能源共享必须成为弹性能源结构的一部分(该弹性能源结构可以保证我们的安全。它不仅连接电力,还将我们彼此联系在一起),这一点将变得越来越重要,因为极端天气不断给电网带来压力,导致能源中断变得更加普遍。此外,我们还会因为世界逐步转向可再生能源而面临挑战。麦肯锡预测,到2030年,欧洲的电力需求将以每年3%左右的速度增长,这将给现有系统带来新的压力。
随着时间的推移,我们将不再只是消耗能源,还将创造和分享能源。为了实现这一目标,我们需要建立一个系统,欢迎新的公司参与到发电和配电的价值链中,并增强整个价值链的灵活性,从而释放新的机会。通过分散电网并将其与单一的智能通信网络连接,我们可以改变现有的电力设置,以支持数字化转型。
现在是时候在电网关系中建立双向价值链了,让电力在多个地点生产、存储和共享。
2021年,全球4%的人口遭遇了停电。
但情况本不需要这样。想象一下这样的场景:你正待在家中,收到一条消息,说你所在的城镇即将发生集中停电。你查看家里的数字能源界面,看到本地存储了多少电力,这些电力是你自己家和邻居家产生的电力。你可以看到还剩下多少小时的电力,以及如何优化其使用,而系统则会优先考虑该地区的紧急和关键服务,将你的一些电力供应给医院或消防和救援服务。很快,能源系统将使用安全的无线网络来实时共享关键数据。
在这种场景下,除了你的家,还有哪里可以储存本地能源呢?在许多国家/地区,相关部门会要求ICT行业在电信站点设置备用电源,以便在停电期间提供连接服务,特别是针对应急服务。具有智能远程连接的ICT站点,可以很容易地使用电池运行,而输电系统运营商(TSO),可以在稳定电网的频率或电压水平方面得到支持。
“智能能源系统管理需要智能移动网络。人工智能将管理能源分配,帮助预见问题并减轻停电的影响。人工智能工作迅捷,能够做出确保社会安全运转的决策。”
Fredrik Jejdling
爱立信全球执行副总裁兼网络业务部总经理
ICT行业和能源行业之间的深入合作将加强双方的实力,同时确保在紧急情况下,或是没有电力或网络连接的情况下,没有人会孤立无援。
ICT行业有机会与能源相关的资产进行更广泛的互联,可以利用这些资产为消费者加强能源的弹性和可靠性。很快,房主就可以选择将电动汽车的部分能源用于家中的另一项功能。随着这种新的变化的出现,监管机构将需要赋予多个利益相关者从电力中获得新收入流的能力,包括消费者。
实现无化石能源的目标正在推动世界转向太阳能光伏和基于风能的解决方案。麦肯锡预测,到2030年,这两种方法有望提供欧洲60%的能源容量。然而,这两种发电是间歇性的,受自然条件变化的影响,这使得对于它们的管理变得更加复杂。
随着这些间歇性电力能源被引入电网,输电系统运营商(TSO)将需要确保电力频率保持稳定。
鉴于这一新的挑战,能源基础设施有了提供智能通信服务的需求,以帮助减轻停电和限电的影响。例如,如果部署了支持长时间供电的电池解决方案,那么它们可以在用电需求低的时候充电或断开与发电源的连接,并在高峰时段离网使用电池运行,甚至可能充当电网的临时发电源。这可以通过安全的移动网络实现。
如何应对不可预测的气候?
