Преобразование коммунального хозяйства с помощью цифровых технологий

Несколько месяцев назад Управление по водоснабжению и электроснабжению Дубая (DEWA) заключило соглашение с компанией Siemens о сотрудничестве в рамках передового проекта, основанного на использовании данных.

Проект призван помочь DEWA реализовать свое видение — стать устойчивой, инновационной коммунальной компанией мирового класса, а также обеспечить высочайший уровень производительности, эффективности и надежности своих энергетических активов.

Соглашение предусматривает совместный план работы по определению путей повышения тепловой эффективности, предоставлению экономически эффективных решений для оптимизации производительности, управлению затратами и снижению потребления топлива и выбросов.

Другими словами, DEWA хочет внедрить цифровые технологии в свою деятельность с помощью компаний, пользующихся высоким авторитетом в этой области. Подобные соглашения подписывают коммунальные компании по всему региону Персидского залива, поскольку оптимизация активов становится важным аспектом снижения эксплуатационных расходов.

Стремительное развитие цифровых технологий открывает новые возможности для коммунального сектора. По мнению отраслевых экспертов, в ближайшие несколько лет софтверные приложения, уже используемые во многих других отраслях, такие как децентрализованное производство, аналитика в режиме реального времени на основе больших данных, сенсорные сети и мобильные вычисления, изменят контуры и конкурентный баланс коммунальных предприятий.

В результате повысится выработка электроэнергии, эффективность распределения и электрических сетей, увеличится количество подключенных домов и предприятий, улучшатся отношения с клиентами, операционные и кадровые процессы, поскольку коммунальные службы станут более конкурентоспособными и профессиональными.

Исследование, проведенное компанией Strategy&, показало, что большинство руководителей коммунальных компаний считают цифровые технологии, такие как поиск данных и мобильное привлечение клиентов, стратегически важными. Однако проблема в том, что более половины коммунальных компаний признают, что их инвестиции в эти новые технологии в лучшем случае средние, а чаще — низкие.

Мы обнаружили сектор, который имеет значительные цифровые амбиции, но страдает от несоответствия между этими амбициями и его цифровым видением, инвестициями, культурой и возможностями — есть желание принять будущее, но нет пути вперед, — говорится в отчете Strategy&.

Учитывая стремительные темпы технологических изменений, ближайший период будет иметь решающее значение для определения того, перестанут ли коммунальные службы играть в догонялки и действительно ли они реализуют эффективные цифровые стратегии, создающие труднопреодолимые конкурентные преимущества.

Но, пожалуй, лучше всего о том, на каком этапе цифровых преобразований находятся сегодня коммунальные предприятия, говорит Дитмар Зирсдорфер, генеральный директор Siemens на Ближнем Востоке: Для нас цифровые технологии должны охватывать все функции, все бизнес-подразделения и всех сотрудников.

В недавнем интервью Utilities Middle East Зирсдорфер говорит, что последние технологические тенденции во всем мире поставили электросети на путь полной реконструкции, а растущее стремление к диверсификации источников энергии побуждает к смене парадигмы.

Новые реалии отрасли заставляют региональные коммунальные службы пересматривать свое позиционирование для цифрового будущего в мире быстро меняющихся потребительских вкусов и повсеместной взаимосвязи. Именно поэтому ОАЭ и Ближний Восток имеют особое значение для Siemens, когда речь идет об инвестициях в цифровизацию, — говорит Зирсдорфер.

В начале этого года компания Siemens объявила, что увеличит инвестиции в свое цифровое присутствие на Ближнем Востоке на $500 млн в течение следующих трех лет.

Инвестиции немецкого промышленного гиганта будут включать два центра приложений MindSphere в ОАЭ в числе 20 центров, строящихся в 17 странах по всему миру. Каждый центр будет обслуживать несколько стран и специализироваться на определенной отрасли, в которой работает Siemens. 900 разработчиков программного обеспечения, специалистов по обработке данных и инженеров совместно разрабатывают цифровые инновации для анализа данных и машинного обучения.

MindSphere — это облачная операционная система Siemens с открытой архитектурой для Интернета вещей (IoT). Два новых центра в ОАЭ будут расположены в Абу-Даби и Дубае, последний из которых будет заниматься аэропортами, логистикой и грузоперевозками, чтобы совместно разрабатывать инновационные подходы, улучшающие перемещение людей и грузов.

Центр в Абу-Даби будет обслуживать перерабатывающие отрасли, в основном нефтегазовую, водопроводную и сточную, позволяя клиентам повысить операционную эффективность и снизить затраты по всей цепочке создания стоимости.

MindSphere может интегрироваться с системой мониторинга критических точек в зданиях или физических машин, таких как высоковольтные распределительные устройства, визуализируя различные показатели, которые необходимо отслеживать руководителям предприятий. Это может, например, значительно сократить количество отказов или незапланированных простоев в распределительных устройствах с элегазовой изоляцией (GIS), которые могут поставить под угрозу производительность сети или промышленные процессы.

