智慧城市与智能电网

智能城市与智能电网导言–城市城市是经济、政治和人民精神生活的中心，是前进的主要动力。—列宁城市是我国经济、政治、科学技术、文化教育的中心，是现代工业和工人阶级集中的地方，在社会主义现代化建设中起主导作用。—《中共中央关于经济体制改革的决定》中国工业产值和国内生产总值的70%、税收的80%都来自城市，当前中国经济发展方式的转变意味着发展模式将发生嬗变，而城市是基于规模经济和聚集经济的经济活动的空间集中，其发展方式科学与否直接决定着城市能否走向成功。—《中国社会科学报》2011年6月2日©埃森哲版权所有1埃森哲观点©埃森哲版权所有政府部门的牵头组织是智能城市建设的前提与保障智能电网是智能城市建设各项举措的“最大公约数”需要有效应对公众认知度和参与度不足所带来的挑战需要建立基于通信和数据技术的智能城市综合平台需要建立智能城市建设的评估机制2内容安排城市建设要解决哪些问题智能城市是未来城市的发展形态智能电网是智能城市建设的抓手挑战与对策建议©埃森哲版权所有3十二五规划–经济结构调整与关注民生©埃森哲版权所有全球化的外部推动力量、中国大规模制度调整的地方化驱动力量正成为促使城市重新审视其发展方式的重要因素。城市建设需要从过度依赖资金、自然资源和环境投入，转向更多地依靠提高劳动者素质和技术进步，来提高效率获取经济增长。“坚持把经济结构战略性调整作为加快转变经济发展方式的主攻方向”“坚持把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑”“坚持把保障和改善民生作为加快转变经济发展方式的根本出发点和落脚点”“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”来源：《十二五规划纲要》4公民更好地参与城市建设，获得更好的服务©埃森哲版权所有和谐社会与关注民生，需要创造条件让公民更好地参与城市建设，并获得更好的服务。智能城市建设，特别是公用事业领域在这方面可以大有作为。建立健全基本公共服务体系，创新公共服务供给方式；营造环境，推动服务业大发展。把推动服务业大发展作为产业结构优化升级的战略重点；坚持多方参与、共同治理，统筹兼顾、动态协调的原则，完善社会管理格局，创新社会管理机制，形成社会管理和服务合力。来源：《十二五规划纲要》5“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”©埃森哲版权所有来源：西门子《可持续发展城市基础设施研究报告》城市占全球温室气体排放总量的80%纽约墨西哥城阿姆斯特丹巴黎东京悉尼圣保罗伦敦上海芝加哥孟买xyz首尔休斯顿苏州北京推广低碳技术，积极应对全球气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调；加强资源节约和管理；大力发展循环经济，推广绿色消费模式。环境资源问题是城市面临的共同挑战来源：《十二五规划纲要》6内容安排城市建设要解决哪些问题智能城市是未来城市的发展形态智能电网是智能城市建设的抓手挑战与对策建议©埃森哲版权所有7智能城市的愿景“Acityinwhichcitizens,companiesandgovernmentsustainabilitylive,workandinteract,throughdeliveryofintegrated,lowcarbonproductsandservices”“智能城市将通过整合、低碳的产品和服务，让公民、企业和政府机构以可持续发展的方式在其中生活、工作和交流。”埃森哲智能城市愿景埃森哲智能城市框架埃森哲认为智能城市的定义仍将处于演进和完善的过程中，需要在一个整合框架下不断发展。