发电方面的进步将需要一个单一的智能移动平台,作为监测电力生产能力和消费水平的测量装置。想象一个无线的、永远在线的传感器网络,它可以根据实时需求进行调整,并在事故影响扩大之前就识别出停电等情况。有一种内置智能的电网解决方案,它使用数字孪生(Digital Twins)——我们的物理世界的虚拟版本,来模拟和规划那些不可计划的情况。通过一个单一的移动平台,可以实现无缝、即时和智能的编排。平台利用AI来控制能源的使用时间和方式,并实现能源共享的自动化。智能移动网络对于智能电网的数字化和自动化至关重要。
该基础设施的建设将以安全为核心,确保智能电网抵御外部风险和威胁。使用专用的长期演进(LTE)和5G网络,能源提供商将可以访问安全的专用蜂窝无线网络,并利用边缘计算,让数据留在现场,确保数据安全、受保护。在法国,Électricité de France(EDF)与爱立信展开合作,在现场引入了增强的连接,使EDF员工及其合作伙伴能够通过安全终端远程访问资源。
通过与ICT提供商合作,能源运营商可以利用一个安全的移动平台,通过自动化和远程监控进行自我监控、自我诊断和自我修复,从而大大降低运营成本和复杂性。通过整合多个现有网络并使用蜂窝无线网络(而不是固定网络),可以获得多种经济效益。
每个国家都处于可再生能源发电的不同阶段。考虑到电网的复杂性和规模,扩大输电能力和消除瓶颈需要很长时间,规划期限可达15年,投资期限最长可达40年。
以波兰为例,该国三分之一的发电站建于1982年之前。根据气候与环境部副部长Anna Łukaszewska-Trzeciakowska的说法,由于电网容量不足,这种老化的系统导致约60- 80%的可再生能源无法接入。在能源基础设施不断现代化的同时,变化也即将到来:波兰最大的发电公司Polska Grupa Energetyczna与爱立信合作,提供关键移动网络解决方案,实现了超过500万台电表的安全远程读取、调度员通信服务以及自动网络控制机制。
随着能源供应商不断推行现代化,并努力以最大限度利用现有资产,他们可以使用专用蜂窝LTE/5G网络和大量物联网传感器来监控资产的实时状况。这使得他们能够快速决定是否更换或维护系统的一些部分。数字基础设施还将支持新的商业模式,允许从许多小型资产中高效地大规模聚集电力。统一多个过时的通信网络,并用一个单一、快速和广泛的移动网络取而代之,将使这种不断分散的能源格局团结为一体。
根据气候中心的数据,在美国,2011年至2021年期间,与2000年至2010年相比,与天气有关的停电平均每年增加约78%。能源中断不仅不安全,而且代价高昂。通过电网数字化,供应商可以优化使用,避免浪费。他们的电网将在危机期间更加稳健,并遏制停电带来的成本,如生产力损失。运营商(CSP)、ICT和公用事业合作伙伴合作实施能源编排,可以降低能源成本,同时从能源辅助服务中获得新的收入。齐心协力建立一个分散的智能电网系统,从长远来看是一种更具成本效益的方式。
在无线连接的支持下,大家团结一致,支持共享能源,可以使社会在动荡的未来保持运转。想想以下这些场景,想象一下新系统将如何提供帮助:
- 拯救生命:无限的通信将使无人机救护车能够带着重要的医疗服务到达伤患所在地,并能及时充电,为下一个目的地做好准备
- 水资源服务:水泵依靠电力。强大的电力网络保证了饮用水和排水的安全运转
- 获取资金:资金将继续以数字方式使用,使人们能够购买食品和用品
- 寻求帮助或关照朋友和家人:ICT和能源系统相结合,保证了灾后最需要的连接服务正常提供
连接是为弹性能源共享基础设施提供动力的关键,这是一个可靠、智能和安全的系统,可以灵活应对动荡的未来。只要有合理的政策改变,并在储存能源和构建网络的方式和地点方面做出正确的投资,就会激发无限的潜力。爱立信与全球各地的政府和行业合作,管理关键基础设施并在公用事业领域进行创新。
您认为这种新能源模式会把我们带向何方?从零能耗设备到探索AI如何支持能源管理,有大量的机会在等着我们。
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作者
另外感谢:
Helene Hallberg、Erik Sanders和Lars Humla