“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

© В. В. Бушуев 11

В.В. БУШУЕВ

åÖíÄëàëíÖåçõÖ èêàçñàèõ ùçÖêÉÖíàäà

Общие принципы энергетизма

Энергетика является не только систе-мой жизнеобеспечения, но и в целом си-стемой жизнедеятельности в нашем об-щепланетарном Доме – Экосе (от греч. oikos – дом, жилище, местопребывание). Однокоренные понятия: эко-номика оз-начает систему хозяйствования, а эко-логия – систему гармонизации отноше-ний в Экосе. Поэтому триада “3 Э”: эко-номика – экология – энергетика является метасистемой, определяющей основные условия нашего пребывания на планете и развития земной цивилизации.

Само понятие “цивилизация” (ци – энергия, вл – владеть) означает систему: природа – общество – человек как сово-купность природных, социально-произ-водственных и человеческих ресурсов (потенциала развития) и всех возмож-ных форм реализации этого потенциала в процессе жизнедеятельности челове-

чества на нашей планете (рис. 1). В свою очередь, цивилизация развивается на пути к энергокосмизму.

Энергия как работа, совокупное действие выступает в трёх видах жиз-недеятельности: движение (механиче-ское и физическое), преобразование (химическая и биологическая транс-формация) и развитие (социальный и технологический прогресс). Каждый изэтих видов совокупного энергетичес-кого процесса характеризуется своим КПД, определяющим эффективность системы преобразования потенциала в конечный результат – материаль-ные и духовные блага цивилизации. В свою очередь эти блага, оценивае-мые как национальное богатство мира (или отдельной страны – части обще-планетарного Дома), являются новым потенциалом развития. И как правило, этот новый потенциал является уже не ресурсным, а структурным фактором эволюции. Итак, эволюция есть про-цесс: ресурсный потенциал → энер-гетическое преобразование → струк-

турный фактор.Учёт структурного фак-

тора в процессе эволюции потребовал перехода от классических принципов термодинамики, адекват-ных замкнутым системам при отсутствии обмена веществом, энергией и информацией с внешним миром и без учёта из-меняющейся внутренней структурной организации системы, к развитию эрго-динамических принципов, основанных на исследо-вании открытых систем и

Рис. 1. От земной энергетики к энергокосмизму.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

12

учёте возможного изменения структу-ры энергопреобразователя в приве-дённой выше общей схеме эволюции1.

Устойчивое развитие цивилизации сопровождается непрерывным повы-шением энергоэффективности самого эволюционного процесса за счёт то-го, что новый структурный потенциал обладает бóльшими возможностями для совершения новой полезной ра-боты. Вся социоприродная эволюция – наглядное свидетельство энергоэф-фективного развития нашего земного Дома – Экоса.

Понять общие законы социоприрод-ной эволюции мира и творчески исполь-зовать их при формировании нашего энергоэффективного Дома с гармониза-цией отношений в нём в процессе хозяй-ственного (экономического) развития и общеэнергетической жизнедеятель-ности – главная задача науки, направ-ленной на решение стратегических и насущных задач нашей цивилизации.

Сегодня, основываясь на новых пред-ставлениях о роли энергии во всех сфе-рах нашей жизни: космической и геопо-литической, социально-экономической и организационно-технологической, по-лезно вернуться к идеям энергетизма как науки о жизнедеятельности и со-циоприродной эволюции, включая идеи В. Оствальда, В. Вернадского, С. Подо-линского и Н. Чижевского.

Общие энерго-эколого-экономичес-кие задачи устойчивого развития тре-буют нового метасистемного подхода,

1 Бушуев В.В., Голубев В.С. Социоприродное развитие (эргодинамический подход). М.: ИАЦ “Энергия”, 2007; Веллер М.И. Энергоэволюцио-низм. М.: Астрель, 2010.

основанного не просто на комплексном рассмотре-нии проблем Экоса, а на принципах “системы сис-тем” (System of System – SoS). Принципиальное от-личие этого нового мета-системного подхода от уже традиционного системно-го анализа сложных со-цио-технических конст-рукций приведено в таб-лице.

