénéfices. Ainsi, notre étude montre clairement que chaque Rouble investi dans la numérisation et l'informatisation des objets énergétiques donnera un effet beaucoup plus tangible que le même montant dépensé uniquement pour la mise à jour des immobilisations, sans tenir compte des progrès scientifiques et technologiques», explique Yuri Zhukovsky.
Quel est l'avantage pour les consommateurs ordinaires?
Les moyens de réduire le montant des factures d'électricité dans la vie quotidienne sont connus depuis longtemps. Parmi eux – l'abandon des ampoules à incandescence ou le lavage des vêtements après 23 heures, lorsque les tarifs nocturnes sont en vigueur. Pour ce faire, en passant, il est préférable à une température de 30 degrés, car des indicateurs plus élevés augmentent considérablement la consommation d'énergie. En outre, il est également nécessaire d'éteindre la lumière dans les pièces où il n'y a personne et de laver les fenêtres afin que les pièces deviennent plus claires.
Il ne fait aucun doute que de telles tactiques fonctionnent, mais il est très difficile de se convaincre sur la base de connaissances abstraites. C'est une autre chose si l'application dans votre Smartphone montre des informations réelles sur la quantité d'électricité que vous avez économisée pour la journée d'hier en prenant certaines mesures. Une telle visibilité et la spécificité des calculs, bien sûr, parfois augmenter le nombre de ceux qui veulent économiser sur la consommation d'énergie.
«Nous prévoyons que la modernisation de l'infrastructure énergétique grâce à l'introduction de réseaux intelligents et de plates-formes numériques favorisera l'émergence de nouveaux services et applications permettant de gérer la consommation d'électricité. Cela finira par changer notre vie quotidienne avec vous. Nous obtiendrons un réseau électrique plus flexible, éliminerons les menaces croissantes pour la qualité de l'approvisionnement en énergie, attirerons des investissements externes supplémentaires dans l'industrie», a déclaré Mikhail shabalov.
Selon les auteurs de l'article, la mise en œuvre de telles technologies dans le cas de la mise en œuvre d'un scénario positif ne peut pas prendre plus de dix ans. Donc, dans nos smartphones dans un avenir prévisible, il pourrait bien y avoir une autre application extrêmement utile. Cependant, pour que cette idée devienne réalité, il faut commencer à y travailler dès aujourd'hui. Sinon, un autre scénario décrit par nekrasov dans le poème «le chemin de Fer»est réalisé:
«C'est dommage de vivre dans cette belle époque
Ce n’est déja plus la peine Pas besoin - ni pour moi ni pour toii»
