施耐德电气:以能源管理为抓手,以科技创新催化深度减碳

7月14日,以“数字赋能,全程减碳”为主题的2022年施耐德电气创新峰会在云端举行。在下午的绿色能源管理峰会上,施耐德电气发布系列能源管理创新产品、洞察报告,并邀请众多业内权威专家与客户伙伴,就“碳达峰、碳中和”目标下的能源管理与创变之道展开探讨。

据国际能源署(IEA)统计,2019年,中国碳排放的总量中有87%来自于能源领域,2020年我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.5倍,能效仍然偏低,节能降耗的空间很大。尽管受疫情影响,2020年全球二氧化碳排放量下降了7%,但是2021年增量又重新创下了历史新高。其中工业和建筑领域的碳排放量已经反弹到了2019年,也就是疫情前的水平。

“如果没有重大的能源结构的变化,碳排放量肯定还会继续上升,人类与能源的关系亟需改变。”施耐德电气高级副总裁、能源管理低压业务中国区负责人任婧称。

施耐德电气:以能源管理为抓手,以科技创新催化深度减碳

施耐德电气高级副总裁、能源管理低压业务中国区负责人任婧

新型电力系统下的能源之“变”

数据显示,全球超过80%的碳排放与能源的生产消耗全过程有关,且能源损耗或浪费的比例高达60%。我国的能耗情况也不容乐观。据统计,2021年我国化石能源消费占比达到了84%左右。国家能源局在《2022年能源工作指导意见》中强调,要继续提升电能在终端用能中的占比和非化石能源在发电量中的占比。

由于新能源具有波动性、随机性的特点,新能源的大规模开发、高比例并网,从根本上改变了“源随荷动”的运行模式,并将对电力系统的功率平衡、抗冲击能力等会造成新挑战,电网调度也将面临压力。同时在用电侧,尤其是大量分布式新能源接入以后,用电负荷预测准确性也大幅下降。

“这就意味着,无论是发电侧还是用户侧都将更加不可控,传统的技术手段和生产模式,已经无法适应高占比新能源电网的运行需求。”任婧指出。

电力行业是中国碳排放最大的单一行业,清洁电力是能源脱碳的核心,构建新型电力系统是中国实现双碳目标的重要途径。2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议上提出实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措——构建以新能源为供给主体的新型电力系统。

作为能源管理专家,施耐德电气对于“新型电力系统”给出了自己的解读。峰会现场,施耐德电气正式发布《绿色之径——新型电力系统行业洞察》白皮书,结合定性和定量分析,对未来电力发展的需求与“新型电力系统”的图景进行了深入解析,并围绕“电力需求侧”发力对于构建新型电力系统的重要性进行了重点阐述,以期通过深挖“电力需求侧”减碳潜力,为推进电力转型、能源转型,以及“双碳”目标的最终达成提供借鉴。

施耐德电气认为,清洁低碳、安全灵活、数字化和市场化四大趋势,将影响到未来新型电力系统中的每一个环节,而每一种趋势都与需求侧息息相关。通过分布式新能源和用户侧储能的建设,可以有效改善我国能源布局,从而更高效地利用可再生能源,也有利于保障电网供电的可靠性和连续性。因此,重塑需求侧将是未来新型电力系统中的关键一环。

任婧认为,构建“新型电力系统”的本质,是要促进能源结构转型和新能源在各行业、各场景间的大规模接入及高效利用。而通过清洁电气化与数字化的大规模融合,来实现由软件驱动的高效率,是实现“零碳”的关键。

一方面,电气化让能源更绿色。经验证,电力能源的效率高于其他能源3-5倍,电力是最高效的能源形式,也是实现脱碳的最佳载体。而且,大幅增加的清洁能源难以直接作为终端能源使用,需将其转换为电能,且电能的减排途径或技术实现的可行度相对较高。

另一方面,数字化可塑造智能未来。通过数字化的手段,能够在全生命周期及整个生态价值链中实现系统性的效率提升,让无形的能源损耗变得清晰可见,消除能源浪费。研究证实,应用现有数字化技术可减少70%的碳排放。从施耐德电气在全球41个国家完成的230多个客户项目来看,通过数字化技术,客户的碳足迹实现了最高50%、平均20%的优化,在节能降耗方面实现了最高85%、平均24%的优化。

“在能源转型的关键时期,以电气化与数字化结合的方式,将有助于建立更加完善的新型电力系统,稳步落实清洁电力替代,加速实现需求侧的节能增效、绿色低碳,从而在能源供需多极化格局中推动安全、平衡、灵活、稳定的新能源体系建立。而施耐德电气正在做的,便是通过EcoStruxure架构,将机器学习、智能算法、云技术与传统配电技术、深度行业经验相融合,并辅以数字化管理工具,以此助力各行业保障配电可靠性的同时,实现节能增效,迅速融入新型电力系统,从而获得更大成长空间。”任婧表示。