Использование метасистемного под-хода в сочетании с принципами эргоди-намики (с ключевой ролью изменяю-щейся структуры систем в процессе их эволюционного развития) позволяет ка-чественно по-новому подойти к пробле-мам стратегического анализа и форсай-та (целевого видения) цивилизации как саморазвивающейся системы владения и эффективного использования ком-плексного (ресурсного и структурного) энергетического потенциала во благо человечества. При этом эргодинамиче-ский подход, базирующийся на расши-ренном представлении об энергии как общем процессе жизнедеятельности, позволяет использовать такие фунда-ментальные принципы эволюции как фрактальное и циклическое подобие пространственных и временных моде-лей развития. Это даёт возможность рассматривать метасистемные конст-рукции как саморазвивающиеся за счёт структурного обновления модели Эко-са в целом и его важнейших энерго-кос-мических, социально-экономических и эколого-технологических систем.

Поскольку мы “живем в объятиях Солнца”, то всё наше земное существо-вание связано с потоками космической энергии, её запасанием и разрядкой в так называемом “социоприродном кон-денсаторе” (в недрах Земли и в пассио-нарном обществе). Природные катак-лизмы, технологические катастрофы, обусловленные, в том числе, экстре-мальными состояниями вещества на Земле и в Космосе2, экономические

2 Фортов В.Е. Экстремальные состояния вещест-ва на Земле и в космосе. М.: Физматлит, 2008.

Свойства “Система” “Система систем”

Сфера деятельности Единственная МножествоСтруктура Радиально-

иерархическаяЯчеисто-сотовая

Индикаторы Интегральный МногофакторныйУправление Иерархическое МультиагентноеИнтерфейс Общесистемный СетевойЦелеположение Программное Адаптивное

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

13

кризисы и военно-революционные со-бытия в мире тесно коррелируются по времени с пиками солнечной активно-сти3, и это дает возможность прогно-зировать ожидаемые энергетические проявления, массовую активность на-селения, циклическую смену техноло-гических укладов и всплеск инноваций в социоприродной среде4.

Развитие миро-системы представля-ет собой фрактально-циклическое по-добие повторяющихся политических, экономических и социальных техноло-гических структурных волн, имеющих периоды взлёта и падения, экстре-мальных состояний кризиса и качест-венного обновления.

Волновая структура миро-системы представляет собой 4-волновую конст-рукцию (рис. 2), где 3 восходящие вол-ны представляют собой череду этапов политического расцвета, экономичес-кого расцвета и социального развития (с соответствующими корректирующи-ми откатами), а нисходящая волна – пе-

3 Энергетические истоки и последствия гло-бального кризиса 2010-х годов (под ред. Бу-шуева В.В., Громова А.И.). М.: ИАЦ “Энергия”, 2012.

4 Плакиткин Ю.А. В поисках закономерностей циклического развития глобальной энергетики. Междисциплинарный подход // Энергетическая политика, 2012, № 3.

риод стагнации и деградации системы. Соотношение длин ветвей этих волн определяется “золотой пропорцией”, имеющей в своей основе энергетиче-ские соотношения5.

Почему необходим метасистемный энергетический подход? Дело в том, что любой исходный потенциал (ре-сурсный и структурный) подвергается различным видам энергетических воз-действий и в результате проявляется в конечном спектре разнообразных энер-гетических услуг для потребителей и в структуре национального богатства об-щества. Множество различных условий и многофакторный результат нельзя характеризовать едиными индикатора-ми по системе “вход–выход”, здесь не-обходим анализ многоцелевой и много-компонентной “системы систем”. И уж тем более необходимо выбрать самый эффективный путь энергетической трансформации ресурса в результат, дающий возможность последующего количественного и качественного при-умножения полезной работы. В этом и состоит задача нового метасистемного анализа и управления.

SoS-методология не претендует на некую “науку наук”. Но, базируясь на общих принципах энергетизма, на посту-

5 Бушуев В.В. Пространственно-временные фрак-талы энергетического развития цивилиза-ции. В сб. “Глобальные тенденции развития ми-ра”. Материалы Всероссийской научной кон-ференции 14.06.2012/ Центр проблем. анализа и гос-упр. проект. М.: Научный эксперт, 2013.

Рис. 2. Идеология энергетической фрактальности.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

14

лате эргодинамики (устойчивое раз-витие есть непрерывное повышение энергоэффективности метасистемы за счёт расширенного воспроизводства структурного потенциала для соверше-ния полезной работы), именно SoS-ме-тодология даёт возможность качест-венно, по-новому комплексно подойти к исследованию сложных социопри-родных систем с многообразием пока-зателей функционирования и целей развития.

