北京2021年12月20日 /美通社/ -- 在地球生態(tài)環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn)之下，如何推動人類社會與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，成為我們每個人必須面對的時代命題。全球多國已陸續(xù)明確了碳中和的時間表，中國也積極實施應(yīng)對氣候變化的國家戰(zhàn)略，并率先采取了調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)等方式來提高能效，以壯士斷腕的勇氣擺脫對傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展方式的路徑依賴，以一往無前的決心推動碳達峰、碳中和（以下簡稱“雙碳”）變革落地。
ABB作為全球電氣化和自動化的領(lǐng)先企業(yè)，將可持續(xù)發(fā)展理念貫穿于價值鏈始終，并在邁向碳中和的進程中積極擔(dān)負自身使命和責(zé)任，利用技術(shù)專長，共同推動這項全球性的事業(yè)向前發(fā)展。日前，基于深耕電氣化與數(shù)字化行業(yè)的長期經(jīng)驗與洞察，ABB重磅推出《ABB電氣碳中和白皮書》，通過深度剖析碳排放占比靠前的園區(qū)、建筑、交通、數(shù)據(jù)中心四大領(lǐng)域當前與未來的減碳關(guān)鍵、解讀提升能源效率的底層邏輯并結(jié)合提升工藝、更新設(shè)備等數(shù)字化手段，為行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型提供了切實可行的路徑參考。
《ABB電氣碳中和白皮書》正式發(fā)布
《ABB電氣碳中和白皮書》：賦能低碳社會，從目標、挑戰(zhàn)到實現(xiàn)路徑
宏大的頂層設(shè)計之下，碳中和目標對于正處于工業(yè)化進程的中國而言實際上是個巨大的挑戰(zhàn)和考驗。當前，中國在全球二氧化碳及溫室氣體排放中的占比分別約為30% 和26%，是2019 年全球排放占比最高的單一國家。如果將中國的直接碳排放量細化到具體行業(yè)，會發(fā)現(xiàn)電力和工業(yè)這兩大高排放領(lǐng)域占據(jù)了超過70%的份額，而交通、建筑占比約為11%和7%，可見推動能源結(jié)構(gòu)演進是實現(xiàn)高碳排放行業(yè)中短期內(nèi)脫碳的重要舉措。
因此，踐行“3060”戰(zhàn)略，能源轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵，電力是主力軍，需要不斷深化電力改革和持續(xù)推進技術(shù)創(chuàng)新，以解決新型電力系統(tǒng)發(fā)展在“源-網(wǎng)-荷”側(cè)帶來的主要挑戰(zhàn)。
不過，正如ABB電氣中國負責(zé)人趙永占在本次發(fā)布的《ABB電氣碳中和白皮書》白皮序言中提到的，“隨著中國減碳按下‘加速鍵’，深入分析并挖掘重點行業(yè)的減碳潛力無疑是實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵舉措?！?以產(chǎn)業(yè)園區(qū)、建筑、交通和數(shù)據(jù)中心行業(yè)應(yīng)用場景為代表，城市這一巨大的能源消費端減少碳排放對實現(xiàn)雙碳目標意義非凡。
放眼全球，加快打造城市綠色生態(tài)、推動雙碳目標下的綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)成為包括中國在內(nèi)多國未來城市建設(shè)的重中之重。人工智能和數(shù)字化經(jīng)濟是智慧城市轉(zhuǎn)型與結(jié)構(gòu)調(diào)整的新藍海，對打造綠色生態(tài)、提升城市可持續(xù)化發(fā)展具有重要意義。智慧城市的建設(shè)需要由創(chuàng)新來驅(qū)動，而創(chuàng)新則需由技術(shù)來主導(dǎo)，本文將聚焦智慧城市的上述行業(yè)應(yīng)用場景，探討ABB是如何不斷推進產(chǎn)業(yè)智能化、數(shù)字化變革升級，打造更高效、更舒適、可持續(xù)的未來。
時代藍圖下，綠色生態(tài)引領(lǐng)智慧城市“雙碳”協(xié)同發(fā)展
聯(lián)合國人居署數(shù)據(jù)顯示，到2030年全球60%的人口都將聚集在城市。智慧城市思維順應(yīng)了這種城市化浪潮迫切而復(fù)雜的需求，其核心目標是讓我們的城市實現(xiàn)更加蓬勃、穩(wěn)健和可持續(xù)。因此，城市場景為進一步實現(xiàn)碳中和，就需要充分考慮自身特性，在以下四大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳發(fā)展。
