Технологические инновации системного развития ЕЭС России «Технофактор»

1.

Технологические инновации
системного развития ЕЭС
России
«Технофактор»
e-mail
elizavetalukina@icloud.
com
Телефон 89029191167
1

2.

Команда
«ТехноФактор» СШФ СФУ в составе:
Елизавета Люкина
Виталий Рыжов
Вера Иванникова
Никита Губин
Капитан команды
Технический специалист
Аналитик, экономист
Дизайнер, аналитик
Руководила рабочими
процессами в команде,
организовывала участников
команды. Есть небольшой
опыт участия в кейсах.
Создавал и разрабатывал
инновации, отвечал за генерацию
идей, консультировал по
технической части. Ранее
участвовал в кейсе в 2023 году.
Анализировала исходные
материалы кейса, проводила
экономический расчет
выбранной инновации.
Участвовала в кейсе в 2022
году.
Анализировал исходные
материалы кейса, собирал
информацию по
рассматриваемым
технологиям. Ранее в кейсах
не участвовал.
2

3.

Решение. Технология
В рамках данного кейсового задания необходимо
увеличить объемы энергосистемы, путем разработки
технологических инноваций начиная с силового
оборудования, поскольку создание инноваций в данной
сфере позволит повысить энергоэффективность и
снизить потери электроэнергии, что в свою очередь
является одним из приоритетных направлений развития
ЭЭС России.
Приоритетные направления развития
электроэнергетической системы (ЭЭС) России
включают:
1. Цифровизация: Внедрение интеллектуальных
энергосистем и цифровых подстанций.
2. Возобновляемая энергетика: Развитие
солнечных, ветровых и гидростанций.
3. Энергосбережение: Повышение
энергоэффективности и снижение потерь.
4. Распределительная энергетика: Строительство
микрогрид и автономных систем.
5. Экологическая устойчивость: Снижение
углеродного следа и переход на экологически
чистые технологии.
3

4.

Решение. Технология
Проанализировав исходные материалы кейса, мы сделали вывод, что развитие
данного направления позволяет снизить себестоимость электроэнергии за счёт
снижения потерь и повышения надёжности ЭЭС. Поскольку силовое оборудование
включает в себя множество устройств, существуют различные варианты создания
технологических инноваций, которые можно успешно использовать в энергетике. На
основе изученных источников мы выделили самые приоритетные:
• Сверхпроводящие кабели;
• Системы контроля деградации изоляции высоковольтных кабелей;
• Пьезогенераторы.
4

5.

Решение. Технология
Сверхпроводящий кабель – это кабель с криогенной системой на основе жидкого азота. Он
представляет собой токопроводящий сердечник, поверх которого находится изоляция. Внутри изоляции
располагаются каналы для циркуляции жидкого азота, который охлаждается до крайне низких
температур, что приводит к снижению сопротивления сверхпроводящих кабелей до значения близкому к
нулю. Это позволяет им пропускать значительно больший ток с минимальными потерями энергии и, как
следствие, более высокие напряжения без увеличения сечения кабеля. На фоне снижения потерь
снижается общее потребление электроэнергии.
5

6.

Решение. Инновационность
Сверхпроводящие
кабели
–
это
настоящий
технологический прорыв в энергетике, поскольку их создание
подразумевает собой использование новых материалов,
которые обеспечивают снижение сопротивления кабелей до
нуля, что не характерно для обычных проводников по типу
меди или алюминия.
Сама идея применения циркуляции жидкого азота
является инновацией, поскольку на данный момент
сверхпроводящие кабели практически нигде не введены в
эксплуатацию. Сверхпроводящие кабели могут пропускать
значительно больший ток по сравнению с обычными
кабелями того же размера. Это позволяет передавать более
высокую мощность через более компактную инфраструктуру.
Некоторые конструкции сверхпроводящих кабелей по
своей природе ограничивают ток короткого замыкания,
обеспечивая автоматический механизм защиты, который
предохраняет сетевое оборудование от повреждений во время
короткого замыкания. Это значительное нововведение в
области защиты и стабилизации сетей.
6

7.

Решение. Практическая значимость
1.
Благодаря своим свойствам
такие
кабели
целесообразно
использовать
в
нагруженных
районах
и
при
передачи
электроэнергии
на
большие
расстояния. Широкое практическое
применение
данная
инновация
получит в мегаполисах вблизи
подстанций в связи с большим
количеством
потребителей
электроэнергии.
Её
реализация
предусматривает
подземную
прокладку
сверхпроводящих
кабелей,
которые
заменят
высоковольтные кабели от 110 до
330 кВ.
2.
3.
4.
5.
Использование
сверхпроводящих
кабелей
обеспечивает снижение потерь энергии.
Подземная прокладка сверхпроводящих кабелей
позволяет избежать строительства воздушных линий
электропередачи,
что
освобождает
наземное
пространство
для
других
нужд.
В крупных городах это особенно актуально из-за
дефицита свободных площадей.
Сверхпроводящие кабели обладают высокой
устойчивостью к коротким замыканиям и
перегрузкам, что снижает риск аварийных
отключений.
За счет снижения потерь энергии уменьшается
общее потребление электроэнергии, что приводит к
сокращению выбросов парниковых газов.
Сверхпроводящие кабели способны передавать
большее количество энергии по сравнению с
обычными
кабелями
того
же
сечения.
7

8.

Решение. Экономика
Предполагаемый экономический эффект внедрения сверхпроводящих
кабелей будет зависеть от специфики проекта и уровня текущих потерь
энергии. На основании анализа состояния ЭЭС России и произведенных
расчетов срок окупаемости может варьироваться от 10 до 20 лет.
Сверхпроводящие кабели будут дольше служить вследствие меньшего
нагрева и износа. В долгосрочной перспективе экономия на
эксплуатационных затратах и сокращение аварийных ситуаций делают
внедрение сверхпроводящих кабелей экономически оправданным.
В рамках данного кейса за единицу экономического анализа мы
рассматриваем установку, состоящую из насоса для циркуляции жидкого
азота, датчиков и прочих составляющих, к которой подсоединяются
сверхпроводящие кабели длиной 1 километр. Цена за одну установку от
отечественной компании «Криогенмаш» колеблется в районе 10-50
млн.рублей . Стоимость сверхпроводящих кабелей составляет от 1000 рублей
до 5000 рублей за 1 метр.
8

9.

Спасибо за внимание!
Свое решение представила команда «ТехноФактор» в составе:
Елизавета Люкина
Виталий Рыжов
Вера Иванникова
Никита Губин
Капитан команды
Технический специалист
Аналитик, экономист
Дизайнер, аналитик
Руководила рабочими
процессами в команде,
организовывала участников
команды. Есть небольшой
опыт участия в кейсах.
Создавал и разрабатывал
инновации, отвечал за генерацию
идей, консультировал по
технической части. Ранее
участвовал в кейсе в 2023 году
Анализировала исходные
материалы кейса, проводила
экономический расчет
выбранной инновации.
Участвовала в кейсе в 2022
году.
Анализировал исходные
материалы кейса, собирал
информацию по
рассматриваемым
технологиям. Ранее в кейсах
не участвовал.
9