Решение также позволяет повысить производительность производства за счет дополнительного преимущества интеграции инструментов с реальными данными для машинного моделирования.

Данные, собранные в реальном времени, могут быть использованы для повышения точности моделирования и разработки алгоритмов прогнозирования, позволяющих предсказать будущее поведение производственного процесса.

Это дает такие преимущества, как возможность проводить целенаправленное прогнозируемое техническое обслуживание, избегать незапланированных простоев и обеспечивать постоянное наличие необходимых запасных частей на складе.

Инвестиции Siemens в регион также включают в себя гранты на программное обеспечение, направленные на развитие цифровых навыков среди молодежи в регионе; создание водородной экономики совместно с Expo 2020 и DEWA; и помощь в создании самой подключенной выставки в истории с помощью системы MindSphere.

Мы видим огромный потенциал для внедрения цифровых технологий на Ближнем Востоке и хотим поддержать преобразования в регионе различными способами, начиная от развития молодежи и заканчивая созданием наших центров приложений MindSphere, — говорит Роланд Буш, глобальный директор по технологиям Siemens.

В настоящее время Siemens и DEWA совместно работают над поиском путей повышения тепловой эффективности, разработкой экономически эффективных решений для оптимизации производительности, управления затратами и сокращения потребления топлива и выбросов.

В основе проекта лежат услуги Сименс по оптимизации цифровых активов на основе данных, входящие в портфель цифровых услуг компании для энергетики, и разработка нового интеллектуального, самообучающегося контроллера для газовой турбины SGT5- 4000F.

Цифровая оптимизация активов Сименс использует цифровой мониторинг производительности энергоблока на месте и аналитику данных для точного определения конкретной проблемы, например, возрастной деградации, и предоставления рекомендаций по режиму работы для решения этой и других проблем, которые могут привести к низкой производительности энергоблока.

В течение последних нескольких месяцев проводился мониторинг десяти газовых турбин SGT5-4000F на станциях L2 и M компании DEWA. На основе полученных результатов Siemens и DEWA совместно разрабатывают оптимизированные решения, включая интеллектуальный, самообучающийся контроллер газовой турбины для автоматической регулировки температуры сжигания топлива, чтобы устранить предотвратимые ухудшения. Ожидается, что это значительно повысит эффективность и производительность.

Siemens, а также другие производители газовых турбин, такие как Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) и GE, сталкиваются с проблемой нехватки рынка для своих тяжелых газовых турбин. Недавно агентство Bloomberg сообщило, что Siemens рассматривает возможность выхода из бизнеса газовых турбин, после того как в прошлом году компания объявила о сокращении около 6 900 рабочих мест, или почти 2 % от общего числа сотрудников.

Но игроки отрасли и аналитики считают, что продолжающиеся исследования и инвестиции в цифровые инновации обеспечат столь необходимый прорыв для стабилизации рынка газовых турбин в условиях угрозы со стороны растущего спроса на возобновляемые источники энергии.

Благодаря всем доступным сейчас данным в режиме реального времени мы знаем, как работают турбины. Основные принципы остаются в принципе теми же: вращающаяся система, соединенная с генератором. И всегда существовали определенные основные параметры, такие как число оборотов, температура на входе и выходе, выбросы и эффективность работы. Но что изменилось сейчас, так это то, что мы можем постоянно отслеживать и анализировать всевозможные потоки данных, — говорит Сирсдорфер.

Ключевое слово — гибкость. По мере того как трансформировался рынок генерации электроэнергии, менялись и требования к генераторам. Газовые турбины относительно гибкие, особенно по сравнению с огромными угольными или атомными станциями, — добавляет Зирсдорфер. Поэтому они могли наращивать или снижать мощность в зависимости от спроса. Однако теперь, особенно с приходом возобновляемых источников энергии, которые по своей природе нестабильны, газовые турбины должны быть еще более гибкими. Но эта эксплуатационная гибкость также должна быть соизмерима с обеспечением минимальных затрат и минимальных выбросов.

По его словам, рост цифровизации и изменения в отношениях сервис — клиент — это часть более широкой трансформации энергетической отрасли. Посмотрите на это с точки зрения операторов. В Европе произошли огромные изменения, в частности, некоторые страны перешли от атомной энергетики к возобновляемым источникам энергии, а главным результатом стало постоянно растущее давление на стоимость. На Ближнем Востоке главным приоритетом остается безопасность поставок.

Цифровизация открывает двери для профилактического обслуживания: Доступ к данным в режиме реального времени позволяет выявлять неисправности на ранней стадии. В связи с этим некоторые ключевые требования становятся как никогда важными. Первостепенное значение имеет гибкость турбин, позволяющая выбирать время проведения сервисного обслуживания для обеспечения эксплуатационной готовности.

