未来电网:解锁能源转型和脱碳的价值潜力

全球气候变化的挑战日益严峻,使得推动能源变革已成为全球范围内的当务之急。在这一过程中,中国推动能源结构转型的步伐尤为积极。最近召开的中央全面深化改革委员会第二次会议就强调,我国生态文明建设已进入以降碳为重点战略方向的关键时期,要科学合理设计新型电力系统建设路径,在新能源安全可靠替代的基础上,有计划分步骤逐步降低传统能源比重。

在此前国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》也曾提出,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。

数字化转型塑造未来电网,应对新能源消纳挑战

事实上,以更清洁的新能源替代传统能源,可谓是全球各地共同努力的目标。但仅仅依靠建设更多新能源项目,而不考虑电网数字化转型的进程,则往往无法达到预期的降碳效果。对此,施耐德电气系统及服务业务全球执行副总裁Frederic Godemel谈到,在 2022年上半年,因为电网缺乏传输能力,德国约有 4%的可再生能源电力被浪费;无独有偶,2022年,美国加利福尼亚州同样因此而削减了2.4兆瓦时的风能和太阳能发电量,这些电量足以为约 20万户家庭供电。

这些实例都证明,作为连接电力生产和消费的桥梁和枢纽,电网数字化转型的速度直接影响能源转型进程。在这方面,作为全球能源管理领域的数字化转型专家,施耐德电气依托面向未来电网的EcoStruxure Grid架构与平台,利用数字化技术和解决方案,改善新能源的接入与整合能力,实现源网荷储各个环节的深度互动,提升能源全生命周期的效率,实现电网端到端的管理与优化。

Frederic Godemel指出,作为一种“为应对未来而生”的电网解决方案,未来电网将整合大量可再生能源以实现去碳化的电力。它不仅混合了集中式发电和分散式发电,还需要来自需求侧的支持。Frederic Godemel尤其强调了未来电网的数字化特征。他谈到:“风能和太阳能在本质上具有波动性,并且此类新能源发电和负荷时空分布极不均衡,这使得未来电网需要利用数字化功能来平衡电力供需。除此之外,正在大力部署的储能技术同样可以在灵活性方面发挥作用。”

由此可见,要消纳更大规模、更高比例的新能源,势必以数字化作为“解锁”挑战的金钥匙,从而真正让电网成为一项推动能源变革和脱碳的战略资产。

数字原生+数字孪生,解锁能源转型和脱碳的价值潜力

在实际应用中,要加速推进电网系统的数字化转型,需要以电力数据的采集作为重要抓手。只有进一步释放数据要素价值,才能不断强化电力数据的价值作用,推进数字化向更大范围、更高频度、更深层次演进。

除了释放电力数据的价值,近年来以数字孪生为代表的数字化技术,同样可以为电力项目的辅助规划设计、运维管理、调度指挥、故障处理、智能干预等场景提供全面的数字化支撑。在这方面,未来电网解决方案同样包含了全球领先的覆盖电气设计、仿真、工程和运营的可持续企业级平台——ETAP电气系统数字孪生平台,致力于进一步强化电网、新能源等电力项目全生命周期的数字化能力,促进企业转型升级与绿色可持续发展,主动拥抱电力系统的数字化转型,例如可以为企业调整用电负荷、削峰填谷等需求侧响应类的应用提供技术支撑。

特别是对于业界广泛关注的新能源消纳问题,ETAP电气系统数字孪生平台同样能够提供切实助力。它可以在新能源消纳从设计、建造到运营维护的全生命周期内提供完整的解决方案和系统工程交付。例如,其分布式能源接入分析验证和电能质量分析及改善等功能,可有效保障电力系统在新能源接入前后的安全稳定,让新能源消纳带来的价值更加清晰可见。

Frederic Godemel对未来电网的战略性前景充满了信心,他谈到:“尽管我们在谈论‘未来电网’,但它已经是完全成熟的解决方案。通过在施耐德电气自身的办公设施上采用最新的技术,我们在能源账单上实现了低于五年的投资回报周期——施耐德电气于2020年投入使用的IntenCity项目,不仅能耗低于欧洲楼宇平均能耗值的十分之一,从试运行之日起就实现了净零碳排放。”