Одним из главных отличительных свойств этой методологии является переход от иерархического принципа организации и управления метасисте-мой к сетевой модели, основанной на локализации различных видов энер-гетических проявлений в отдельных подсистемах, энергоинформационной связности этих подсистем и мульти-агентном управлении. Это управление обеспечивает саморазвитие всей ме-тасистемы за счёт локального само-стоятельного поведения всех агентов (объектов и субъектов), сочетающих принцип “разумного эгоизма” каждого и общие интегральные цели устойчивого энергоэффективного функционирова-ния, риск-анализ индивидуальных дей-ствий для обеспечения устойчивости и живучести всего сообщества, а также предотвращение действий, представ-ляющих опасность для коллективного существования и развития в рамках общей метасистемы.

Для иллюстрации возможностей, новых механизмов и эффективности SoS-подхода рассмотрим общий алго-ритм анализа и развития сложных объ-единений на примере трёх метасистем: энергоэкономической интеграции стран Евразийского сообщества, инфраструк-турной интеграции энергетического комплекса мегаполиса (Большой Моск-вы) и энергоинформационного мира.

Метасистема энергоэкономической интеграции

Евразийского сообщества

Начавшаяся трансформация Тамо-женного союза России, Республики Ка-захстан, Республики Беларусь поло-

жила начало новой форме интеграции стран на постсоветском пространстве Евразии. Попытки воссоздать на базе этого объединения иерархическую, по-литическую и экономическую систему типа нового СССР не только обречены на неудачу, но и грозят провалом лю-бых интеграционных форм организации совместной жизни народов этих стран. Интеграция на новых метасистемных принципах организации социально-по-литического и экономико-производ-ственного содружества, с сохранени-ем суверенитета стран в вопросах са-моуправления и координацией межго-сударственных отношений в пределах “нового союза”, могла бы стать началом нового политического, а затем и эко-номического расцвета для этих стран. А задача и лидеров, и общества – сде-лать эти объективные возможности реалией, основанной не на спонтанных решениях, а на осознанном применении принципов сетевой организации “ново-го союза” на Евразийском простран-стве (от Бреста до Китая).

Метасистемный подход к органи-зации такого “союза” предполагает выработку общей стратегии и после-довательности интеграции, формули-рующей как текущие решения, так и перспективные направления на период до 2050 года – время действия ново-го фрактала развития миро-системы. Политическая волна этого фрактала должна быть обеспечена разработкой и принятием приемлемых для всего сообщества новых принципов сетевой организации “союза” и мультиагентно-го управления социально-политиче-скими процессами интеграции без не-оправданной эйфории, но с ясными и привлекательными целями, дабы воз-будить общественный интерес к новым формам совместного обустройства общего евразийского дома. И здесь, несомненно, конструктивную роль мо-жет сыграть наша общая историческая память – не противостояние Московии и Орды, а их единение в далёком про-шлом для внутренней организации жиз-ни и противостояния внешним силам (от Чингисхана и Ивана Калиты до Ве-ликой России и СССР в ХХ веке, кото-

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

15

рые были не “тюрьмой народов”, а еди-ным многонациональным государством, хотя и построенным по имперскому принципу). В такой единой, совместно живущей в общем доме “семье наро-дов” была неизбежна иерархия отца, старшего и младших братьев. Но сего-дня, когда все люди и народы живут в своих индивидуальных квартирах, эти принципы централизованной иерархии жизни уже не работают, хотя тяга к со-вместному общежитию неискоренима. Пример Европейского союза показал, что политические лозунги интеграции сплачивают народы, хотя совместные экономические действия не всегда срабатывают, особенно в условиях су-щественного различия государств по величине экономического потенциала. Союз “угля и стали”, с чего, собствен-но, и началась экономическая интегра-ция Евросоюза, немало способствовал послевоенному возрождению Запад-ной Европы, а нынешние финансовые взаимоотношения стран, объединён-ных общей валютой, но находящихся в экономически разных “весовых катего-риях”, например, Германии и Греции, не способствуют развитию единого эконо-мического пространства.

Европейская энергетическая хартия как политический документ способ-ствовала энергетической интеграции всех стран, и не только Евросоюза, а попытки принятия юридически обязы-вающего Договора к этой Хартии, как и третьего энергетического пакета, эту начавшуюся было интеграцию “рвут на части”.

