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社会创新

智慧能源,“慧”在取之有道

2019年,我国全社会电力消费量为7.2万亿千瓦时*1、全社会发电量7.3万亿千瓦时*2,均为领跑世界级别的数字。拥有14亿人口的泱泱大国,从高原盆地到沙漠海洋,电力供给基本实现了全民通电。作为社会和经济发展的重要引擎,今天的电力能源供给,已经从“够不够用”,迈入了“用多少给多少”的智慧供能新纪元。

根据《中国微电网产业调研报告》显示,我国的电力消费结构中,第二产业是电力消费的主要动力,但其比重总体呈现下降趋势,第三产业和居民生活用电比重逐渐上升。随着人们生活水平的提高,家用电器、消费电子产品等消费量提高,同时以电采暖为代表的居民生活领域电能替代也快速发展。而随着脱贫攻坚战的深入推进,乡村居民的生活大幅改善,用电普及也在增加。另一方面,面对资源约束趋紧、环境污染、生态系统退化等挑战,国家对于贯彻创新、协调、绿色、开放和共享这五大发展新理念的决心,也从《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》等政策中被充分的体现。一场由国家主导、企业和个人共同参与的智慧能源产业革新的序幕,已然拉开。

呈现能源形态的“火眼金睛”

第二产业作为主要的电力消费者,生产制造企业在通过控制系统和用能管理系统提升电能质量方面所采取的行动,对于建立智慧能源模式将起到重要的推动作用。工业和信息化部于2019年5月印发的《工业节能诊断服务行动计划》中指出:“受节能意识、技术力量、管理体系等因素影响,在不同地区、行业间企业能效水平差距较大,企业节能降耗、降本增效的需求十分迫切”。导入数字化能源管理系统,是许多企业走出的迈向绿色节能生产模式的第一步。

企业的用电需求涉及到生产活动的许多方面,根据生产对象不同,不仅是生产线需要供电以保持生产过程的顺利进行,周围温度等对于生产环境的控制,也是需要考虑的方面。如何能在保证生产活动所需用电量的基础上,不耗费过多的额外能源?或许,让看不见的电流显现其形状,就是个不错的着眼点。在日立,通过能源消耗可视化系统将工厂中各种设施的能耗、机器设备、生产线的基本生产单位,以及区域供热和制冷设施、数据中心等的能源使用情况反映为具体化的数据图表,使管理者能把握能源消耗和基本单位的趋势,找到存在浪费的症结。同时,又可共享生产活动和设备运行等信息,帮助企业提升员工的节能意识,在更大范围实施具体的节能措施。如设定能源消耗目标值,计划性的巩固节能成果,满足企业的能源管理需求。

勾画智能电网支撑下的智慧城市图景

经济的发展和人们的生活都依赖于电力能源的供给,在“与环境和谐共生”越来越受到重视的今天,环境友好型的用电模式提倡的不仅仅是“省”,更要“取之有道”。

视线落在英国的自然保护区——距离英国西南部兰兹角约45公里处的锡利群岛。这里的居住人口不过两千多人,但每年接待的游客却超过10万人。庞大的客流带来经济收益的同时,还带来了沉重的用电压力。加之岛屿用电高度依赖于矿石燃料,导致了大量的碳排放。

为此,锡利群岛在2015年提出了截至2025年减少40%的电费;通过可再生资源满足40%的电力需求;将汽车总数的40%置换为低碳车型或电动汽车等一系列目标。为了帮助锡利群岛达成该目标,日立参与了与岛内外多个组织共同开展的智慧能源群岛项目,通过利用日立的IoT平台及AI技术努力削减锡利群岛的碳排放量,优化产出的可再生能源。通过学习电力消耗的模式,日立的IoT平台能优化家庭的电力储蓄及使用方法,并通过将其连入更广域的电网,实现对用电量的智能化管理。下一阶段,将计划在岛上引入电动汽车和太阳能发电。

试想,当电动汽车普及,电力的使用和供应上会出现什么情况呢?电动汽车的充电功率大约是普通家用电器的十倍,而且产生充电需求的位置和时间并不确定,电力供给如何合理配置是一大课题;再试想,当太阳能发电被大量引入,又将需要解决哪些问题呢?因为太阳能是依靠太阳辐射量来发电的,其特点是白天输出量大。而住宅密集地区白天的用电需求并不高,太阳能发电产生了多余的电力会导致配电网的电压上升发生过载。而电动汽车和太阳能的普及是大势所趋,智能电网必将成为新一代能源基础设施的重要依托。

新一代电力系统需要未来的电网具备智能互联、开放性和灵活性的特点,电网和物联网的融合能够实现能源的互济供应,助力智能住宅、智能楼宇和未来智能城市的建设。今年11月,日立(中国)有限公司与中国金茂控股集团有限公司就共同推进智慧城市建设达成战略合作意向,并签署了战略合作协议。此意向书的签订,就是为今后在智慧能源和智慧楼宇等、面向智慧城市建设的业务更紧密的开展合作。日立通过发挥在OT(运营技术)和IT(信息技术)上的优势,定能为智能电网的建设推广、以及加速实现联合国可持续发展目标(SDGs),做出积极的贡献。

智慧能源的浪潮势必再次在全球掀起,不论是风水力发电的波澜壮阔还是来自太阳能的润物无声,为人们带来的都会是更温柔的世界和更从容的城市生活。日立在其中,希望能以技术带动前进的浪花,为促进能源改革、保护生态贡献更多社会和环境价值。

*1
根据国家能源局发布的2019年全社会用电量数据。
*2
数据来自中国产业信息网