能源的未来是系统化、开放与协作的,并以智能电网为基础运行

Smart grids can incorporate and efficiently disperse renewable sources of energy, deploying them when and where they are needed most.
Smart grids can incorporate and efficiently disperse renewable sources of energy, deploying them when and where they are needed most.Image: Getty Images/iStockphoto
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  • 气候变化与全球能源危机在我们的能源电网上交汇,而这些电网越来越显得不适应其用途。

  • 修复能源电网需要协作,而具备响应能力和灵活性的智能电网,将是有效将可再生能源纳入能源供应的关键。

  • 英特尔等公司已与行业内的其他参与者合作,并在美国、欧盟和亚洲的当地合作伙伴协作,以将这一构想变为现实。

就能源可及性和气候变化而言,2022年是一个必须正视现实的一年。这些相互交织的危机正在影响数十亿人,行动的必要性显而易见。

俄罗斯入侵乌克兰,西方国家禁止进口俄罗斯石油,全球电力需求由此增长了389太瓦时,较2021年上半年增长3%。预计到今年年底,全球能源价格平均将上涨50%。

与此同时,全球气温持续创下历史新高,2022年1月至9月的平均气温在143年来排名第第六高。

能源电网正是这些危机的交汇点,在供应中断的情况下输送能源资源,同时优化用能以打造更健康的地球,智能电网的建设对此至关重要。

然而,将我们现有的能源电网结构转变为这一新模式是一项复杂的工作,需要系统性思维以及开放、协作的工作模式。

从传统到智能——重新思考电网

当今的能源电网结构不可持续,其灵活性有限,且缺乏开放性,难以支持新兴的可再生能源技术。

传统能源电网以集中式电源(如煤炭、核能和天然气)为起点,将电力单向输送至用电端,包括家庭、企业和数据中心。当需要更多电力时,就必须再建设一座集中式发电设施,即一座发电厂。面对突发的需求高峰,传统电网无法迅速调整,也无法支持满足全球气候目标所需的100%可再生能源,例如拜登总统提出的到2035年建成无碳污染电力行业的提案。

在传统能源电网中,电力从发电厂等集中式电源流向用电端。当需要更多电力时,就必须新建一座发电厂。

传统能源电网几十年来运行良好,但气候变化和能源压力意味着它们需要重新思考。Image: 英特尔

什么是智能电网?

智能电网是一个高度分布式的网络,由部署在现有电网边缘的清洁可再生能源构成。

它将所有分布式负载纳入其中,并将其设计为看起来和运作起来都与传统的碳基负载相似。能量可双向流动,既流入也流出发电源,这正是可再生能源所需要的,并且整个系统能够实时平衡太阳能和风能等间歇性能源。这使能源供应商能够灵活地在最需要的时间和地点分配能源,同时为用户提供所需信息,以便其做出环保且具有成本效益的能源选择。

智能电网借助先进技术,有效整合并管理可再生能源。Image: 英特尔

智能电网要求在电网边缘部署先进的计算能力,以管理和优化所引入的高度分布式的间歇性负载。它还需要采用“整体系统”方法,以有效平衡多种波动的能源来源、用能水平以及新型可再生能源技术。

随着各行业领导者寻求应对复杂多变的挑战,采用系统化方法推动创新正日益普遍,包括我们自身所在的行业。

解决方案必须基于软件、硬件或两者结合,使企业和供应商能够更好地了解其客户,并优化交付预期成果所需的基础设施。

英特尔正在将这种“整体系统”理念带给其在能源领域的客户和合作伙伴,例如,通过挖掘智能电网数据中的洞察,以发现改进空间,并在数秒内优化能量传输。公司还投资了电动汽车逆变器、电池及电池管理解决方案以及其他可再生能源技术。公司亦在供应链上下游进行创新,直接与终端用户合作,以推动智能电网成为现实。

携手共建智能电网的未来

据国际能源署(IEA)估计,要使全球能源行业在2050年前实现净零碳排放,2030年前电网投资每年平均须达到约6000亿美元。这意味着,创新需要众多公共和私营机构携手,共同朝着共同的能源目标推进。

在欧洲,这一构想已经付诸实践。智能二次变电站边缘联盟(E4S)是由八家大型电力公用事业供应商组成的伙伴关系,英特尔及其他公司正与其合作开发智能电网。

在其他地区,英特尔正与加利福尼亚州的供应商合作,将电力变电站继电器转变为虚拟化应用程序;同时,还与马来西亚最大的能源供应商合作,推动其电网数字化,重点关注变电站和电网系统的虚拟化计算基础设施与应用。

但合作还必须在科技行业内部展开,而不仅限于与能源供应商之间。为此,英特尔与戴尔正共同开发一种开放、可互操作的软件定义解决方案,为智能电网生态系统创建新标准。

制定开放的行业标准对智能电网通信至关重要,这种通信涉及互联设备通过通用框架相互共享信息。电网系统运营商依赖可互操作的连接,以避免其电网被束缚于某一家公司的解决方案。

每年,越来越多的新闻标题都在凸显对高效、可持续和灵活的能源解决方案的迫切需求,这些方案应在支持经济增长的同时,不损害人类或地球。

开发可靠且创新的智能电网,是迈向净零排放之路的关键一步。此项工作任务艰巨,但当企业和能源供应商优先考虑协作时,便有可能实现。

通过协作,有可能构建一个可再生能源创新生态系统,从而实现灵活、可靠且可持续的能源未来。

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