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能源變革:讓城市更智慧更宜居

字體: 放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-22  來源:國家電網報  瀏覽次數:20

當前,全球能源變革正在推進,而城市扮演重要角色。未來,智慧城市建設需要怎樣的能源系統?能源如何更好地服務城市發展和居民生活?10月15~16日,由國網(蘇州)城市能源研究院、國際可再生能源署主辦的能源與城市協同發展國際研討會在蘇州召開。能源領域的眾多專家學者共同探討城市能源變革新思路、新內容、新技術、新方法——

能源變革:讓城市更智慧更宜居

 

本報記者 孫珂 姚慧

 

  城市在推進能源變革中唱主角

  2018年10月中旬,第三屆國際能源變革論壇舉行之際,一項于蘇州古鎮同里建成的創新工程吸引了世界的目光:初具能源互聯網特征的同里區域能源樞紐自由交換示范區里,光熱發電、虛擬同步機、空氣壓縮儲能、“三合一”電子公路……15項創新示范項目集聚能源領域先進理念與技術,打造了集能源生產、服務、展示、研發、辦公等為一體的綠色低碳園區。

  國家電網有限公司構建新型區域能源互聯網的這次探索,為推動區域能源優化配置、高效利用和低碳發展做了試驗示范,而這僅僅是一個開始。

  高樓林立,車水馬龍,現代城市發展規模不斷擴張。城市以占世界一半的人口,消費了世界約三分之二的一次能源,產生了70%與能源相關的碳排放。聯合國預測全球城市化水平2025年將升至65%,2050年升至80%……

  這組來自日前召開的能源與城市協同發展研討會的數據清楚地昭示著,城市是世界能源消費的主體,隨著城市化進程不斷推進,未來還將在能源消費中占據更大比重。

  求變已然成為全球共識,世界各國、各地區都在積極尋求能源變革的有效路徑。2014年6月,習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,為我國能源變革指明了方向。

  霧霾、垃圾,以及其他各類城市環境污染不斷地提醒我們,城市正面臨高能耗與高污染困擾,能源系統和用能方式變革迫在眉睫。

  “能源變革是解決能源危機、保障能源安全、實現經濟社會可持續發展、推動人類社會和諧發展的必然選擇。”國網能源研究院副院長、國網(蘇州)城市能源院院長李偉陽在會上說。

  城市如何更加低碳高效地用能?怎樣的能源系統能更好地支撐城市可持續發展?研討會上,與會專家為能源和城市的協同發展獻計獻策。

  城市已經成為能源變革的主戰場,未來城市能源如何供給和消費將決定全球能源體系能否成功向低碳、清潔、可持續方向轉型。而城市規劃與能源規劃融合程度不深、能源消費綜合利用效率不高、本地可再生能源綜合開發利用不足等,是當前全球城市面臨的普遍問題。與會專家提出,城市發展以及城市能源變革迫切呼喚理念、模式、業態和機制的創新,助力破解能源困局。

  智慧能源系統支撐智慧城市發展

  5G、AI、大數據、泛在電力物聯網、智能樓宇……在當下城市建設中,它們代表著最先進的信息技術和能源模式,推動著智慧城市的發展。

  從2012年開始,國家陸續在全國300多個城市啟動了幾批智慧城市試點工作,近年來成效逐步顯現。

  南京大學建筑與城市規劃學院博士、副研究員席廣亮說,當前,智慧城市建設由傳統的信息化要素建設和智能系統開發,轉向新型智慧城市建設,強調通過智能化新技術支撐城市治理的現代化。“今后更需關注的是如何滿足居民需求,智慧能源包括智慧電網,都需要為城市提供更好的支撐。”他強調。

  未來,更加智慧的城市,究竟需要怎樣的能源系統?

  南瑞集團南瑞研究院產業研究中心副主任、總工程師周捷提出的建議是——發展智慧能源及其管理平臺。智慧能源以電網為基礎,以物聯網、大數據、云計算等信息技術為支撐,綜合運用先進的電力電子技術和智能管理技術,以大量由分布式能量采集、儲存裝置等構成的新型電力網絡為鏈接樞紐,將電力、石油、天然氣的能源節點互聯,實現能量流的全面調控、優化、共享以及虛擬交互。

  在此方面,國家電網公司大力推進“三型兩網”建設,正是對建設智慧交互能源系統的有力探索。

  國網能源研究院數字經濟所主任工程師賈德香介紹,目前公司已建成兩級部署十大應用系統,全面覆蓋企業運營、電網運行和客戶服務等業務領域及各層級應用。公司正積極推進終端標準統一、電力無線專網、企業中臺等工作,基礎支撐能力不斷完善。依托數據與業務融合發展,公司不斷推動電網運營、客戶服務、電力交易等領域的智能化發展,近年來在電力數據征信、電動汽車車聯網、新能源大數據平臺等方面都開展了有益探索。公司還不斷探索以電力數據服務政府決策和民生發展,挖掘電力數據決策支撐價值,目前已在一些場景中實現了常態化支撐。

