Энергетический вызов — Журнал «Сибирская нефть» — №165 (октябрь 2019)

Энергетический вызов

«Газпром нефть» повышает эффективность энергетических активов за счет цифровых решений и собственной генерации

Текст: Ольга Вильде
Фото: Дмитрий Верхоробин, Константин Ольшуков

Доля затрат на энергоресурсы в структуре себестоимости нефтепереработки на НПЗ «Газпром нефти» составляет около 30%. Поэтому одним из способов увеличения конкурентоспособности продукции становятся решения, способствующие повышению энергоэффективности предприятий. В «Газпром нефти» такая работа ведется на протяжении нескольких лет, но в последний год она перешла на качественно новый уровень: в компании успешно реализованы пилотные проекты в области использования альтернативных источников энергии и цифровизации энергетических комплексов НПЗ

Цифровая трансформация энергетики на нефтеперерабатывающих заводах «Газпром нефти» реализуется в рамках комплексной программы развития энергетических активов компании. Ее цель — плавный переход от устаревшей модели так называемой сервисной энергетики, ориентированной исключительно на удовлетворение текущих потребностей предприятия в энергоресурсах, к интеллектуальной энергетике. Новая модель предусматривает полное использование резервов эффективности энергетической системы, применение адаптивного управления и принятие решений на основе предиктивного анализа. В результате достигается максимальная монетизация энергетических активов за счет оптимизации затрат на энергоресурсы.

Однако создание интеллектуальной модели невозможно без модернизации существующего оборудования, появления собственных источников генерации и без внедрения гибких элементов управления энергосистемой предприятий. Поэтому главными проектами в энергетической сфере НПЗ «Газпром нефти» в 2018–2019 годах стали ввод в эксплуатацию солнечной электростанции на заводе в Омске и апробация цифровых технологий в распределительных сетях электроснабжения.

Солнечный проект

Мировая энергетическая отрасль сегодня претерпевает качественные изменения: и потребители и производители стремятся использовать универсальные энергоносители и более дешевые способы производства электро- и теплоэнергии на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), самыми популярными из которых стали солнце и ветер. К теме ВИЭ уже активно обращаются глобальные нефтяные компании, и «Газпром нефть» не осталась в стороне от этого тренда: в компании успешно реализован проект по созданию солнечной электростанции.

Интеллектуальная энергетика предусматривает максимальную монетизацию: полное использование резервов эффективности энергетической системы, применение адаптивного управления и принятие решений на основе предиктивного анализа

Площадкой для пилота был выбран Омский НПЗ: в этом регионе в среднем насчитывается 308 солнечных дней в году. Партнером «Газпром нефти» в данном проекте стала ГК «Хевел» — российская компания, работающая в отрасли солнечной энергетики и построившая первый в России завод полного цикла по производству солнечных (фотоэлектрических) модулей. Соглашение о сотрудничестве с «Хевелом» было подписано в июне 2019 года в рамках Петербургского международного экономического форума.

Фотоэлектрическая система с использованием высокоэффективных двусторонних гетероструктурных солнечных модулей возведена на территории Омского НПЗ менее чем за полгода. Электростанция построена в четырех типах исполнения: статический наземный, фасадный, кровельный и с использованием систем слежения за солнцем — на основе двуосных автоматизированных трекеров, что позволяет обеспечить максимальную выработку электроэнергии в течение всего года. «Внедрение технологий на основе возобновляемых источников энергии позволит обеспечить Омский НПЗ дополнительной генерацией, снизив расходы на электроэнергию, а также повысить энергоэффективность и экологичность предприятия за счет использования незадействованных в технологическом процессе площадей. С учетом инсоляции Омска расчетная годовая выработка фотоэлектрической станции составит 1,2 млн кВт·ч в год, что позволит избежать более 6300 тонн выбросов CO2 ежегодно», — сообщил генеральный директор группы компаний «Хевел» Игорь Шахрай.

Единая сеть цифровых объектов и решений энергетики БЛПС

Общая мощность первой солнечной электростанции «Газпром нефти» составляет 1 МВт, что может заместить до 1% общего энергопотребления Омского НПЗ. Сейчас электростанция работает в режиме тестовой эксплуатации, а впоследствии она обеспечит электроэнергией непроизводственные объекты завода: столовую, систему наружного освещения и административно-бытовые корпуса. «Наряду с выработкой дополнительной энергии собственные источники генерации позволят снизить зависимость Омского НПЗ от внешних поставщиков энергоресурсов, а использование зеленых технологий повысит энергоэффективность и экологичность завода. Генеральным подрядчиком строительства „Газпромнефть — Энергосервисом“ получен ценный опыт строительства и эксплуатации объектов солнечной генерации, наработаны компетенции, которые мы планируем использовать в будущих проектах», — подчеркнул начальник департамента энергетики блока логистики, переработки и сбыта Владимир Андреев.

