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2014年，施耐德電氣攜手合作伙伴歐芮府以及德國能源署，把柏林舍內(nèi)貝格區(qū)的一座廢棄煤氣站，打造成了歐洲第一，世界領(lǐng)先的零碳園區(qū)。2020年，施耐德電氣和Enel集團(tuán)聯(lián)合發(fā)起倡議，將與社會(huì)各界通力合作，力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)全球100個(gè)城市的"凈零碳排放"轉(zhuǎn)型。
至此，施耐德電氣對(duì)零碳城市的探索，已經(jīng)從理論走向?qū)嵺`，從試點(diǎn)走向規(guī)模覆蓋，新一輪的進(jìn)階之路在全球碳中和的大背景下，被賦予了更為深刻和豐富的內(nèi)涵與使命感。
而在中國，時(shí)值“十四五”開局之年，“綠色低碳”成為時(shí)代主題。在“碳達(dá)峰”和“碳中和”的目標(biāo)面前，中國乃至全球如何通過能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐，不斷趨近及實(shí)現(xiàn)城市的“凈零碳”愿景呢？ 從電力能源系統(tǒng)的角度出發(fā)，又能夠?yàn)檫@一愿景提供哪些助力？
歐洲首個(gè)零碳園區(qū)
歐瑞府零碳科技園位于柏林市區(qū)西南方位，占地5.5公頃，有25幢建筑，150家創(chuàng)新型企業(yè)，近3500人入駐。100多年前這里是煤氣站，也是當(dāng)時(shí)最前沿的能源技術(shù)，現(xiàn)在，這座園區(qū)與零碳能源技術(shù)有機(jī)融合，繼續(xù)引領(lǐng)時(shí)代發(fā)展潮流。
借助施耐德電氣與合作伙伴聯(lián)合設(shè)計(jì)的零碳方案，歐瑞府完成了向“零碳”的轉(zhuǎn)變：在這里，光伏風(fēng)電地?zé)岬瓤稍偕茉吹玫搅遂`活有效的利用；電動(dòng)汽車智能充電站的電來源于風(fēng)電；儲(chǔ)能電站、園區(qū)的儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷及熱泵保障了用能的靈活性；所有的新建筑都是“綠色建筑”，獲得LEED能源性能標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證并獲得鉑金級(jí)別。
這一零碳方案是兼顧社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的超前規(guī)劃，包括EcoStruxure架構(gòu)的數(shù)字化方案——能源管理與整體智慧園區(qū)的云邊端結(jié)合整體數(shù)字化方案，涵蓋樓控產(chǎn)品，變頻器，無六氟化硫中壓開關(guān)設(shè)備，EBO樓宇運(yùn)營系統(tǒng)，PME電能管理系統(tǒng)；同時(shí)，還落地了基于微網(wǎng)EMA的整體光伏、儲(chǔ)能和充電方案，確保整個(gè)園區(qū)在運(yùn)營階段實(shí)現(xiàn)碳中和。
自2014年建成以來，德國歐芮府零碳科技園穩(wěn)達(dá)德國與歐盟的2050氣候目標(biāo)，園區(qū)80%至95%的能源已從可再生能源中獲得，并且驗(yàn)證了經(jīng)濟(jì)的可行性，為全世界零碳園區(qū)打造了標(biāo)桿，已經(jīng)成為德國能源轉(zhuǎn)型的創(chuàng)意靈感的象征。
倡議實(shí)現(xiàn)全球100個(gè)城市的"凈零碳排放"
2020年，施耐德電氣集團(tuán)主席兼首席執(zhí)行官趙國華先生和Enel集團(tuán)首席執(zhí)行官兼總經(jīng)理Francesco Starace先生在世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）共同發(fā)起“系統(tǒng)效率倡議：凈零碳城市”——施耐德電氣和Enel集團(tuán)與社會(huì)各界通力合作，力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)全球100個(gè)城市的“凈零碳排放”轉(zhuǎn)型。
2021年，作為這一倡議的首個(gè)成果，施耐德電氣聯(lián)合世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布了《凈零碳城市：綜合方法》的洞察報(bào)告，提出以“全系統(tǒng)節(jié)能增效”的解決之道來逐步實(shí)現(xiàn)“凈零碳”城市的目標(biāo)。這一綜合方法的實(shí)施機(jī)制包括清潔電氣化、智能數(shù)字技術(shù)、高效節(jié)能建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，以及針對(duì)水、廢物和材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方法。
