如何驶向低碳城市？绿色低碳城市能源智能体是方向

Original 黄海峰海峰看科技

2024-09-18

随着人类社会经济持续发展，越来越多人口涌向城市，让城市数量不断增长。据城市大数据库数据显示，截至2021年底，全球共有13861座城市。在中国，据国家统计局，截至2021年末，中国共有691座城市。

城市带来极大的效率，但也成为碳排放大户。数据显示，城市居住着全球50%以上的人口，产生了全球GDP的80%，碳排放量占全球70%以上。在碳中和、碳达峰成为全人类共识和使命之时，城市要如何与双碳目标协同发展？

对此，我国“十四五”规划提出以绿色低碳发展为引领，加快转变城市发展方式；2022年我国住房和城乡建设部、国家发展和改革委印发城乡建设领域碳达峰实施方，提出建设绿色低碳城市，打造绿色低碳县城和乡村。

但说易行难，建设绿色低碳城市面临不少挑战，如城市能源结构高碳、电力供需紧张、交通电动化冲击、能耗高、效率低、系统韧性不足等。该怎么办？近日在深圳举行的2022碳达峰碳中和论坛暨深圳国际低碳城论坛上，笔者找到驶向低碳城市星辰大海的方向。

“未来城市能源系统升级的方向，是构建一个绿色低碳城市能源智能体。”华为数字能源技术有限公司总裁侯金龙在演讲中提到。据介绍，该智能体顺应低碳化和数字化两大趋势，可以让城市实现高质量发展。

但笔者疑惑，在低碳城市建设中，我们为何要城市能源系统？绿色低碳城市能源智能体，到底是什么？我们能根据哪些特征构建？

眺望低碳城市：

城市能源系统是关键

如果将城市视为一座永不停转的机器，能源系统就是城市源源不断动力的基础。城市的照明、交通、餐饮、供暖等任何一种服务都需要能源系统提供动能。

如果将低碳城市视为城市发展的星辰大海，那城市能源系统便是驶向大海的船。但这艘船在驶向低碳城市时面临不少挑战。

第一，能源结构高碳问题。国家生态环境保护专家委员会委员、原国务院三峡办副主任胡保林近日表示，中国的能源禀赋是富煤贫油少气，化石能源占比高达84.7%，大部分为煤炭，新能源占一次能源消费比重不足16%。

同时，我国城市存在外部供电比例高，新能源发电比例低问题。据国家统计局数据，2021年我国发电中煤电占比为65%，新能源发电占比为18.5%。

第二，电力供需矛盾突出。今年夏天，我国南方多地用电负荷峰值再创新高。比如，广东最高负荷较去年增长7.1%。

但我国在电力系统上调控方式比较单一，用电高峰期出现拉闸限电情况。刚刚过去的夏天，从西部的四川、重庆，到东部的江浙沪均上演了拉闸限电大戏。企业由于限电停产，上海也宣布暂停开放外滩等部分区域景观照明。

第三，交通电气化快速发展。据乘联会发布数据，我国新能源汽车渗透率达到23%。新能源汽车销量在持续增长。

新能源汽车保有量的增长，会带来充电体验差的问题。电动车的无序充电，会对电网造成较大冲击，也影响城市供电系统安全运行。

第四，能耗高、效率低。城市中分布的工厂、园区、建筑存在整体能耗高，制冷、供热效率低，缺乏有效管理，浪费严重。据工信部数据，我国工业能源消费量占全社会能源消费总量的65%左右。

第五，城市能源系统韧性不足。近年来，各种极端天气、自然灾害等增多，给城市能源系统带来种种风险。比如，今年夏天极端高温干旱天气影响，7月到8月间，四川水电较常年减少五成、光伏发电量同比下降6%，造成四川供电紧张。

寻踪觅迹：

城市能源系统升级路在何方？

城市能源系统如何跨过以上挑战，驶向低碳城市？君子顺势而为，谋时而动。看清时代发展趋势，才能扬帆远航。

21世纪低碳化和数字化是两大确定性的发展趋势。一方面，低碳化，能源结构将走向生产端的可再生能源化，消费端的电气化。另一方面，数字化，5G、AI、云计算、大数据、区块链等数字技术已融入到各种产业。

城市能源系统也将沿着低碳化、数字化方向发展。城市能源系统亟待升级，而升级方向为绿色低碳城市能源智能体。

想必很多读者脑海中已生出多个问号，绿色低碳城市能源智能体，指代什么？

据了解，该智能体通过分布式智能光伏、虚拟电厂VPP、V2X、综合智慧能源、智能微电网等创新的产品与解决方案，实现“源、网、荷、储”智能协同，最终构建一个基于智能电网、智能微网的城市能源互联网。

