構建高效電力能源體系，突破能源革命「不可能的三角」

從觀察琥珀與皮毛摩擦的靜電現象，到嘗試捕捉劃破夜空的閃電，再到第一台產生連續電流的發電機，電力技術的發展成為世界運轉的動力，也為人們的生活帶來光明。
根據中國電力企業聯合會提供的資料，2021年中國全社會用電量83,128億千瓦小時，同比實現雙位數成長，且受經濟恢復、天氣、煤炭價格上漲等多重因素影響，電力供需總體偏緊*¹。
另一方面，隨著中國提出了「碳達峰」、「碳中和」的目標，加速電力系統潔淨低碳轉型的步伐，隨著煤電裝機占比和發電量占比將逐步降低，必須持續提升彈性調度能力和潔淨高效水準。在摸索使用潔淨能源的過程中，存在一個的「不可能的三角」，即很難同時實現「無汙染、低價的可用」*²。而「能源革命的目標依序為保障能源供應、緩解環境汙染、穩定能源價格和完善能源監管。」*²

2012～2021年中國全社會用電量及增加情況（單位：億千瓦小時，%）*¹

保障能源供應—智慧化幫助實現更靈活的能源系統

由國家發展和改革委員會、國家能源局在2022年1月聯合發表的《關於完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》中提到，「加強新型電力系統頂層設計。推動電力來源潔淨化和終端能源消費電氣化，適應新能源電力發展需要制定新型電力系統發展策略和總體規畫」的同時，也「鼓勵各類企業等主體積極參與建設新型電力系統」*³。既有自上而下的政府政策支持，也鼓勵企業自下而上地運用網際網路、數位化等技術方式參與構建智慧能源體系。
在建構智慧能源體系的過程中，國家電網規畫了建設能源物聯網的相關措施。如透過源網荷儲一體化、多能互補等措施，推動建構新型電力系統和能源系統綠色轉型；注重智慧賦能，全面提升資訊採集、傳輸、處理、應用等能力，推動傳統電網基礎設施和新型數位化基礎設施融合，促進電網調度運作智慧化和運營管理智慧化等*⁴。
日立能源也借助全球豐富的虛擬電廠工程專案經驗，不斷為客戶提供探索能源運營的新模式。目前，日立能源正作為南方電網的合作夥伴，為南方電網深圳供電局的首座自動化虛擬電廠系統提供技術支援。深圳電網為中國超大型城市電網之一，具有「供電負荷密度高、電能品質要求高、可靠性要求高、土地資源受限」的「3高1受限」特點。分散式能源、需求回應和電力市場等領域的發展也對城市電網產生了深刻影響，因此需要利用更多調度手段讓電網運作更加靈活和具經濟效益。
此次研發的虛擬電廠軟硬體平臺系統可將不同類型的分散式電源（例如太陽能等潔淨能源）、可控負載（大樓、電動汽車等）及儲能結合在同一平臺進行線上自動化協同調控，並透過先進的通訊、計算、調度和市場手段，促進深圳及周邊區域可再生能源的併網及消費，有效支撐城市電力供需平衡。
對於寸土寸金的超級城市而言，此系統可有效突破土地資源的受限瓶頸，能為能源供應提供更加智慧化的貢獻。

減少環境汙染—擴大和強化可再生能源應用

第14次五年計畫正是實現「碳中和」目標的攻堅期。能源活動二氧化碳排放結構中，電力行業碳排放的占比達44%（2020年）*⁵，是不可忽視的重要切入口。2021年中國新能源年發電量首次突破1萬億千瓦小時。非化石能源裝機占比首次超過煤電，風電併網裝機容量和太陽能發電併網裝機容量穩居全球第一，為新型電力系統建設跨出新步伐*¹。但另一方面仍需意識到，太陽能和風能等可再生能源具有間歇性特點，其日間和夜間的資源可利用量受天氣影響較大，具有一定的不確定性，普及大規模零碳電氣化也對電網提出了更高的要求。
高壓直流輸電互聯系統（HVDC）能有效的減少損失，增加傳輸容量，改善電能品質，實現更大規模可再生能源併網。在遠距離大規模輸電及其它特殊應用上，HVDC（高壓直流輸電）是高效選擇之一。
日立能源首席執行官方秦表示：「潔淨電力成為整個能源系統的重要支撐，而電網在其中將發揮關鍵作用。在將願景轉化為行動的過程中，我們應堅持創新和發展；同時，能夠助力實現中短期目標的大部分技術已經成熟，我們需要加快部署。」
日立能源始終致力於推動高壓直流輸電技術的發展，在1997年開發並首次應用的柔性直流輸電技術（命名為輕型高壓直流輸電技術HVDC Light®），作為基於高壓直流的電壓源轉換（VSC）技術，可為海上風電、離岸發電、柔性直流電網等應用提供更佳化的解決方案。截至目前，日立能源已參與了全球70%的輕型高壓直流專案，並締造了多項世界紀錄。在國內，該技術已成功應用於今年剛剛運營的張北可再生能源柔性電網工程，助力高壓直流電網為2022年北京冬奧會輸送穩定、可靠、潔淨的電能。

穩定能源價格—資訊化、視覺化説明能源管理

作為電力的消費終端和最後節點，用電環節在電力改革和綠色轉型中的主觀能動性時常被忽視。事實上用電數位化、智慧化對能源的高效管理有其積極的推動作用，比如可以減少浪費、降低電耗，削峰填谷、加強節能減排監管和促進可再生能源電力消費等等。
在這方面，日立在英國的錫利群島提供了一系列解決方案。即透過利用IoT平臺及AI技術努力削減該群島的碳排放量，更佳化產出可再生能源。首個項目有望於2025年以前削減錫利群島整體電費的40%。同時，日立的IoT平臺可以學習電力消費的模式，使家庭的電力儲蓄及使用方法更佳化，並透過連結更廣域的電網，對進行用電量管理。
瞭解更多：《智慧能源群島——錫利群島　透過物聯網共用發電電力》
此外，為了更好的透過資料掌握用電量走勢和規律，進而找到平衡成本和價格的切入點，日立製作所還發表了一款能源的「視覺化」系統。該系統借助數位技術，可以顯示企業所使用的電力來源和各自占比等資料、直覺地瞭解企業等的設備及服務中「可再生能源」的使用情況。
在利用資料發掘更多經濟價值的同時，為提高企業環保意識及可再生能源的利用做出貢獻。
「能源物聯網是將系統性思維和數位化技術與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的新型生態化能源系統，以可再生能源優先，以電力為基礎，透過多能協同、供需協同等破解『能源不可能三角』。」*⁶
日立重視與合作夥伴協創共進，透過社會創新事業，在探索突破保障供應、緩解汙染、穩定價格方法的各個環節上發揮著技術優勢。以綠色、數位化、創新之力推動社會、環境與經濟的和諧發展，助力加快實現可持續發展社會，做人們幸福生活的後盾。

*日立ABB電網於2022年4月在中國啟用全新企業名稱「日立能源」。