三大“关键创新”,驱动深度减碳

2022年,政府两会工作报告提出,坚持先立后破、通盘谋划,有序推进能源低碳转型。在“稳字当头、稳中求进”总基调下,国家发改委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》,对能源低碳转型、提高能源系统效率及创新发展能力提出了明确目标和要求。

对此,任婧认为,“伴随双碳目标的逐步深化以及新型电力系统的加速构建,供需两侧的企业,需要在数字化创新应用、提升能源效率和管理水平等方面,进行更加积极主动的部署。在这一进程中,技术创新是第一驱动力,碳中和目标的最终达成,需要突破性甚至是颠覆性的关键技术创新。”

“任何企业要建立成熟完善的‘电气化+数字化’链条,除须具备完整的产品矩阵外,还须具备强大的技术创新力。作为一家以创新为基因的企业,施耐德电气拥有扎实的创新能力,并将基于‘绿色能源管理’,借助‘创新产品’‘软件端到端’‘源网荷储一体化’三位一体的关键创新,为各种类型的企业提供‘可持续、高效、韧性、灵活’的能源管理解决方案,进而引领创新、推动能源产业清洁低碳转型。”

首先,以“创新产品”及时响应市场需求。目前, 施耐德电气已经在中国4个城市建立了研发中心,中国研发团队累计申请获得了多达1800件专利,来支持源源不断的产品创新。任婧介绍,正是源自对研发的高度重视和持续投入,以及多年的厚积薄发,施耐德电气得以能够持续为市场提供绿色化、智能化、数字化的创新产品,通过材质、设计、结构等层面的创新,为客户带来安全、可靠、绿色、环保的用户体验。

近年来,凭借对市场深刻的洞察,以及自身领先的专业知识、创新的技术与敏捷的开发能力,施耐德电气先后推出以绿色环保为关键指标的无六氟化硫(SF6-Free)的环保中压开关设备、模块化与智能化兼顾的TeSys Giga系列电动机控制与保护产品,不断满足市场对绿色、低碳、安全、高效的高标准需求。

其次,以“软件端到端”来赋能行业的数字化。软件技术能够建立一个全面覆盖、反应敏捷的中枢系统,实现对碳足迹的“精准算”和“清晰看”,在不断发掘减碳机会的同时,为企业持续提升效率与能效,“及时控碳”,并帮助企业详细披露多维数据,为全生命周期减碳提供核心动力。

近年来,通过收购电气设计领域的IGE+XAO、电力设备仿真分析领域的ETAP以及建筑6D BIM领域的RIB等软件企业,施耐德电气的“软件版图”得到极大的丰富与强化。而正是借助这些强大的软件,施耐德电气可以从设计、建造到运维,助力客户更高效地管理产品和资产,并基于产生和积累的大量数据,帮助客户挖掘潜在的更大商业价值,以“软件端到端”数字化技术矩阵,赋能行业数字化,使全生命周期减碳成为可能。

人才是创新的根基。截至2021年,施耐德电气在中国的数字化研发人才达到总研发人数的28%,并将持续快速增长。

其三,通过“源网荷储一体化”助力企业加速兑现碳中和。随着新型电力系统和数字能源生态体系的不断推进,越来越多的微网、能源产消者,源网荷储的交叉一体化需要智慧控制。施耐德电气的微网控制器和能量管理系统能够有效地将网、荷、储及源高效地连接和管理在一起,并通过智能算法、高效的软硬一体化集成能力、定制化的解决方案,帮助客户加速实现企业级碳中和目标。

据悉,在施耐德电气的方案支持下,浙江欣美电气一举获得了浙江省企业首张“碳中和”证书。2020年,该公司就实现了新能源发电量年增146%、年度新能源渗透率提高至70%、年度电费总支出节省30%的多项佳绩。

此外,项目数据显示,施耐德电气的“绿色能源管理”解决方案已经帮助不同行业客户减少了50%左右的碳足迹,节省了高达60%和75%的资本及运营支出,提升了50%的设备可用性和25%的场所安全性,节约的综合成本高达30%。

“双碳”目标承诺的提出,预示着我国正式开启全面的建设现代化生产和社会发展的新征程,碳排放水平成为衡量经济社会发展质量的核心考核指标。可以预见的是,在这一进程中,施耐德电气无疑将留下坚实的印记。

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