На пути к цифре

Существенный шаг к цифровизации энергетики «Газпром нефти» — реализация проекта «Цифровая подстанция». Речь идет о переводе на цифру систем релейной защиты Релейная защита — это комплекс устройств, предназначенных для автоматического выявления и локализации от энергосистемы поврежденных элементов, что позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций. и управления объектами электроэнергетики НПЗ. Это длительный проект, состоящий из трех больших этапов. Первым этапом стало создание опытного полигона — программно-технического комплекса «Цифровая подстанция» на главной понизительной подстанции Омского НПЗ. По словам руководителя программы «Цифровизация функции «Энергетика» Сергея Чепракова, программно-технический комплекс объединил самое передовое оборудование 11 ведущих российских и зарубежных производителей. Оно включает в себя интеллектуальные электронные устройства релейной защиты и автоматики, а также коммуникационное оборудование, работающее на едином стандартном протоколе обмена данными. «Информация передается на монитор оперативного дежурного, который в режиме реального времени видит все происходящее на данном участке энергосистемы и может немедленно вносить корректировки в ее работу, предотвращая возникновение аварийных ситуаций и принимая своевременные и точные решения по управлению энергосистемой», — уточнил Сергей Чепраков.

Солнечная электростанция обеспечит электричеством непроизводственные объекты омского завода: столовую, систему наружного освещения и административно-бытовые корпуса

Автоматизация управления технологическими процессами на подстанциях НПЗ и использование цифровых инструментов — обработки больших данных, самодиагностики и предиктивной аналитики — позволят значительно повысить надежность оборудования, увеличить эффективность его использования, снизить затраты на капитальное строительство объектов энергетики и ремонт.

«Новый объект стал ключевым элементом в процессе перехода всей системы управления энергетическими объектами „Газпром нефти“ в цифровой формат и базой для создания интеллектуальной электрической сети будущего — Smart Grid. В целом запланированная цифровизация энергетики позволит увеличить безопасность и надежность энергосистем предприятий „Газпром нефти“, повысить их управляемость и оптимизировать экономические показатели», — подчеркивает Владимир Андреев.

Логичным продолжением успешного проекта на Омском НПЗ стало его масштабирование. До конца 2019 года на главной понизительной подстанции Московского НПЗ начнет работу еще один опытный полигон технологии — «Цифровая подстанция».

Широкий охват

Успешное внедрение опытных полигонов цифровых подстанций позволяет накопить необходимый опыт и знания для перехода ко второму этапу цифровизации энергетики НПЗ — созданию полностью цифровых подстанций на базе действующих мощностей. На третьем этапе предполагается строить новые энергетические мощности уже в формате цифровых районов электрических сетей — когда умные устройства будут отслеживать состояние целых районов электросетей, охватывающих сразу несколько крупных объектов. В частности, такой подход будет применен для комплекса глубокой переработки нефти, который строится на МНПЗ. Апофеозом станут цифровые диспетчерские, которые позволят визуализировать на экранах мониторов в режиме онлайн состояние всей энергетической инфраструктуры предприятий, вести онлайн мониторинг всего оборудования и моделировать режимы его работы. «В цифровой диспетчерской на смену мнемощитам 70-х годов прошлого века придут современные видеостены с удобным и гибким интерфейсом, позволяющие детализировать ту или иную схему, подстанцию, локальный энергообъект или его составляющие», — поясняет Владимир Андреев.

По словам Сергея Чепракова, внедрение модели интеллектуальной энергетики идет по пяти направлениям. Это собственные источники генерации и накопители энергоресурсов, в том числе и солнечные электростанции; цифровые распределительные сети — цифровые подстанции и автоматизированные системы диспетчерского управления; системы интеллектуального учета энергопотоков, собирающие, передающие и анализирующие данные с различных счетчиков; а также цифровые двойники энергосистем предприятий. Неотъемлемой частью интеллектуальной энергетики являются также цифровизация процессов технического обслуживания и ремонта оборудования и внедрение в эти процессы технологий дополненной (AR) и виртуальной (VR) реальностей: например, использование рабочими смарт-очков для ремонта или диагностики неисправностей.

Анатолий Чернер
Анатолий Чернер,
заместитель генерального директора «Газпром нефти» по логистике, переработке и сбыту:

Переход к цифровой энергетике и развитие альтернативной энергетики — это важный этап комплексной программы модернизации нефтеперерабатывающих активов компании. Внедряя современные технологии управления и контроля на всех этапах производства, мы не можем обойти вниманием вопрос энергообеспечения, который непосредственным образом влияет на эффективность и безопасность наших предприятий. Дальнейшее широкомасштабное внедрение технологии «Цифровой подстанции» позволит вывести электроэнергетический комплекс БЛПС на качественно новый уровень.

Реальная энергоэкономия

По расчетам, к 2030 году внедрение цифровых инноваций в энергетическую инфраструктуру сэкономит «Газпром нефти» дополнительно около 1 млрд рублей. Этого удастся добиться за счет сокращения капитальных затрат, времени на техобслуживание, обследования и ремонты оборудования, увеличения скорости реагирования персонала на внештатные ситуации, повышения общей надежности электроснабжения производственных объектов «Газпром нефти». В целом же за счет реализации программы цифровизации энергетики «Газпром нефти» к 2030 году удастся добиться снижения затрат на строительство объектов электроснабжения на 10%, на техобслуживание и ремонты — на 15%. Также значительно увеличится эффективность использования энергоресурсов: потери в электро- и теплосетях сократятся на 10–15%. «При этом, — подчеркнул Владимир Андреев, — одна из важнейших задач цифровизации энергетики «Газпром нефти» — повышение безопасности строительства и эксплуатации энергосистем для персонала, что напрямую способствует достижению стратегической цели — «Ноль несчастных случаев».

Большие планы связаны и с дальнейшим развитием солнечной генерации. В настоящее время «Газпром нефть» совместно с ГК «Хевел» и администрацией Омской области прорабатывает возможность реализации инвестиционного проекта строительства солнечной электростанции мощностью до 20 МВт на территории региона.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