Во избежание подобного рода оши-бок необходима выверенная програм-ма деклараций и действий при форми-ровании Евразийского экономического союза. К сожалению, Евразийская эко-номическая комиссия пока не проде-монстрировала подготовки к разра-ботке такой программы, а конкретная реализация отмены таможенных пош-лин привела не к укреплению това-рооборота между странами будущего союза, а к излишним трениям между поставщиками и потребителями про-мышленной продукции.

Посткризисное развитие мира в на-чале 2010-х гг. (см. сн. 3) остро диктует необходимость перехода ко второй эко-номической волне фрактала – возвра-ту от “виртуальной экономики” к нео-индустриализации. Это предполагает не просто быстрый рост промышленно-го производства как в развивающихся, так и развитых странах, а качествен-ный переход к “умной” и “зелёной” эко-номике, основанной на сочетании идей “трёх Э” (экономики, экологии, энерге-тики) и информационных систем интел-лектуального управления. Это требует нового энергетического фундамента вновь создаваемого дома.

Общие метасистемные принципы эко-номической интеграции стран пред-полагают, что начинать надо с фор-мирования общей транспортно-энер-гетической и институциональной ин-фраструктуры больших объединений. А для этого необходима разработка документа общественного согласия – Евразийской энергетической доктри-ны. Концептуальный проект такой Доктрины6 в инициативном порядке при поддержке Правительства Рес-публики Казахстан был разработан в 2012 г. совместными усилиями Инсти-тута энергетической стратегии (г. Мо-сква) и Казахского института экономи-ческих исследований (г. Астана). В нём сделан акцент на приоритеты и прин-ципы энергетического сотрудничест-ва, обеспечивающего:

– сетевую организацию инфраструк-туры по принципу создания высокона-дёжных ячеистых структур;

– мультиагентное управление энер-госистемами различных государств;

– ограниченный набор функций, пе-редаваемых на уровень межнациональ-ного арбитражного регулирования7;

– единство нормативно-правового обеспечения режимной эксплуатации

6 Евразийская энергетическая доктрина (кон-цептуальный проект). Приложение к журналу “Энергетическая политика”. Москва–Астана, ИД “Энергия”, 2012.

7 В основном, принятие правил технической унификации (класса напряжения воздушных линий электропередачи, мощности агрегатов, типов новых источников генерации, накопле-ния энергии).

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

16

и развития объединенной энергосис-темы;

– распределение ответственности за обеспечение энергетической без-опасности регионов;

– риск-анализ живучести.Широкое публичное обсуждение

этой Доктрины среди специалистов, политиков и населения позволит зара-нее определить границы размежевания прав и ответственности национальных энергетических структур, обеспечения эффективного использования природ-ных энергетических ресурсов стран и размещения энергоёмких производств с наименьшими затратами на их энер-госнабжение.

Если для Единого экономического пространства энергетика представ-ляет собой инфраструктурную основу такого объединения, то информацион-ная сеть является инфраструктурой

энергетической интегра-ции стран. В то же время сама энергетика высту-пает как организующее метасистемное начало различных видов энер-госнабжения (газо-, теп-ло-, электро- и водоснаб-жения) с пространст-венной их интеграцией в энергосистемы различ-ного уровня (рис. 3).

Инфраструктурная интеграция

энергетического комплекса мегаполиса

(Большой Москвы)

Среди пространствен-ной интеграции различных систем энергоснабжения в единую инфраструктуру особое место занимает энергосистема мегаполиса типа “Большой Москвы”.

Применительно к этой задаче идеология мета-

системного подхода означает концеп-цию комплексного развития топливно-энергетического хозяйства и комму-нальной инфраструктуры в “энергоэф-фективном городе”.

Энергоэффективность в данном слу-чае означает комплексное использо-вание всех ресурсов: природных, со-циально-производственных, челове-ческого капитала для обеспечения качества жизни населения и разви-тия удобного проживания коллектив-ного дома – городской агломерации. В качестве критерия эффективности метасистемы может рассматриваться отношение прироста результирующе-го национального богатства региона к величине используемых ресурсов. Особенностью SoS-методологии яв-ляется возможность использования комплексных оценок всех ресурсов на входе и выходе метасистемы на осно-ве изложенных в работах8 (см. также

8 Астахов А.С., Бушуев В.В., Голубев В.С. Устой-чивое развитие и национальное богатство Рос-сии. М.: ИАЦ “Энергия”, 2009.

Рис.3. Энергетика как система систем.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

17

сн. 1) интегральных оценок националь-ного богатства мира, России и её регио-нов.

