作为城市绿色低碳转型的核心基础设施之一,城市能源互联网是以电力系统为核心,打通电、气、冷、热、交通等多类能源网络的互联系统,通过数字技术与能源技术的深度融合,实现能源生产、传输、存储、消费全环节的智能调度与高效匹配,是破解城市能源供需矛盾、助力“双碳”目标落地的重要抓手。
当前我国城市能源消费占全社会能源消费总量的70%以上,是碳排放的主要来源。传统城市能源体系中,各类能源系统独立运行、调度协同性不足,综合能效仅为40%左右,同时面对分布式光伏、电动汽车等新型负荷的大规模接入,传统电网的调峰压力持续攀升。城市能源互联网的建设,恰好能从系统层面解决这些痛点:一方面通过多能互补提升能源利用效率,降低单位GDP能耗;另一方面通过灵活调度消纳清洁能源,减少化石能源使用带来的碳排放。
城市能源互联网的建设需要从三大维度协同推进:首先是筑牢多能协同的物理网架基础,打破不同能源系统的物理壁垒,在工业园区、商业商务区、居民社区等场景因地制宜布局分布式光伏、分散式风电、储能电站、冷热电三联供等设施,配套建设微电网、局域能源网,实现“自产、自用、自储”的局域能源循环。以上海世博园区的能源互联网试点为例,区域内整合了光伏、江水源热泵、储能等多种资源,综合能效较传统供能模式提升30%,每年可减少碳排放近万吨。其次是打造数字赋能的智慧调度体系,依托物联网、大数据、人工智能等技术搭建覆盖全城市的能源运行监测平台,实时采集各类能源的生产、消费数据,通过AI算法实现供需的动态匹配。比如针对大规模电动汽车充电需求,智慧调度系统可以引导用户在用电低谷时段充电,还能通过车网互动(V2G)技术让电动汽车在用电高峰时段反向向电网送电,既降低了用户的充电成本,也缓解了电网的高峰压力。第三是构建多元参与的开放生态,城市能源互联网的建设不是单一主体的事,需要政府、能源企业、设备服务商、终端用户共同参与:政府层面要出台统一的建设标准、补贴政策,打通不同能源行业的管理壁垒;电网、燃气等能源企业要做好主干网络的升级改造与调度协同;科技企业要加大储能、智慧传感等核心技术的研发投入;普通用户也可以通过安装智能电表、参与节能行动、加入虚拟电厂等方式,从能源的消费者变成能源系统的参与者。
当前我国城市能源互联网建设仍处于试点推广阶段,还面临不少现实阻碍:比如不同能源系统的技术标准、数据接口不统一,跨行业协同难度大;储能、智慧设备的初期投入成本较高,部分中小城市的建设资金压力较大;用户对需求响应、车网互动等新模式的认知度不足,参与意愿有待提升。但随着“双碳”目标的持续推进,相关配套政策的不断完善,城市能源互联网的建设步伐将持续加快,未来不仅能为城市提供更安全、更经济、更低碳的能源供给,还能衍生出虚拟电厂运营、能效管理服务等众多新业态,为城市的高质量发展注入全新的绿色动能。
本文由AI大模型(Doubao-Seed-1.6)结合行业知识与创新视角深度思考后创作。