数字技术与电网的未来畅想

随着气候变化的加速，从太平洋西北部的热浪到澳大利亚的森林大火等极端天气事件预计将变得更加频繁——给电网带来更大的压力，并增加停电的风险。

这些挑战促使人们利用数字技术将太阳能电池板、恒温器和电池等私有能源资产连接起来，汇聚能源，以减轻电网的压力。

业内企业表示，这种分散的“网络发电厂”有可能降低消费者的电力成本，并减少昂贵的电网升级需求。

国际能源署(International Energy Agency)称，受电动汽车普及的推动，到2050年全球电力需求将增长2.5倍。根据彭博新能源财经(Bloomberg New Energy Finance)的估计，这将需要全球范围内价值14万亿美元的电网升级。

然而，与此同时，太阳能和风能等可再生能源的更多使用增加了发电的间断性。

网络发电厂创始人Leap的联合创始人托马斯•福尔克(Thomas Folker)表示：“电网的可变性正成为一个越来越大的问题，而气候变化就是火上浇油。在你通常不会想到的地方，你会遇到意想不到的天气。”

休斯顿太阳能供应商Sunnova表示，由于极端天气事件的激增，其对家用太阳能和电池系统的需求有所增加。

此外，Sunnova首席执行官约翰•伯杰(John Berger)表示，疫情引发的人们转向在家办公，提高了防止断电的重要性。

该公司表示，2021年第一季度，Sunnova安装的电池系统数量是去年同期的两倍多。

伯杰认为，美国应该利用这些房主的资产，而不是把钱花在升级电网上。

“让市场发挥作用，让消费者选择他们想要的东西，”他说。“市场将找到一种比自上而下、几乎是共产主义风格的方式更有效的能源体系变革。”

总部位于旧金山的Leap公司通过让其虚拟发电厂的参与者减少消耗，帮助电网管理需求高峰时期。这种“需求响应”服务是由电网支付的，Leap将财务上的收益转嫁给了客户。

该公司的网络可以连接能源资产，包括电池、电动汽车、智能恒温器、农业和市政水泵、冷藏库以及商业供热和制冷系统。

这些服务可以减少电网对燃气“峰值电厂”的依赖，这些电厂在高需求时期提供补充电力，福尔克说。他补充说，天然气发电厂在极端天气期间也存在运行问题。

他表示：“我们看到很多天然气发电厂都关闭了，因为天气太热，它们无法运营。我们可以在这些关键的时间段缓解压力。我们和其他发电厂一样，在批发市场上竞争。”

英国初创企业Moixa表示，将家庭安装的电力存储系统与屋顶太阳能电池板相结合，可以减少额外的电网支出，因为软件算法可以确定电池充电和放电的最佳时间，从而减轻电网的压力。

Moixa的人工智能软件用于在高峰时期降低能源消耗

“我们可以用智能替代电网支出。”Moixa联合创始人克里斯•赖特(Chris Wright)表示，“你可以通过将更多可再生能源投入电网来实现所需的灵活性。要做到这一点，最好的办法就是利用那些无论如何都会接入电网的资产，并加入智能。”

Moixa目前正在英国沿海城镇Worthing和Littlehampton招募安装太阳能电池板的家庭。这将有助于在该地区建立网络发电厂，以支持当地电网。电池系统的成本约为4000英镑，加入网络发电厂可以让家庭以最低的成本从电网购买能源，并在需求高的时候将能源卖回给电网。

该公司还与伊藤忠商事株式会社(Itochu)合作，优化其在日本的2.8万个电池系统的使用，存储容量接近300兆瓦时。该公司发现，其软件为一些客户减少了14%的能源消耗。

赖特补充说，将电动汽车集成到副汽车中可以提供更大的灵活性，因为它们可以通过编程在半夜充电，减少对电网的压力。福尔克指出，电动汽车电池未来将能够向电网输送能量。

然而，低碳中心(Low Carbon Hub)首席执行官芭芭拉•哈蒙德(Barbara Hammond)表示，创建网络发电厂需要家庭拥有良好的宽带接入，并确保个人能源数据的安全。该中心正在英国牛津郡开发一个社区所有的太阳能项目。

她说：“关于谁拥有智能电表的数据存在争议。如果我们没有谨慎地发展这个智能能源系统，我们会进一步侵蚀信任。我们必须仔细研究如何进行计量，以及谁拥有它。”