Применительно к задачам оценки эффективности энергетического сек-тора этот критерий должен также от-ражать и специфические показатели, в том числе:

– индикаторы энергетической без-опасности региона (достаточности ре-сурсов и мощностей, ценовой доступно-сти, технологической и экологической допустимости);

– КПД различных систем энерго-снабжения в виде энерго- (электро-, газо-, тепло- и водо-) ёмкости конечно-го результата (валовый региональный продукт и/или прирост национального богатства);

– оценки живучести системы энерго-снабжения, учитывая надёжность обо-рудования и схемных решений обеспе-чения управляемости мультиагентных систем с участием “активного” потре-бителя;

– инвестиционный эффект капита-ловложений в развитие энергетики и смежных систем (транспорта, строите-льства, производства оборудования);

– социальный эффект “интеллектуальных” сис-тем энергоснабжения.

Именно по этим общеси-стемным показателям бу-дет учитываться не только эффективность каждой из подсистем энергоснабже-ния, но и формироваться общая инфраструктура энергетической “системы систем”.

Для “Большой Моск-вы” исключительно важ-но не повторять прежних ошибок, когда вся инфра-структура города развива-лась по радиально-коль-цевой схеме (рис. 4).

Такая централизация инфраструктуры уже привела к транс-портному коллапсу, недопустимой по экологическим соображениям концен-трации ТЭЦ и растущим энергетиче-ским перетокам из “старого” города внутри МКАД в новые районы Москвы и области. С учётом неодинаковой кон-центрации нагрузок в новой городской агломерации необходимо отказаться от сверхжёсткой централизации раз-мещения генерирующих источников в пользу их сбалансированного развития вблизи центров энергопотребления. 98%-ная монополизация газа как ос-новного ресурса в ТЭБ Москвы всерьёз угрожает энергетической безопасности города. Это означает, что в энергетиче-ской схеме “Большой Москвы” должны учитываться и возможности децентра-лизованного энергоснабжения (рис. 5) не только на газе, но и на местных ре-сурсах, в том числе с помощью ВИЭ.

В результате эта схема будет иметь ячеистую (сотовую) конструкцию с учё-том внешнего энергетического кольца линии электропередачи сверхвысоко-го напряжения и глубоких кабельных и сетевых вводов к центрам концентри-рованной нагрузки. Именно ячеистые (сотовые) схемы энергетических ком-муникаций (по сравнению с равномерно распределённой и узловой структурой) обладают повышенной надёжностью и удобны для энергетического самообес-печения. Подобные инфраструктурные

Рис. 4. Энергетическая инфраструктура города Москвы.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

18

схемы являются прообразом будущих сетевых структур мультиагентного уп-равления, ибо не требуют избыточной информации обо всей системе и иду-щих сверху управляющих сигналов.

Сетевые энергетические структуры являются отражением фрактального подхода и SoS-методологии, формируя не вертикальную иерархию, а горизон-тальные связи между подобными бло-ками пространственной инфраструкту-ры мегаполиса.

Формирование общей энергетиче-ской инфраструктуры требует интегра-ции электро- и газораспределительных систем в единый комплекс, как с точки зрения согласованности показателей их развития, так и технологической взаимоувязки конфигурации сетей, взаиморезервирования и общего управ-лениея режимами, а главное – с учё-

том социальной энергоэффективности для населения.

Построение системы газификации и электрификации потребителей в мега-полисе в соответствии с SoS-методо-логией также потребует новых реше-ний. В частности, в условиях плотной городской застройки вряд ли необхо-димо тянуть газораспределительные сети к каждому дому. Растущая вели-чина аварий и взрывов газа в этой сети и у населения ставит под сомнение эффективность сплошной газифика-ции быта. Энергоснабжение крупных мегаполисов всё больше развивается по пути электрификации ЖКХ, в том числе и за счёт электроотопления. Нынешняя схема централизованного теплоснабжения неудовлетворительна хотя бы потому, что свыше 40% тепла не доходит до потребителя, а ежегод-ные ремонты тепловых сетей и плано-вые перерывы в подаче горячей воды летом – это анахронизм, недопустимый для города XXI века.