首先，推進(jìn)清潔電氣化。城市巨大的用能，來自于交通、工業(yè)、暖通乃至生活、生產(chǎn)方式的方方面面。推動(dòng)建筑和交通等主要用電部分使用電力作為能源介質(zhì)，推進(jìn)清潔電氣化，有助于實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)節(jié)能增效。這是因?yàn)椋姎饣梢詫⑾嗷ヂ?lián)系、相互貫通的部門統(tǒng)一為整體，并利用智慧的解決方案進(jìn)行高效調(diào)配，這是其作為用能“樞紐”的巨大優(yōu)勢(shì)之一。
清潔電氣化可以使以前相互獨(dú)立或只能小幅度互動(dòng)的多個(gè)部門的電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一體化。在之前的模式中，客戶付款，公共事業(yè)公司提供能源或燃料，信息流動(dòng)較小。通過清潔電氣化，一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)已然成型。能源、付款和信息可以通過建筑、交通和電網(wǎng)向四面八方流動(dòng)，從而使得更加有力的需求響應(yīng)方案、使用時(shí)間和分區(qū)定價(jià)，以及儲(chǔ)能服務(wù)成為可能。
第二、 打造智慧能源基礎(chǔ)設(shè)施。智慧能源基礎(chǔ)設(shè)施（包括發(fā)電、分布式能源、電線、供熱和制冷網(wǎng)絡(luò)、智能電表、智能充電以及涵蓋“電網(wǎng)”方方面面的其他設(shè)施）是城市運(yùn)行的基礎(chǔ)。能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本，是所有其他服務(wù)的基礎(chǔ)。如果沒有能源基礎(chǔ)設(shè)施，電力、電信、廢水處理和電力運(yùn)輸?shù)鹊染蜔o從談起。為了加速實(shí)現(xiàn)凈零碳，就需要發(fā)展現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施，特別是在城市。今天的能源基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)面貌向智慧化的形態(tài)發(fā)生進(jìn)化，尤其是從單一的、以化石能源為主體的集中式電力系統(tǒng)，發(fā)展為靈活、安全、智慧的綜合能源系統(tǒng)。
未來的綜合能源系統(tǒng)將以高水平的可再生能源和更穩(wěn)健、更數(shù)字化、更具彈性的電網(wǎng)為基礎(chǔ)，成為一個(gè)以大量可再生能源為基礎(chǔ)、日益分散化和數(shù)字化的系統(tǒng)，并通過類似“毛細(xì)血管”的微電網(wǎng)延伸到各個(gè)社區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源的最大化利用。這一目標(biāo)看似波瀾不驚，但實(shí)際系統(tǒng)的落地和替代，必須依賴于兼具靈活性和安全可靠性的現(xiàn)實(shí)解決方案。
在這一方面，施耐德電氣整合ETap，主張打造以電網(wǎng)建模和仿真分析為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以底層互聯(lián)互通的設(shè)備為基礎(chǔ)，通過邊緣層提供電力運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個(gè)設(shè)備加電力系統(tǒng)的完整電力模型。同時(shí)，依托第三層，包括傳統(tǒng)的電力分析以及ETap的專業(yè)的電力網(wǎng)絡(luò)的分析能力，為客戶提供以數(shù)字孿生電力系統(tǒng)為依托的，面向未來的電力系統(tǒng)，從而在設(shè)計(jì)和建造過程中，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)通用，實(shí)時(shí)更新。
