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引领能源数字化、建设低碳智能社会,加速实现碳中和

随着碳中和成为全球的共识和使命,低碳化、电气化、智能化将是必然趋势。其中,基于能源数字化,将数字技术与传统电力电子技术相结合,是实现碳中和的重要抓手。基于此,华为将坚持开放合作的策略,携手产业伙伴,共同打造低碳城市、低碳地球,助力碳中和目标的加速实现。

文/华为数字能源技术有限公司全球品牌总监 严剑锋
2022年01月
《营赢》第40期
严剑峰

气候变化已成为当今人类面临的全球性挑战。世界气象组织2020年12月初发布的报告显示,2020年前10个月,全球平均气温比工业化前的水平高出了约1.2摄氏度,应对气候变化刻不容缓,为此,联合国秘书长古特雷斯在气候雄心峰会上呼吁全球应进入“气候紧急状态”。

客观而言,我们今天赖以生存的自然环境和资源既是从父辈那里继承来的,又是从子孙后代那里透支来的,如果我们不加节制地排放二氧化碳,那么地球的环境财富将在我们这一代人的手中挥霍殆尽。

全人类的共识和使命

目前,碳中和已成为全人类的共识和使命。碳中和目标所涉及的社会层面及其广泛影响,早已超越了能源、交通等领域,对人类社会带来的变革意义将不亚于蒸汽机、电力、计算机的诞生。而要实现碳中和,需要每个国家、每个城市、每个企业、每个人共同推动完成。

碳中和是事关人类命运的重要战役,为了避免气候灾难,需要实现零碳目标。在面对气候变化这种规模庞大的问题时,我们很容易产生一种无力感,但人类对此并不是真的无能为力。杰里夫·里夫金说:“我们正在进入新的时代,踏上新的旅程。我们怎样适应地球的现实,将决定我们作为一个物种的未来命运。”

低碳化、电气化、智能化是实现碳中和的必经之路

当前,人类社会正在迎来三大趋势:

第一,人类迎来第四次工业革命,加速进入智能世界;

第二,碳中和加速了能源的转型,未来,全球将构建清洁低碳、安全高效的能源体系;

第三,以新能源为主题的新型电力系统、能量流及信息流的融合将成为必然。传统电力系统的部分感知、单向控制、计划为主+自动化及部分数字化技术,终将走向新型电力系统的高度感知、双向互动、智能高效+全面数字化及智能化。

在碳中和目标的指引下,为了扭转能源消耗及二氧化碳排放快速增长的局面,实现经济增长与碳排放的逐步“脱钩”,我们认为,低碳化、电气化、智能化是实现碳中和的必经之路,而科技进步则是推动碳中和进程的重要引擎。

首先,2018年以来,全球光伏、风电等可再生能源的度电成本快速下降,并显著低于化石能源的成本区间,成为未来能源供给结构转型的主力军。预计到2050年,可再生能源的占比将达到86%以上,光伏的装机量将从2020年的750GW增长到2050年的8519GW,取代化石能源成为主要发电方式,最终实现低碳发电。

其次,在能源消费端,电能将逐步替代传统的化石能源消耗。据预测,电能的消耗量将在2050年超越石油,占比从2017年的20%提升到49%,其中,绿色制造、绿色建筑及绿色出行将成为电气化重要的增长引擎。在工业和建筑行业,通过可再生能源发电和综合能效的提升,将可实现绿色建筑和低碳园区。

最后,随着新能源渗透率的不断提升,传统的稳定电网将面临极大的不稳定性,电网系统将从集中式发电走向分布式发电,同时,电动汽车渗透率的提升也将对能源系统架构的稳定性提出更高的要求。为此,需利用智能化的技术,实现源—网—荷—储的智能协同调度,削峰填谷,让不确定的电网更加稳定可靠,提升用电效率,降低用能成本。

华为将积极参与到实现碳中和、碳达峰的过程中,通过技术创新,帮助各行各业持续降低能源消耗,助力能源结构的加速转型,让千行百业都能用上稳定、清洁、便宜的能源。

加速能源数字化,构建以新能源为主体的新型电力系统

华为战略研究院的最新预测显示,2030年全球可再生能源产量将占全球发电总量比例达50%;电动汽车的销量占所销售汽车总量的比例达50%,电气出行将成为主流;ICT技术在未来10年内,有潜力通过赋能其他行业,助力全球碳减排20%。为了让光、风为代表的新能源成为主力能源,新型电力系统将呈现数字与物理系统的深度融合,以数据流引领和优化能量流、业务流。同时,数据将作为核心生产要素,打通电源、电网、负荷、储能各环节信息,在发电侧(发电厂等)实现“全面可观、精确可测、高度可控”,在电网侧(电网企业)形成云端与边缘融合的调控体系,在用电侧(用电用户)有效聚合海量可调节资源,以支撑对其实时动态响应。

具体来说,未来华为在数字能源领域将重点围绕以下六个方向持续创新、开放合作:

其一,持续将领先的电力电子技术与数字化技术相结合,将能量流与信息流融合,实现“比特管理瓦特”,推动能源行业的数字化转型。

其二,构建以风光储为主力的清洁能源发电系统,打造以新能源为主体的新型电力系统。将“源、网、荷、储”以及多能互补真正结合起来,使新能源从增量主力发电走向整网存量主力发电,从而驱动化石能源走向清洁能源。

其三,在用能侧全面推进交通行业的电动化,关键是解决当前消费者面临的问题,如充电的快捷性、续航的里程焦虑及安全顾虑等。为此,华为将围绕用户体验,打造融合极简、安全可靠、卓越体验的智能电动解决方案,以及“光、储、充”融合、“人—车—桩—路—网”一体化协同的充电与换电网络解决方案。

其四,随着数字世界的快速发展,ICT基础设施将面临更多的能耗挑战。华为将持续创新,助力客户及行业的低碳发展,为ICT产品提供更多低碳产品,如:绿色站点、绿色数据中心等,打造低碳、高效、智能的绿色ICT基础设施解决方案。

其五,在以新能源为主体的新型电力系统中,储能将分布在“源、网、荷”的各种场景中,起到“蓄水池”和“电网调节器、稳定器”的作用。华为认为,应打造更安全、经济性更好的智能储能系统,其中,通过云BMS(电池管理系统)对电池的全生命周期进行智能化管理尤为关键。

其六,构建能源云,提供“源、网、荷、储”以及多能互补的综合智慧能源服务平台,在实现“风光发电、储能、充电、工业与建筑节能、站点与数据中心节能、配电网”等场景智能管理的同时,打通能源“发储配用”数据,以服务全球能源客户。

华为在数字及能源技术领域具有30多年的深厚积累,通过管理技术、控制技术、储能技术、电力电子基础技术,可使能源流与信息流相融合,加速各行各业的节能降碳。截至目前,华为数字能源相关解决方案已应用于170多个国家和地区,服务了全球1/3的人口。

低碳,碳中和,能源数字化

实现绿色发电、绿色储电和绿色用电,推动零碳智能社会的建设

在发电领域,华为以逆变器为突破口,率先在业内扛起了智能化大旗,推出了基于组串逆变器为核心的智能光伏解决方案,对电站实施了全面的数字化改造,将逆变器变成子阵的传感器,使信息采集能够精确到每个组串,基本实现了感知智能。

2021年,华为进一步加强了智能光伏与新ICT技术的深度融合,打造了全面智能化的光储共生全场景解决方案,不仅再次大幅降低了度电成本,而且使光伏从跟随电网转变为增强电网,真正走向“主力电”。截至2021年9月30日,华为数字能源提供的产品与解决方案累计助力客户实现绿色发电4435亿度,节约用电136亿度,减少二氧化碳2.1亿吨,相当于种植2.9亿棵树。其中,智能光伏解决方案广泛应用于70多个国家,在中国的宁夏和山东,全球最大的单体“农光”“渔光”互补电站成为当地环保产业的新亮点。2020年9月30日,华为助力全球单体规模最大的2.2GW光伏电站成功并网。

绿色发电的意义不仅仅在于助力“风光水火储一体化”“源网荷储一体化清洁能源基地”的建设,而是要通过打造示范基地,促进能源结构低碳化的转型。例如,通过绿色发电,农业生产可实现电力的自发自用、余电上网,巩固脱贫攻坚的成果,持续收益20年,增强农业的发展活力,助力城镇和乡村振兴。同时,绿电进入千行百业,将带来用电的新时代,在促进工业低碳化升级,推动企业与环境协调发展的同时,促进工业的生态化升级。此外,光伏+农业、渔业、畜牧业的互补发展,可改善生态环境,减少土地的荒漠化,实现经济效益与环境效益的双赢。

在ICT基础设施领域,运营商在提供高质量通信技术服务的同时,也将碳中和作为重要的战略目标。然而,运营商能源的基础设施仍面临巨大挑战,亟需改变。传统运营商在进行站点能源建设时,产品一般以配套为主,会带来高能耗和高OPEX。为此,华为提出了数字能源目标网,包括极简站点、极简机房、极简数据中心、绿电无处不在、综合智慧能源云五大解决方案,以助力运营商加速碳中和进程。

携手全球伙伴合作共赢,共建能源健康生态

华为数字能源驱动电力电子技术与物联网、大数据、人工智能的碰撞融合,在突破绿色极限的同时,最大化降低发电成本,让每一度电承载通信网络更多比特,支撑数据中心更强算力,让人类的绿色足迹行至更美好的的远方。

群力之所举,则无不胜;众智之所为,则无不成。加速碳达峰、碳中和目标的早日达成,需要各行各业的共同努力。华为将坚持开放合作的策略,携手合作伙伴,与产业链上下游、产业组织、标准组织等积极开展全方位合作,助力各行各业的产业升级,以实现最广泛的共赢。