Разговоры о якобы общепризнанной экономической эффективности цен-

Рис. 5. Централизация и децентрализация энергоснабжения.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

19

трализации энергоснабжения не учи-тывают того факта, что за всё платит потребитель, и он должен иметь право выбора вида и схемы своего энерго-обеспечения – собственного или внеш-него. Во многих городах мира наблюда-ется переход от асимметричной схемы внешнего энергоснабжения промпред-приятий и даже жилого сектора к сим-метричной схеме, когда потребитель не только выходит на самобаланс, актив-но используя вторичные ресурсы – от-ходы своей бытовой и производствен-ной деятельности, но и отправляет избыточную энергию, получаемую за счёт индивидуальных ВИЭ, в электри-ческую сеть.

Технологические задачи и направ-ления развития энергетической ин-фраструктуры мегаполиса включают в себя:

Инвестиционные задачи, в том чис-ле:

– анализ структуры энергопотреб-ляющего сектора и спроса на различ-ные виды энергоносителей;

– анализ структуры и размещения энергопроизводящего сектора, собст-венного производства электроэнергии и внешнего энергоснабжения, центра-лизованного и децентрализованного энергоснабжения “Большой Москвы”;

– структурные трансформации энер-госнабжающих систем в региональные и местные энергетические системы с активным участием потребителя как соинвестора развития энергетики.

Инновационные задачи, в том чис-ле:

– разработка новых технологий коге-нерации, тригенерации9 и накопления энергии с расширением номенклатуры, качества и надёжности предоставляе-мых энергетических и энергосервис-ных услуг;

9 Когенерация (название образовано от слов комбинированная генерация) – процесс со-вместной выработки электрической и тепловой энергии. Тригенерация – это комбинирован-ное производство электрической, тепловой энергии и холода. При этом холод вырабаты-вается абсорбционной холодильной машиной, потребляющей не электрическую, а тепловую энергию.

– стимулирование к освоению новых энергосберегающих и энергоэффектив-ных технологий у потребителя с целью улучшения конечного результата – производительности труда, качества и комфорта быта у населения, утили-зации отходов и использования ВИЭ и вторичных энергетических ресур-сов;

– развитие новых экологически без-опасных систем общественного транс-порта (гибридных и электромобилей) в интересах населения, городского хо-зяйства и социальной сферы мегапо-лиса;

– развитие интеллектуальных энер-гоинформационных систем типа “ум-ный город” с комплексным и адап-тивным управлением подсистемами интегрированной общеэнергетической SoS.

Инфраструктурные задачи, в том числе:

– корректировка схемы внешнего энергоснабжения города Москвы и соз-дания “глубоких вводов” 220–500 кВ для присоединения к Единой нацио-нальной электрической сети России (ЕНЭС), а также предложения по демо-нополизации внешнего газоснабжения с учётом требований энергетической безопасности региона;

– разработка моделей и схем ин-теграции электро-, тепло-, газо- и во-доснабжения потребителей “Большой Москвы” с учётом взаимоувязки, взаи-модополнения и взаиморезервирова-ния подсистем SoS с ориентацией на социальный и экономический эффект конечного энергопотребления;

– развитие сетевой инфраструктуры энергоинформационных систем мони-торинга состояния и управления разви-тием интегрированных SoS в энергети-ке мегаполиса.

Каждое из направлений техноло-гического развития SoS в энергетике мегаполиса при необходимости может раскрываться через конкретные за-дачи и их решения, представляющие собой последовательные уровни де-тализации общей проблемы энерго-эффективности “Большой Москвы”. Они могут быть конкретизированы

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

20

при формировании комплексного пла-на перспективного развития мегапо-лиса.

Энергоинформационный мир

Цивилизация находится на пути к новому электрическому миру. Это означает, что конечным энергоноси-телем для большинства потребителей становится электрическая энергия как наиболее эффективная (с точки зре-ния надёжности и управляемости) и удобная форма осуществления полез-ной работы.

Это относится как к ЖКХ (электро-отопление), промышленному сектору (сталеплавильные печи, чистые спо-собы получения новых материалов), так и к транспорту (гибриды и элек-тромобили). Поэтому, если динамика потребления нефти в мире к 2050 г. ожидается с нулевым (а возможно, и отрицательным) ростом, увеличение газопотребления (в том числе и пре-имущественно для выработки элек-троэнергии) составит 2.1 раза, то по-

требление электроэнергии вырастет в 3.2 раза в первой половине XXI в.