雙碳理念下產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃的新思考是智慧城市的微觀呈現(xiàn)，讓園區(qū)實現(xiàn)碳排放與吸收平衡以構(gòu)建智慧城市的先鋒項目落地。由于園區(qū)是眾多企業(yè)工作的載體，同時也是能源消耗大戶，與傳統(tǒng)園區(qū)不同的是，未來的碳中和園區(qū)在自身規(guī)劃、建設(shè)、管理等方面將系統(tǒng)性地融入低碳理念。如何通過數(shù)字化、智能化手段實現(xiàn)園區(qū)發(fā)電、配電、用電的協(xié)同運作，從而讓多種能源互補利用、加強園區(qū)內(nèi)各機構(gòu)間能源共享，以此讓園區(qū)更智能化、經(jīng)濟效益最大化，成為全球諸多大型園區(qū)關(guān)注的焦點。
園區(qū)能源微網(wǎng)架構(gòu)圖（來源：《ABB電氣碳中和白皮書》）
ABB于2019年在德國打造了集團首個碳中和生產(chǎn)基地 -- ABB Busch-Jaeger工廠，通過2年時間對園區(qū)進行低碳建設(shè)，升級了包括分布式光伏、儲能、充電設(shè)施以及智慧能源管理系統(tǒng)。在天氣晴朗時光伏發(fā)電可滿足工廠100%的日常運營電力需求。為了滿足高峰時段的用電需求，工廠額外輸入的能源也是經(jīng)過認證的零碳電力，項目預(yù)計每年可減少CO2排放超過630噸，并且降低4.2% 的能源成本。
依托成功經(jīng)驗的同時，為進一步探索智慧園區(qū)綠色化轉(zhuǎn)型，ABB正在對廈門工業(yè)中心智慧園區(qū)實施升級建設(shè)項目，升級包括屋頂光伏和車棚光伏發(fā)電系統(tǒng)，配套儲能和交直流充電設(shè)施。智慧能源柔性調(diào)節(jié)系統(tǒng)將為現(xiàn)有園區(qū)能源管理、樓宇自控系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)進行統(tǒng)一聯(lián)接，部署多策略柔性調(diào)控系統(tǒng)。
建筑是微縮的城市，塑造著城市的風(fēng)貌。便捷舒適美好的城市生活如今正離我們越來越近，對建筑物的需求也變?yōu)楦右司雍涂沙掷m(xù)，并朝著實現(xiàn)建筑凈零碳目標邁進。而現(xiàn)階段建筑行業(yè)全過程碳排放的總量龐大，約占全社會碳排總量的二分之一。提高能源使用與運營效率以減少運行階段碳排放，被普遍認為是建筑行業(yè)目前亟需解決的問題，也是實現(xiàn)凈零碳的路徑。
ABB打造的智慧能源管理中臺采用“能源路由器”設(shè)計理念集成了新能源接入的功能。例如光伏建筑一體化（BIPV）方案提升建筑自身清潔能源生產(chǎn)能力，與汽車充電樁以及建筑和家居控制系統(tǒng)，形成多元電源支撐，根據(jù)負荷預(yù)測調(diào)配能源并進行存儲，大大增加用電靈活性。方案還能實現(xiàn)清潔能源的最大化就地消納，并對建筑運行中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行深度透視，達成能效提升并智能給出對設(shè)備運維的階段性建議。此外，ABB智慧樓宇自動系統(tǒng)可對樓宇的通風(fēng)、配電、照明等系統(tǒng)進行控制并無縫對接ABB 智慧能源管理中臺，可節(jié)省30%的用電運營成本和25%的能源成本。
ABB攜手天津大學(xué)建筑學(xué)院打造的R-CELLS被動式太陽能新型建筑，便代表了綠色建筑的發(fā)展方向，將未來愿景照進現(xiàn)實。作為太陽能零碳建筑原型，R-CELLS提出了“一生的健康生態(tài)住居”理念，R代表可持續(xù)建筑的特征，CELLS 借鑒生物細胞自組織、自適應(yīng)、自循環(huán)及多樣復(fù)制的特點，創(chuàng)造能夠智慧化響應(yīng)環(huán)境變化，能源自給自足，可復(fù)制、可擴展的模塊化建筑原型。
交通是城市的脈絡(luò)，是城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，是推動智慧城市落地的前提條件。未來交通如果實現(xiàn)全面電氣化，要解決來自能源端、負荷側(cè)、配電網(wǎng)及終端設(shè)備本身的挑戰(zhàn)，需從全局考慮，打破以往多個系統(tǒng)孤島運行方式，實現(xiàn)“源、網(wǎng)、荷、儲、端”的協(xié)同運行。
具體而言，可以通過數(shù)字技術(shù)實時感知各個發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)施、傳輸通道以及用能設(shè)施的狀態(tài)，多策略精準柔性調(diào)控，建立科學(xué)負荷側(cè)管理系統(tǒng)，解決大容量充電設(shè)施擴容難題和降低電網(wǎng)的沖擊，提高系統(tǒng)運行效率來減少全生命周期的碳排放。ABB在分布式能源接入、充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及環(huán)保電氣設(shè)備部署等多個領(lǐng)域均能有效助力交通領(lǐng)域的電氣化未來。