  力爭打造中國城市能源轉型典范城市的蘇州,正在開展配(用)電物聯網示范區建設,推動泛在電力物聯網與堅強智能電網有機融合。蘇州供電分公司高級工程師董曉峰介紹,該示范工程以實現“分層分區運行、總體協調互動”的未來電網建設運營模式為總體思路,劃分配電物聯網典型應用場景五大類25個,探索全息感知、平臺融合、分區自治、跨區協同的能源互聯網體系架構,提升配網運行管理水平、設備運維檢修效率和客戶增值服務能力。配(用)電物聯網建設后,示范區可1秒內鎖定故障位置;年戶均停電時間縮短至5分鐘;30秒內自動隔離高壓故障并恢復供電;供電可靠性從99.984%提高到99.999%;用戶用能習慣優化,戶均年節省電費達100元。

  多領域挖掘城市高效用能潛力

  如今城市中各類建筑、交通工具,乃至家家戶戶每天產生的垃圾……這些我們習以為常的事物,卻能在助力城市整體高效用能上“大做文章”。

  “隨著經濟轉型和城鎮化進一步發展,建筑能耗在我國總體能源消耗中的占比將進一步上升。推動建筑邁向近零能耗是全球的發展趨勢。”中國建筑科學研究院副研究員李懷在研討會上表示。她闡釋道,近零能耗建筑主要是通過被動式技術手段,最大幅度提高能源設備與系統效率,利用可再生能源,優化能源系統運行,以最少的能源消耗提供舒適的室內環境。

  “當前,分布式能源系統數量不斷增加,我們需要對城市中可再生能源分布系統的潛力進行評估,根據不同性質的建筑尋找成本和環境之間的最優解,關鍵是做到供需平衡。”國際可再生能源署創新和技術中心專家朱麗恩·馬肯特博士(Dr. Julien Marquant)介紹了可再生能源如何在城市建筑上優化利用。在國內,上海虹橋低碳商務區功能系統、上海電力大學臨港校區新能源智能微電網等,都是近年來在建筑節能方面的典型探索。

  進入本世紀,隨著技術的成熟、成本的下降、市場的多元化,可再生能源尤其是光伏發電和風力發電迅猛發展。據國際可再生能源署統計,可再生能源發電裝機容量已達到近24億千瓦,占全球電力總裝機的三分之一,滿足世界四分之一以上的電量需求。2050年,電力將占終端能源消費的50%以上,其86%將來自可再生能源。

  如今可再生能源在城市中的身影不僅僅是越來越普及的光伏路燈、建筑上的分布式發電設備,還有電動汽車、船舶岸電等。智慧能源系統正與智能網聯交通工具、智慧交通系統結合,使交通系統更低碳環保。

  “未來道路交通的電動化將全面加速;水運交通方面,通過改善船舶受電能力要求、岸電設施建設等實現船舶短途運輸電動化、長途運輸清潔化;軌道交通方面,通過電池變革創建新型軌道交通模式、儲能與軌道交通系統的結合等,使中小運量的軌道運輸發揮更大作用。”清華四川能源互聯網研究院特聘研究員李立理分析道。

  此外,地熱能開發、垃圾發電等能源生產方式也在嶄露頭角,為城市清潔高效用能帶來更大探索空間。

  “發展地熱產業,在能源結構調整、應對大氣變化、大氣污染治理三方面貢獻突出。”國家地熱能中心高級工程師、中石化新星公司新能源研究院地熱評價所所長唐果說。2018年7月,國務院印發《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》,提出按照“宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤、宜熱則熱”原則推進北方地區清潔取暖。地熱供暖得到了充分重視。

  當前,在國內經濟發達地區和一些大城市,垃圾焚燒發電正在普及。中國航空規劃設計研究總院有限公司市政工程設計研究院副院長陳曉峰介紹,相對于傳統的衛生填埋和堆肥處理方式,垃圾焚燒經濟效益更優,市場化程度高,具有較大發展空間。

  截至去年年底,全國垃圾焚燒發電企業共152家,浙江、江蘇、山東、廣東四省垃圾焚燒產能超過3萬噸/日。

  未來,隨著城市能源變革的全面推進,城市將會擁有更加智慧、低碳、高效的能源系統,也將變得更加現代化、智能化,天更藍、水更清。

 
 
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