Отличительной особенностью но-вого электрического мира является не только его масштабный эффект, но и высокая степень организован-ности и управляемости. По сути дела новый электрический мир станет еди-ным энергоинформационным миром, в котором информационная сеть будет не надстройкой над силовой электро-энергетикой, а её инфраструктурной базой (рис. 3). Даже технически уже сегодня по ЛЭП передаются сигналы связи (информационные и управляю-щие сигналы), а информационные сети используются как направляющие для резонансной электропередачи10.

Интеграция различных систем энер-госнабжения в единую энергетическую инфраструктуру, межгосударственное объединение транспортно-энергетиче-ских коммуникаций – всё это требует взаимоувязки энергетических и ин-формационных систем, составляющих

10 Крюков В.А. Формирование энергоинформа-ционной инфраструктуры на основе парадиг-мы интегрированной интеллектуальной рас-пределительной сети передачи электроэнер-гии и данных // Энергетическая политика, 2012, № 4.

Рис. 6. “Умная и интеллектуальная” энергосистема: нейронная энергоинформационная система.

“Эне

ргия

: эко

ном

ика,

тех

ника

, эко

лог

ия”

2’20

15

21

единую метасистему. Должна произой-ти эволюция систем управления – пе-реход от “умной” к “интеллектуальной” энергетике и нейронной энергоинфор-мационной системе с эргатическим (человеко-машинным) мультиагентным управлением (рис. 6).

Если в “умной” энергетике инфор-мационная система предназначалась, в основном, для диагностики и мони-торинга состояния “силовой” энергоси-стемы, а диспетчерские и стратегиче-ские решения принимались на уровне верхних управляющих, то в “интел-лектуальной” энергетике решения при-нимаются на горизонтальном уровне сетевых структур, а координирующий центр осуществляет оценку рисков принятия (и непринятия) таких реше-ний для живучести и эффективности метасистемы, арбитраж и согласова-ние интересов самостоятельных субъ-ектов управления.

Подобная схема накладывает осо-бые требования к развитию информа-ционной техники и организации вза-имодействия объектов и субъектов уп-равления. Интеллектуализация энер-гетики сводится не только к её осна-щению новым оборудованием с раз-витыми информационно-управляющи-ми блоками, но и к внедрению струк-тур и новых алгоритмов, обеспечиваю-щих самонастройку и саморазвитие си-стем. Особое внимание при этом долж-но уделяться “активному” потребителю как субъекту управления. Эргатич-ность мультиагентного управления предполагает использование алгорит-мов подобных тем, которые принима-ет человек. Поэтому инструментарием для построения таких систем является нейромоделирование11 с последующим переходом к использованию когнитив-ных систем.

Нейронные сети являются разновид-ностью структур искусственного ин-теллекта, моделирующих разветвлен-

11 Каменев А.С., Королёв С.Ю., Сокотущенко В.Н. Нейромоделирование как инструмент интел-лектуализации энергоинформационных сис-тем. М.: ИАЦ “Энергия”, 2012.

ный (во времени и пространстве) про-цесс экспертной диагностики объекта (в виде ощущений и других качествен-ных оценок), интеграции его образного восприятия в сознании (либо на искус-ственной панели) и принятия решений либо на основе сопоставления полу-ченного образа с априори заданной эталонной моделью, либо путём само-обучения системы эволюционным ме-тодом проб и минимизации ошибок.

В настоящее время нейромоделиро-вание находит всё более широкое при-менение в различных сферах энерге-тики при прогнозировании цен и спро-са, диагностике состояния и оценке надёжности, при выборе приоритет-ных направлений инновационного раз-вития.

Одной из новых задач, решение ко-торых потребует структурного прогно-зирования, является формирование технологического тезауруса (памяти, банка данных) в виде метасистемы, ин-тегрирующей отдельные технологии и технологические цепочки в общие тех-нологические кластеры.

В данном случае SoS-методология предусматривает не только сетевой принцип организации тезауруса с фрак-тальным подобием информационных подсистем банка знаний по отраслям ТЭК, по степени освоенности различ-ных технологий, но и оценку их общей эффективности.

Новая методология формирования интегрированного банка заключается в формировании такой нейроподобной сети, которая обеспечила бы “интел-лектуальную” связь между набором технологических модулей и ожида-ниями пользователя, обеспечивая при этом самоорганизацию этих модулей в общую технологическую конструкцию с заданными структурными и функцио-нальными свойствами.

Использование таких технологиче-ских кластеров позволяет интегриро-вать “силовую” часть энергетических установок и технологических структур тезауруса в единую саморазвиваю-щуюся систему.