分布式能源接入應(yīng)用上，ABB依托ZEE600智慧能源管理中臺為用戶容量規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計、運維管理提供一站式解決方案，讓微電網(wǎng)建設(shè)更容易、系統(tǒng)架構(gòu)更加經(jīng)濟可靠、運維更簡單、效益更顯著，并通過構(gòu)建以新能源為主體的微電網(wǎng)，提升交通行業(yè)綠電使用比例，助力行業(yè)碳減排。
新型交直流混合微網(wǎng)在高速公路上的應(yīng)用示例（來源：《ABB電氣碳中和白皮書》）
充電設(shè)施領(lǐng)域，ABB端到端的閉環(huán)解決方案，帶來直流、交流及電網(wǎng)協(xié)同V2G充電方案，助力智慧交通行業(yè)能源安全可靠供應(yīng)，高效使用清潔能源，推進交通領(lǐng)域的源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展。
電氣設(shè)備維度，ABB參與研發(fā)的加強型空氣AirPlus是目前交通行業(yè)大量使用的SF6替代環(huán)保介質(zhì)研究中最有前景的技術(shù)之一，ZX2 AirPlus 氣體絕緣開關(guān)柜在保持安全、可靠和相同尺寸的前提下，能夠直接助力軌道交通配電設(shè)備領(lǐng)域的環(huán)保化。
智慧城市融合了物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，而支撐這種多體系智慧應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心，是保障智慧城市建設(shè)的“基石”。數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展，能源需求也會持續(xù)攀升，需從數(shù)據(jù)中心的碳足跡出發(fā)，探索低碳數(shù)據(jù)中心的長遠發(fā)展路徑。
在數(shù)據(jù)中心行業(yè)，過高的用電量致使其成為“產(chǎn)碳大戶”，非IT設(shè)備的耗能成為數(shù)據(jù)中心的痛點。若采用多源分布式10kV 柔性直流智能配網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心供電，可比交流配電系統(tǒng)節(jié)能5%~15%。將多個電源系統(tǒng)互聯(lián)時, 其各端的交流電網(wǎng)無需進行同步調(diào)整，便可以按各自的頻率和相位運行，加強了區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)互通，有助于實現(xiàn)清潔能源高效安全接入。ABB 最新推出了采用基于 IGCT 的靜態(tài)變流器，構(gòu)建配電網(wǎng)柔性直流互聯(lián)解決方案，實現(xiàn)了異源互聯(lián)、閉環(huán)運行、潮流可控和互濟、均衡負載等功能，有助于減少系統(tǒng)冗余并加速變電站建設(shè)，充分釋放電網(wǎng) 100% 的容量。
同時，策略性地部署儲能系統(tǒng)可提高電網(wǎng)的運行性能和可靠性，更好地整合可再生能源、平衡供需。應(yīng)用多端口能量交互設(shè)備及柔性綜合調(diào)控，可構(gòu)成數(shù)據(jù)中心以直流為主的交直流混合微網(wǎng)，最大化利用清潔能源、電網(wǎng)容量。ABB Ability?綜合能源管理系統(tǒng)以柔性直流配網(wǎng)技術(shù)為主，結(jié)合傳統(tǒng)交流配電采用分布式及模塊化設(shè)計，支持微網(wǎng)的分期部署需求以及未來可擴展、可復(fù)制的長遠目標。
技術(shù)驅(qū)動“雙碳”戰(zhàn)略，共行共創(chuàng)可持續(xù)電氣化未來
思之深，方能行之遠?！半p碳”戰(zhàn)略已拉開序幕，應(yīng)對氣候變化的本質(zhì)是從資源依賴轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動，這股“低碳”浪潮將帶來電氣化與數(shù)字化的萬億級產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇。《ABB電氣碳中和白皮書》的重磅發(fā)布，既是ABB電氣的又一次“低碳”技術(shù)宣言，也重申了ABB的創(chuàng)新價值主張 -- 未來，ABB電氣仍將通過不斷迭代的數(shù)字化創(chuàng)新技術(shù)，助力客戶實現(xiàn)低碳減排，共同譜寫安全、智慧和可持續(xù)的電氣化未來。
