微电网:能源行业的未来破局者?

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  能源正朝分布式、多元化和可再生方向发展。可靠性和恢复力是新兴分布式能源系统的关键关注点,这让能够在本地发电、供电、储电的微电网变得越来越重要。

  试想一下,当你生活在偏远地区或遭遇飓风来袭,又或在园区办公时突然停电……无论哪一种情况,电力的供应本应是相当基础的需求,然而有时却并不一定能得到保障。

  微电网指的是小型电网,主要以太阳能、风能或生物质能来提供可靠的绿色能源。如果没有阳光和风,也可使用其他可再生能源代替。但如情况需要,它们也可以利用化石燃料供能。

  微电网既可以独立于主电网运行,即所谓的孤岛模式,也可以在相同的电压下与主电网相连,从而在用电高峰时从主网输入电力,用电低谷时向主电网输送多余电力。电网切换时,并不会影响可用性。

  电力供应的独立化、本地化、可持续以及恢复力在许多方面都是大有裨益的,不仅仅是为了让人安心。这也突显了微电网在某些关键场景下的作用,比如医院和国防组织,通常需要即时的备用电源支持。微电网也适合大学或企业园区、房屋协会或住宅开发区、科学园区或商业中心。事实上,几乎任何地方的社区都有能源自给自足的需要。

  微电网正在融入主流。一定程度上,这是技术进步带来更广泛普及的结果。但现在真正让它具有意义的是在新兴分布式能源系统中改变格局的潜力。

  安永的倒计时计划(countdown clock)强调了三个关键转折点:

  ►分布式能源(如屋顶太阳能和风能)的价格与主电网价格一样甚至更便宜。这意味着更高的市场份额,进而更多分布式能源将集成到本地电网。

  ►电动汽车的价格和性能与燃油车相当。本地电网上的负载将增加,并且驾驶员将根据需要不定时为车辆充电。需求的波动性将使平衡网络负载变得更加关键。

  在独立的基础上,由太阳能和电池技术支持的微电网,通常加上柴油发电机作为后备方案,有潜力改变偏远或位置不利社区的供电不足甚至不通电的生活。微电网还为消费者对于电网恢复力不断上升的需求提供了强有力的解决方案,尤其是在发达国家市场。例如,在英属维京群岛,当飓风玛丽亚于2017年9月登陆时,由300kW太阳能、900kW风能和500kWh储备电能组成的微电网仍在持续提供电力。

  随着电网缺陷的凸显,到2020年,微电网可能会从公用事业公司夺走超过6GW的业务。但是,如果公用事业公司也进入微电网领域,将获得约310亿美元的市场份额。事实上安永研究发现,如果公用事业公司能抓住微电网发展机会,分布式发电导致的损失可以减少高达三分之一。有些公司走在行业的前列。ENGIE集团正在着手实施由公用事业公司主导的全球最大微电网项目,其部署于帕劳共和国的100MW微电网将把可再生能源与储能技术结合起来,让这个岛国可提前5年实现其可再生能源目标。

  在发达国家和发展中国家,政府将受益于电网恢复力、能源安全和更多样的电气化发展潜能。一些监管机构正鼓励公用事业公司部署微电网,例如,让它们补偿客户停电的损失。

  在欠发达国家,微电网被证明是扩展传统电网和输电线路的一种经济有效的选择。在政策方面,它们为实现电气化和脱碳目标提供了强劲的推动力。

  微电网可以将这三种技术结合起来,提高电网的质量、可靠性和恢复力,降低总体成本。拥有如此巨大的变革潜力,微电网正变得不容忽视。

  例如,与区块链结合,可以创建一个永久且不可变的交易分类账,为参与者在一个安全透明的环境中进行电力交易提供了机会。在美国,LO3已经为使用区块链的产消者和消费者建立了一个可再生能源本地点对点交易市场,而Power Ledger在澳大利亚也做了同样的事情。

  加入人工智能,微电网将获得“大脑”。它可以预测可再生能源的投入,解读用户行为,估算产出,这意味着可以优化微电网以实时适应供需波动。在新加坡附近的研究测试平台上,法国能源信息公司METRON正在应用其人工智能来确定最佳的微电网策略。

  与此同时,分析技术将使网络能够对能源需求进行排序、调度和追踪,以减少对峰值需求的影响。

  战略远景已经指日可待,公用事业公司正在拥抱创新的到来,并在技术支持和消费者接纳的能源转型推动下前进。在新兴的可再生能源系统中,微电网的未来可能根本不像看起来那么“微型”。

  随着恢复力这一指标在新兴的分布式能源系统中变得越来越重要,微电网提供了一个引人注目的解决方案。微电网独立于主电网,主要由可再生能源供电,无论地形或气候如何,它都是目前能源安全和供应问题的灵活解决方案。1

  1.作者Thierry Mortier,安永电力及公用事业全球创新主管。原文参见:


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