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智慧能源前景可期

发布日期:2020-06-14      打印

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智慧能源是以能源及其设施为基础,以电力网络为核心,依托互联网、物联网、大数据、云计算等新技术对能源的生产、运输、储存和消费过程进行实时监测、数据分析和优化处理,并通过数字化、网络化、智能化手段,实现能源的安全、高效、绿色、智慧应用。智慧能源广泛应用于电力、交通、建筑、城市、金融等领域。

在电力系统的应用

微网是指由分布式能源、能量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制和管理的自治系统。智能微网主要实现中低压配电系统层面上分布式能源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式能源无缝接入和并网运行时的问题,同时具备一定的能量管理功能,可有效降低系统运行人员的调度难度,并提升可再生能源的接入能力。

国内外针对微网技术已展开较为广泛深入的研究,在取得理论和技术研究成果的同时,建设了一批微网实验系统和试点工程,对微网的关键技术和关键装备进行验证。2017年,我国发布28个新能源微电网示范项目(并网型24个,独立型4个)。截至2017年,全球微电网总容量为20.7GW。

在交通领域的应用

电动汽车既是交通工具,也是用电设施,还是储能设施。以特斯拉电动车为例,作为交通工具,它的续航里程可以达到480千米;作为用电设施,它连接家用交流充电桩,其用电容量为8.8千瓦;作为储能设施,它可以存储85千瓦时的电量。电动汽车在与电网的交互过程中,既可以在电价低时充电,起到电网低谷负荷的作用,又可以在电价高企时向电网送电,参与电网调峰,从而成为智慧能源中的产消者。研究表明,一般的电动车约96%的时间处于非行驶状态,在这些时间里,它都可以发挥储能设施的作用。

浙江嘉兴城市智慧能源综合试点示范项目在海宁启动,在该项目的规划中,包含了基于电动汽车和充电柱的发展部署。电动汽车和充电桩建设已经成为城市智慧能源中不可或缺的一部分。目前,海宁市绿色交通建设初具规模:建成充换电站点28个、电动汽车租赁电站53个、充电桩305座,分布在高速公路服务区、公共停车场、体育场等地;在三年内将完成1000个充电桩建设,形成市区电动汽车2公里充电服务圈。

在建筑节能领域的应用

节能建筑是以建筑为节点的智慧能源。能量、信息(分布式的产生、供应、消耗)以建筑物为载体,通过网络互联,得到实时传感信息,并根据需求施以智能控制。建筑智慧能源是智慧能源在建筑领域的典型应用场景。节能建筑是集现代最新能源技术之大成的产物,是完整智慧能源系统的最小单元,是零碳城市建设的一大体现,包含节能家庭、节能楼宇、节能社区。随着节能减排逐步深入推广,很多大型公共建筑开始注重楼宇自控系统的应用,加强了能源管理。无论是从信息科技发展的潮流出发,还是基于绿色环境保护的角度,智能建筑的存在意义都很显著。建筑行业规模巨大,能源消耗大且管理复杂性高,在生命周期内,建筑物会消耗全球资源总量的40%,如果能使用互联网思维,运用大数据等手段降低能源消耗,将会给环境带来巨大的改善。

光伏建筑一体化,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲,就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。目前,北京、上海的一些地标性工程在建设过程中已经使用了新能源系统。在虹桥交通枢纽庞大的主体建筑上,顶面和部分外立面均安装了太阳能发电装置,总量达6.5MW,竣工后,每年将为虹桥高铁客运站提供650万度清洁电力,可减少二氧化碳排放5000吨左右。

在城市/园区中的应用

城市汇聚了全球50%的人口、创造了全球80%的GDP、消费了全球75%的自然资源和80%的能源、产生了约75%的全球碳排放,因此城市是世界范围内能源变革的主战场。2017年6月公布的首批55个“互联网﹢”智慧能源示范项目中,城市智慧能源综合示范项目有12个、园区智慧能源综合示范项目有12个,区域级智慧能源系统占据近半数。

法国里昂是构建智慧城市的“先行者”。里昂市政府从节能减排和绿色能源的角度考虑,积极建设大规模智慧社区系统,采用新能源、可再生能源和节能技术,同时积极推广新能源汽车的使用。里昂市开发一系列示范性项目来推动节能减排项目的推广,主要从三个方面着手:第一,建立光伏太阳能供电的建筑,并辅助采用节能和可再生能源技术;第二,开发零排放交通运输基础设施,主要是大规模采用太阳能充电的电动汽车;第三,通过采用智能电表对区域内的用电情况进行实时监控,达到充分利用的效果。

在金融领域的应用

2012年之后,在利用金融手段推动能源结构调整和产业升级方面,政府的战略和政策开始出现两个明显趋势:一是进一步鼓励社会资本参与能源产业建设和发展。二是除了传统的信贷优惠和财政补贴外,还寻求通过能源期货、绿色担保、新能源产权交易、用能权和碳排放权交易等绿色金融手段推动中国能源结构调整和产业升级。相关金融机构通过优质能源项目进行资产优化配置、实现资产的保值升值;能源企业通过金融资本支持和金融产品及服务创新实现可持续发展两方面同时推进“催化”了能源金融的发展。

近年来,随着智慧能源理念的推广,传统能源企业和信息技术企业看到了互联网金融的重要作用和发展前景。企业通过打造各种智慧能源金融平台,建立起能源行业与金融资本对接的桥梁。如“能金所”平台,以充电桩为基础,构建“互联网﹢绿色能源﹢共享经济”投资平台,让人人成为太阳能的生产者和收益者。民营资本打造“能源﹢互联网﹢金融”体系的速度远远快于国有能源企业或电网企业,同时也带动了国有能源企业进军互联网金融。

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目前,我国智慧能源已从试点示范阶段进入市场推广阶段,未来政策制定将更偏向商业模式的创新和产业生态的培育,与此同时,民营企业和民营资本的进入将更大地促进应用模式创新,为智慧能源产业体系带来新的亮点。

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