十多年来，智能电网一直是头条新闻。今天，我们终于陷入了僵局：我们现有的能源基础设施不再适用。它在更频繁的极端天气条件、需求波动和基本负载的重大变化（即为持续运行的组件供电所需的最小电流）的重压下摇摇欲坠，这些变化历来由化石燃料支持。几个月前，风暴尤尼斯对英国能源系统造成了严重破坏，导致许多家庭、医院和企业陷入严重停电的困境。对国际停电的分析发现，2021 年约有 3.5 亿人因极端天气而遭受严重停电——占世界人口的 4%。今年的国际足联世界杯等活动首次旨在实现碳中和，往往将电力可靠性问题置于聚光灯下卡塔尔正准备迎接电力需求和供需波动的激增。
推动业务连续性，促成产消者革命
这些案例说明了我们日益数字化的世界、城市、关键基础设施和交通对可靠、不间断的电力。停电使发达国家陷入停顿，破坏业务连续性，中断连接并阻碍生产力。随着向更清洁能源的能源转型步伐加快，我们已经可以将其与数字技术结合起来，以更有效地利用能源并缓解对电网的需求。这种电力和数字技术的大规模融合被称为“电力 4.0”，将成为实现净零排放同时保持弹性电力价值链的重要伙伴关系。这些先发制人的升级不仅是必要的，尤其是当我们将更多电力密集型物联网设备和电动汽车 (EV) 连接到网络时。日益增加的脆弱性现有电网的使用也凸显了我们对集中式能源供应商和配电的依赖。目前，我们所有的能源需求都由相对较少的生产商提供。另一方面，弹性双向智能电网——我们称之为未来电网——提供了一种更有效的能源管理方式，并具有分散、脱碳和稳定电力系统的潜力。智能电网将能够支持 70-80% 的脱碳发电组合，并结合来自微电网/太阳能光伏和风电场的额外清洁能源。通过这种方式，企业可以朝着净零未来迈进，并满足他们要求更可持续实践的客户和投资者。反过来，这将促成产消者革命——有可能将更大份额的能源供应重新交到消费者手中和企业，具有来自较大提供商的（仍然必不可少的）基本负载。增加本地发电机的组合化能力加上支持数字化的远程诊断和维修将提供更智能、脱碳和更具弹性的“天气不可知”电网。在人口和经济增长的推动下，全球能源需求将继续增长。美国能源信息署 (EIA) 预计在未来 30 年内将增长 47%。在抑制排放的同时维持这种需求的挑战，或者换句话说，如何用更少的资源做更多的事情似乎是不可能的。按节奏实现环境合规
我们还有强大的环境目标要实现。为了到 2050 年实现净零排放，我们必须在十年末将二氧化碳排放量减半，而且速度比当前承诺快 3-5 倍。电力和数字技术的大规模结合（我们坚信这是使地球脱碳的最快方式），看似不可能完成的挑战已经成为可能。在供应方面，电力是最有效的能源，几乎有 100 ％ 最大限度最小的热效率。随着可再生能源在电力组合中所占份额不断增加，电力还使我们更具可持续性。在需求方面通过数字创新平衡这一点，数字创新使我们能够衡量和解决能源浪费问题（考虑到当今全球约 60% 的能源被丢失或浪费，这一点至关重要）。我们已经拥有了所需的解决方案。让我们以电动汽车的兴起为例。它们的效率是使用汽油或柴油的汽车的 2-3 倍。但是，如果没有清洁电力和智能分散式双向数字电网作为基础，我们根本无法大规模部署电动汽车来帮助个人交通脱碳。因此，随着过去十年全球风能和太阳能发电价格下降 40%，清洁电力对口袋和地球越来越有利。推动社会繁荣和平等机会
随着发达国家世界将受益于脱碳通过电力 4.0 对城市、工业和交通进行教育，新兴经济体也将受益于更平等的“竞争环境”。发展中国家的城市化进程正在迅速加快，预计到 2050 年将有超过 60 亿人居住在城市地区。因此，对弹性、低碳基础设施的需求正在上升。城市将需要应对电动汽车 (EV)、电气化公共交通和智能建筑的大规模采用，这些建筑配备了可靠的可再生能源和新的微电网技术。可再生能源为目前没有现代电力的经济体提供了经济增长的机会——大致世界人口的10%。获得能源是一项基本人权。可靠、清洁的电力提供通往更美好生活的途径，并支持获得教育、更好的卫生设施和改善的生活条件。它可以改善许多其他服务及其渗透率，从医疗保健金融包容性。全球离网社区现在有可能在屋顶、田野或水上产生自己的太阳能和风能。在太阳能电池板和风力涡轮机连接到数字电网的地方，它们还可以选择存储、共享或出售多余的能源。以维拉亚微电网为例，这是一种装在集装箱内的离网创新技术。它为学校、医疗机构和其他公共建筑提供了一种移动、灵活且具有成本效益的解决方案，以获取清洁、可靠的电力。在全球范围内利用太阳能
更重要的是，当太阳能不足时可能会出现机会电力可以在“超级电网”的帮助下收集并跨大陆传输——可能成为地球上一些最贫穷国家的新“石油”——在非洲和亚洲的部分地区。这个案例很有说服力。来自太阳的更多能量撞击地球一个小时比整个人口一年消耗的时间还多——我们需要做的就是驾驭和使用它。找到一种方法将一个时区的下午高峰太阳能发电与另一个时区的夜间高峰需求连接起来，可以减少本地和全球对化石燃料备用容量的需求。弹性基础设施是生产力和经济发展的关键推动因素。然而，气候变化和城市化的快速增长使得政府、市政当局、公共基础设施所有者、能源网络和运输供应商对更智能、更环保的基础设施进行精心规划的投资变得更加重要。未来的电网需要一个强大的整体为明天的经济提供动力，同时应对城市化和气候变化的影响给能源系统带来的挑战和压力。通过采用数据优先的方法，基础设施所有者可以通过创建可靠的能源系统来弥合所有人的进步和可持续性、有弹性且可持续。关于作者 David 于 2017 年加入施耐德电气，担任英国和爱尔兰电力系统业务部副总裁。 David 曾任 ENGIE 商业能源总经理，为施耐德带来了在可再生能源发电、能源管理和能源效率方面的丰富经验。在此之前，他曾在 SSE、EON、Severn Trent Water、AES 和 RWE Npower 担任高级领导职务。David 是一名电气和电子工程师，职业生涯的大部分时间从事销售和营销、业务开发、客户服务和项目管理跨制造、零售、服务和工程部门的角色。在此期间，他领导了住宅、中小企业和企业部门的业务。大卫热衷于尖端绿色技术，实现向 mo 的转变可持续和高效的能源景观，特别是可再生能源发电、电动汽车、电动铁路和岸电充电。他负责监督英国市场的产品开发和无 SF6 技术的推出。