就在此次论坛上，华为向与会者展示了低碳城市、家庭绿电、VPP虚拟电厂+5G基站、中小型数据中心等场景化的低碳解决方案，通过持续技术创新和实践应用，从生产侧和消费侧助力“碳达峰”“碳中和”目标的早日实现。

在笔者看来，绿色低碳城市能源智能体，完全顺应时代发展趋势：一方面，综合智慧能源在能源结构上实现了再生能源化，产业通过设备升级改造实现消费端的电气化；另一方面，智能光伏等创新方案，基于5G、AI、云计算等技术，实现城市能源系统数字化。

你可能还疑惑，支持该智能体的光伏、平台等华为数字能源软硬件解决方案及产品，是否可以带来真正的价值？据介绍，位于深圳福田的安托山总部大厦，选择安装3.09MW容量的光伏装机，每年预计可生产150万度光伏绿电。同时，安托山总部大厦通过暖通空调节能、照明节能、光伏幕墙隔热节能等方式，年耗电量将从约1192万度降到约589万度，年省电比例达51%，每年碳排放量由约5379吨降至约1984吨，降低比例达63%。在深圳供电局，其建成的虚拟电厂运营管理云平台，可实现实时最大可调节负荷能力超18万千瓦。

正是在多个数字能源方案的支撑下，深圳这座创新城市，走出了一条更高质量更可持续的绿色发展新路径。据统计，在保持经济稳健发展的同时，2021年全市单位GDP能耗和GDP碳排放仅为全国水平的三分之一和五分之一。

基于以上分析，我们不难看出，绿色低碳城市能源智能体正是城市能源系统升级的正确方向，而深圳已经走在这样的道路上，给出了精彩的示范。

探本穷源：

如何找到城市能源智能体

既然我们已经知道绿色低碳城市能源智能体，是城市能源系统升级的方向，接下来的问题便是，城市管理者要如何辨识，最终构建出正确的、成熟的智能体，实现低碳城市发展行稳致远。我们发现绿色低碳城市能源智能体拥有五大特征。

特征一：安全

安全特征主要包括运行安全、供应安全稳定和消费安全可靠。绿色低碳城市能源智能体可通过数字化电网，在线监测与调度，提升电网稳定性；通过智能调度和控制、VPP虚拟电厂等创新方案实现源荷互动、运行安全；通过大力发展分布式光伏、共享储能等提升本地能源电力供给能力；通过建立分布式能源及储能系统的安全标准体系，保障资产安全、人身安全。

特征二：韧性

韧性特征包括微电网、应急保障、电网网络安全。绿色低碳城市能源智能体通过建设分布式能源、园区级的自治微电网，提升城市每个园区的能源自我保障能力；通过电动车的储能系统及V2X技术，可为城市提供应急备电，从而助力城市能源系统应对极端天气等灾难；通过数字技术，提升电网安全防控能力，支撑城市建成智能化、有韧性的智能电网。

特征三：高效

高效特征包括能效优化和设备升级改造。绿色低碳城市能源智能体通过数字技术实现园区、工厂等高能耗场景的冷、热、电、照明等用能的智能调度，实现节能和能源高效利用；通过普及高效电源、高效变频器，推动老旧高能耗设备淘汰。

特征四：低碳

低碳特征包括绿色电力的开发、消费侧的电气化，以及加速能耗双控到碳排双控。绿色低碳城市能源智能体在发电侧加大光伏、风电等分布式可再生能源，并基于绿证、碳交易构筑绿色低碳能源闭环商业体系；在消费侧通过煤改气、气改电等方式加速电气化升级，并加快电动车与充电产业发展；在管控政策层面，从能耗双控转向碳排双控。

特征五：智能

智能特征包括能源数字化和融合创新。绿色低碳城市能源智能体基于AI、云、大数据、5G、物联网等技术构筑“数字孪生的能源系统”，助力城市能源系统智能化；通过融合能源流和信息流，实现万“能”互联，衍生科技创新，促进绿色产业发展，催生各种新型商业生态。

笔者观察：

方向已明，城市数字能源系统加速前行

随着以数字技术为主导的新一轮科技革命加速到来，越来越多的城市加入数字化城市建设的浪潮。

在数字城市建设中，交通智能体加速交通数字化转型，政务服务智能体加速政务数字化转型，工业制造智能体加速工业数字化转型，供热智能加速供热领域数字化转型。

而在低碳城市建设中，当城市能源系统面临众多挑战时，我们发现绿色低碳城市能源智能体，成为城市能源系统演进方向。

如今，行业前行的方向已明，城市能源系统需要向着绿色低碳城市能源智能体加速奔跑。在一过程中，我们也呼吁产业伙伴携手同行。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。相信会有越来越多城市，借助绿色低碳城市能源智能体，向低碳城市狂奔，让我们的生活工作变得更低碳、更绿色、更智能！

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