Vila Olímpia曾經(jīng)是圣保羅都市區(qū)的一個(gè)農(nóng)村邊緣地區(qū)，現(xiàn)已發(fā)展成為該市的“硅谷”，是未來尖端科技區(qū)的典范。意大利國家電力公司（Enel）與當(dāng)?shù)卣?dāng)局和國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)Agência Nacional de Energia Elétrica（ANEEL）合作開發(fā)了南美第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生項(xiàng)目。該數(shù)字孿生項(xiàng)目基于物理電網(wǎng)上安裝的約5000個(gè)傳感器，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行了模擬。每個(gè)傳感器都能向能源分銷商和當(dāng)?shù)乩嫦嚓P(guān)方提供實(shí)時(shí)的狀態(tài)信息。該模型使用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和3D建模等來管理系統(tǒng)，從而提高服務(wù)質(zhì)量。例如，它借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)實(shí)現(xiàn)便捷的電網(wǎng)檢查，從補(bǔ)救性維護(hù)（修復(fù)問題）轉(zhuǎn)向預(yù)防性維護(hù)，后者可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)并提前采取行動(dòng)。數(shù)字平臺(tái)還提高了人們對(duì)能源的使用、效率和節(jié)約的意識(shí)。
第三、打造超節(jié)能建筑。打造節(jié)能建筑也是推動(dòng)城市走向凈零碳未來的有效途徑。今天，互聯(lián)互通的超節(jié)能建筑可以將高性能低碳建材與電力系統(tǒng)、分布式能源、智能管理系統(tǒng)相結(jié)合，最大程度提高能效。
例如，依托超節(jié)能建筑的先進(jìn)設(shè)計(jì)，可以利用屋頂太陽能等分布式能源，優(yōu)化建筑中電動(dòng)汽車的電力來源。還可以通過建筑管理系統(tǒng)和需求聚合商，提供電網(wǎng)柔性和其他服務(wù)，從而降低成本。而依托全面的EcoStruxure解決方案，施耐德電氣同樣可以讓各類建筑變身為城市網(wǎng)格內(nèi)節(jié)能優(yōu)化的有力節(jié)點(diǎn)。
在這方面，芬蘭 Lidl 配送中心的一座數(shù)字化倉庫，就憑借施耐德電氣的解決方案實(shí)現(xiàn)了“脫胎換骨”。這一項(xiàng)目通過采用施耐德電氣 EcoStruxure™ 微電網(wǎng)和 EcoStruxure 樓宇運(yùn)營解決方案，節(jié)約了高達(dá) 70% 的能源成本。
為了盡可能提高能效，這座數(shù)字化倉庫采用了微電網(wǎng)以及一個(gè)綜合性的建筑管理系統(tǒng)，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)性機(jī)器學(xué)習(xí)算法收集、預(yù)測(cè)和優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)資源的運(yùn)行。此外，作為芬蘭第一座采用冷暖一體化系統(tǒng)的建筑，這一系統(tǒng)可以儲(chǔ)熱以供冷天使用，或?qū)⒂酂峁⿷?yīng)給城市供暖網(wǎng)。而且，這一配送中心還能為芬蘭系統(tǒng)運(yùn)營商提供電網(wǎng)服務(wù)，助力增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性。
從歐洲首個(gè)零碳園區(qū)到“100個(gè)凈零碳城市”的倡議，施耐德電氣的零碳進(jìn)階之路在不斷拓展。在近日舉辦的創(chuàng)新峰會(huì)上，施耐德電氣正式發(fā)布綠色能源管理理念，基于這一理念，施耐德電氣將在能源供給和能源需求雙端，提供從專業(yè)頂層設(shè)計(jì)咨詢，到軟件系統(tǒng)，硬件產(chǎn)品，再到全生命周期服務(wù)，覆蓋源網(wǎng)儲(chǔ)荷全過程的端到端解決方案，不斷為城市生產(chǎn)、生活的各個(gè)環(huán)節(jié)提供安全可靠、數(shù)字化、低碳的能源解決方案，以持續(xù)助力電網(wǎng)數(shù)字化、低碳化轉(zhuǎn)型為抓手，響應(yīng)國家發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)的要求，深入推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐，為建設(shè)凈零碳城市做出貢獻(xiàn)。
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