COVID-19将加速能源系统的变革

Distributed energy systems make the power supply more robust.Image: Siemens
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  • 分布式能源系统在用电地点或其附近发电和储电。

  • 它们灵活且可扩展,使电力系统在危机面前更具韧性。

  • 数字化对于能源系统的去中心化至关重要。

  • 分布式能源系统可以激发关于协作的全新思考。

世界各地都在迅速扩充医疗能力,以救治感染患者。整座应急医院——例如纽约州白平原市的威斯切斯特县中心备用护理设施——正在数日或数周内建成。可靠的电力供应是此类项目的前提。现代能源技术提供了成功的最佳机会。如今的分布式方法快速、灵活且可扩展。

1. 分布式方法可提升危机应对能力

分布式能源系统(DES)——即电力在消耗地点或其附近生产和存储的系统——正在提升效率和透明度,并使能源基础设施更具韧性。

可快速部署的分布式能源系统也可以有效应对其他类型的危机。它们可以帮助在飓风、洪水或其他自然灾害后迅速恢复供电。它们还有助于在小规模停电期间确保服务和企业持续运营。

2017年,蓝湖牧场(Blue Lake Rancheria)——位于加利福尼亚州北部、已有一百年历史的美洲原住民保留地——启动了其低碳社区微电网。COVID-19危机造成的巨大冲击凸显了现代社会对电力的依赖程度,而蓝湖牧场的分布式能源微电网系统再次证明了其不可或缺的价值。去年野火期间,当公共安全断电使周边社区陷入黑暗时,蓝湖牧场的系统凭借与微电网相连的自有电源,依然正常运行。

此外,冠状病毒相关停工所导致的供应链瓶颈凸显了通过多元化减少依赖的必要性。就我们的能源需求而言,分散且可控的分布式能源发电和储能解决方案可以为终端用户提供本地韧性,甚至实现完全脱离电网的独立运行——往往还能带来经济效益。电网运营商同样将受益,因为分布式能源系统能够在基础设施接近容量上限时管理需求,以降低高峰负荷。由此,分布式解决方案可以使我们的电力供应更加稳固,尤其是在充分利用其所产生数据的情况下。

2. 是时候收获能源行业数字化的红利了

冠状病毒正在加速社会和经济的数字化转型,我们应当把握由此带来的机遇。视频会议正在跨越地理距离。我们的社交生活已转移至线上。作家在互联网上进行公开朗读,音乐会以直播形式进行,中小学生也在网上上课。

工作的数字化也在推进。西门子等公司高度依赖数字技术与客户保持联系——不仅通过视频通话,还利用数字平台提供远程服务,以维持业务运转。可以说,这场危机正促使技术走向成熟,并在世界上占据一席之地。我们终于开始运用那些早已触手可及的能力。新的实践方式正在涌现。

但是,这些数字化进展是否在改善电力供应?能源行业在此方面显然并非从零开始。多年来,该行业一直在两场相互交织的变革——数字革命与能源系统变革——的冲击下承受着持续压力。二者缺一不可。

数字化转型是全球能源需求不断攀升的主要原因。专家预测,最早到2025年,数字化所产生的温室气体排放量就可能超过道路交通。然而,对能源行业而言,数字化转型对于应对日益增长的复杂性而言不可或缺。

分布式技术与间歇性可再生能源的整合,使我们的能源系统日益复杂。尽管如此,连接各个系统组件的数字链路提供了宝贵的数据。分析这些信息有助于改善负荷管理,并及时发现偏差,从而在潜在故障出现之前加以预防。

数字化在提升效率和透明度的同时,使基础设施更加稳健可靠——例如,利用智能电网连接建筑和电网等不同系统。曾经仅是孤立能源消费者的智能建筑,如今已成为分布式能源系统的重要应用领域。这些互联设施通过供应能源和数据,正成为电网中的积极参与者。

电网与建筑之间的数字化连接可以释放巨大潜力。建筑约占全球能源消耗的40%,但一座普通建筑仍会浪费其所消耗能源的多达50%。在此方面,我们可以在节省大量资金的同时保护环境。

为建筑配备数字化、网络化和智能化系统,可将其生态足迹减少多达80%。智能建筑是一种节能建筑,可以帮助我们应对气候变化——这是我们议程上的另一场危机。

3. 我们可以共同努力,弥合气候科学与经济现实之间的差距

冠状病毒危机与气候危机之间存在有趣的结构性相似之处:我们both需要同时压平感染曲线和气温曲线。两场危机都是全球性的,应对它们需要国际合作。两者都迫使我们必须未雨绸缪、积极行动。而且,两者都将不可避免地促使我们审视如何应对那些曾被视为理所当然的生活确定性,例如全球化。

我们目前需要集中全球力量应对疫情。但重建的时期终将到来。届时,我们将迎来打造全新的全球繁荣与气候保护模式的机遇。已有一些令人鼓舞的迹象表明,这一目标可以实现。

例如,各国政府一直以协调一致的方式遵循世界卫生组织的建议来遏制疫情。尤其是在医疗领域,国际合作比以往任何时候都更为重要。科学家也一夜之间成为公共辩论的焦点,人们正在寻求并遵循他们的建议。

研究人员及其警示在气候辩论中同样发挥着关键作用。然而,迄今为止,专家研究结论与实际执行之间的差距过大。现在,我们有机会缩小这一差距。我们必须以审慎的方式管理疫后经济复苏,确保繁荣与气候保护并非相互排斥。

鉴于其环境和经济效益,分布式能源系统有助于在能源政策这一具有战略重要性的领域弥合上述差距——例如,通过更好地整合可再生资源。确保其成功将需要在标准化、资金和政府政策等诸多领域开展密切合作。

矛盾的是,去中心化技术对于增强系统凝聚力极为有用。分布式能源系统可以激发关于如何学习新协作方式的全新思考。因此,让我们牢记从冠状病毒危机中吸取的最重要教训之一:我们同舟共济,只有通过合作,才能应对未来的挑战。

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