Гранулярный мониторинг данных также означает, что срок службы дорогостоящего капитального оборудования может быть продлен благодаря более бережному использованию в течение многих лет.

Возможно, еще одной передышкой для рынка газовых турбин является аддитивное производство, которое может изменить сервисное обслуживание. Несмотря на то, что эта технология находится на ранней стадии развития и еще не получила распространения на Ближнем Востоке, она находится на переднем крае перемен и уже меняет бизнес.

Возможности технологии безграничны. Наиболее очевидным для нас является то, что аддитивное производство может значительно сократить время обслуживания и поставки запасных частей, а также повысить производительность оборудования. Например, наконечники горелок в газовых турбинах имеют ограниченный срок службы, — говорит Зирсдорфер.

Недавно компания Siemens подписала Меморандум о взаимопонимании (MoU) с DEWA, чтобы начать пилотный проект первой в регионе установки электролиза водорода на солнечной энергии на открытых испытательных площадках DEWA в Солнечном парке имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума в Дубае.

Цель установки — испытать и продемонстрировать интегрированную установку мощностью МВт, которая будет производить водород с использованием возобновляемой энергии солнечного парка, хранить газ, а затем использовать его для реэлектрификации, транспорта или других промышленных целей.

Водородные технологии ускорят интеграцию и внедрение возобновляемых источников энергии в регионе и проложат путь для перехода к устойчивой и зеленой экономике в ОАЭ, — говорит Сирсдрофер.

DEWA и Expo 2020 Dubai намерены использовать автомобили на топливных элементах, работающие на зеленом водороде, производимом на объекте. DEWA уже выделила 1,15 млрд долларов на поддержку инфраструктуры электро- и водоснабжения Expo 2020 Dubai и является официальным партнером по устойчивой энергетике.

В то время как использование возобновляемых источников энергии продолжает набирать обороты в странах Персидского залива, ожидается, что проблемы, связанные с нестабильностью электроэнергии, будут расти, и решить их можно будет только с помощью надежных цифровых решений.

Для каждой коммунальной компании первоочередной задачей является обеспечение надежной сети передачи и распределения электроэнергии за счет внедрения технологий мирового класса и инноваций с помощью поставщиков технологий, — говорит Клаудио Факчин, президент подразделения Электрические сети компании АББ.

Согласно последнему отчету Transparency Market Research, к 2018 году мировой рынок технологий интеллектуальных сетей, включающий датчики, технологии управления и контроля, коммуникационные сети и программное обеспечение, будет стоить $80,6 млрд, что на 28,7% больше, чем в 2011 году. По прогнозам, к 2020 году объем мирового рынка интеллектуальных сетей превысит $400 млрд.

Такие факторы спроса, как снижение затрат, доступность услуг, увеличение стоимости, эффективность и удовлетворенность клиентов, будут продолжать стимулировать рынок цифровых решений в коммунальной отрасли стран Персидского залива, — говорит Алаа Эльшими, управляющий директор Enterprise Business Group, Huawei Middle East.

По словам Эльшими, цифровые решения позволяют коммунальным предприятиям получить полную картину всей электроэнергетической экосистемы, начиная с генерации и заканчивая конечным потребителем, без необходимости перестройки существующей физической инфраструктуры.

По мере развития электросетей они должны быть способны адаптироваться к быстро меняющимся условиям, обслуживая сложный ландшафт производства, поставок и спроса на электроэнергию. Это потребует применения цифровых технологий на более глубоком уровне электрических подстанций, чем когда-либо прежде.

Ожидается, что в ближайшие пять лет коммунальные предприятия стран Персидского залива инвестируют более 100 млрд долларов в цифровые решения для оптимизации своих активов.

Однако стремительное развитие цифровых преобразований может быть сорвано из-за отсутствия надлежащего опыта и необходимого руководства для обеспечения стратегического направления, что региональные коммунальные предприятия стремятся решить с помощью программ передачи знаний, разработанных поставщиками решений.

Сирсдорфер говорит, что, хотя видение сверху имеет решающее значение, необходимо убедиться в том, что остальные сотрудники организации наделены полномочиями для осуществления значимых изменений.

Важно расширять возможности людей внутри компании, потому что даже если у вас есть надежная цифровая стратегия, вы все равно можете потерпеть неудачу, если остальные члены организации не примут ее, — говорит он.

Цифровая трансформация должна быть принята всеми, но генеральный директор должен стать движущей силой перемен.

Подчеркивая эту мысль, Зирсдорфер говорит, что лидерство — это ответственность и видение. Если вы хотите использовать цифровые технологии в качестве разрушителя, они должны исходить с самого верха, — говорит он. Это никогда не сработает, если высшее руководство не подтолкнет повестку дня.