通信与数据通信与数据交通能源水务建筑废弃物处理公共安全供热新技术©埃森哲版权所有8能源•在能源以及用能情况方面，全面掌控实时和历史数据•发展新型用能模式和服务•通过自动化系统对需求模式变化做出及时响应水务•对用量准确计量，掌控历史和实时数据•发展新型用水模式和服务•通过智能管网系统更好利用水资源废弃物处理•提倡和推广废弃物发电技术•实现废弃物处理全程动态管控•建立激励机制提高废弃物再利用率交通•以电动引擎取代化石燃料引擎•电动汽车充电网络及其支付清算系统•通过智能交通管控以及公共交通电气化等手段，降低交通拥塞建筑•智能照明和智能用电系统•楼宇环境控制系统•微发电和太阳能利用公共安全•通过提升对实时数据信息的掌控能力，创造更加安全的环境并不断提高城市运行效率供热•高效供热系统•推广使用热电联供•供热网络和储能设施金融框架政策体系/智能政策利益相关方（监管机构/公共事业机构/公众）只有在绿色、低碳、高效的智能化核心基础体系支撑下，城市才能获得可持续发展的基础平台和环境。智能城市的核心基础体系©埃森哲版权所有9国外智能城市建设实践©埃森哲版权所有在解决环境资源问题方面，通过实践行动落实设想目标；将分散处于公共领域与私有领域的现有实践和资源，在城市层面进行整合；首先专注于最为见效的领域；提倡促进绿色消费模式的智能技术，帮助市民优化能源消费的行为模式；帮助各参与方从对智能城市建设的投入中获益；促成各参与方达成共同的可持续发展目标；充分吸取世界各地相关实践的教训和经验；以城市的可持续发展为目标，充分整合智能电网、智能建筑、智能表计等各项智能技术与实践；“把可持续发展从设想变为现实”。阿姆斯特丹智能城市来源：埃森哲阿姆斯特丹智能城市项目10内容安排城市建设要解决哪些问题智能城市是未来城市的发展形态智能电网是智能城市建设的抓手挑战与对策建议©埃森哲版权所有11国内外已经开展了许多智能城市建设的探索和实践©埃森哲版权所有发展城市吸引力…...许多城市正在进行的举措…...仍有提升空间提高运行效率实时电子道路收费系统更加高效的公共交通智能电网试点智能楼宇驱动行为变革引入智能电表，鼓励绿色用能方式降低水资源消耗以及废弃物的产生减少对私家车的依赖新技术利用远程视讯会议智能电表现代化城市服务平台1.更加有效的集约管控：需要更加有效的监管和政策环境需要政府和企事业单位领导层的进一步重视缺乏对参与方的激励措施各利益相关方的沟通协作2.重点举措和项目之间需增强协作价值效益链条的整合解决方案的可扩展性重视发挥规模效益环境友好交通便捷服务民生智能城市愿景12智能城市典型建设内容©埃森哲版权所有能源智能电网分布式能源交通电动汽车智能交通指挥智能物流公共交通电气化建筑生态建筑光伏建筑智能楼宇水务智能给排水管网智能水表水资源循环利用废弃物处理智能分类回收废弃物发电废弃物循环利用通信信息平台信息平台通信网络智能燃气网络13建设智能城市的抓手-选择标准经济因素促进科技进步和创新带动产业结构优化升级环境因素减少温室气体排放减少水质污染减少土地占用和植被破坏©埃森哲版权所有为更有效地实现建设智能城市的目标，在选择建设抓手时，应该优先考虑对经济增长和产业结构调整具有明显促进作用，同时对环境保护也有直接裨益的建设工作。通过经济和环境两方面进行简单分析比较，可以考虑以智能电网作为智能城市先期建设的重点和抓手。14埃森哲对智能电网的定义15主要发电厂输电变电系统配电变电系统智能电表高效率的家电需求侧管理混合动力车微型太阳能装置微型太阳能装置微型风力发电设备动态空调系统电流控制太阳能发电厂风力发电厂电网储能装置电能质量管理设备工业电力客户需求响应配电发电输电用户自愈装置传感器智能变电站双向通讯，数据收集,信息分析和辅助决策电能质量管理设备©埃森哲版权所有“智能电网”是一个数字化自愈能源体系，将电力从发电源（包括分布式可再生能源）传输到消费端。由于其可观测、可控制、自动化和集成化能力，使得智能电网能够优化电力供应，促进电网的双向沟通，实现终端用户能源管理，最大限度减少供电中断，并按需传输电量。其带来的结果是电厂和客户承担的成本降低，电力供应可靠性提高，而碳排放量大大减少。智能电网与智能城市•消费者可以从电力公司赚钱，将来甚至“不用电力公司的电”，即净用电量为零；•大幅减少停电时间并提升电力供应安全水平，必要时企业或社区电力可以“孤网”运行；•实现居民的绿色出行，全方位落实低碳理念和目标；•催生新的技术和商业模式，为经济和科技发展提供新的支撑点；•带动节能建筑和节能家电行业发展；•推进节能降耗，节约土地资源，优化城市资源利用模式；•鉴于智能电网所带来的更好的感知和控制能力，城市倾向于将这些技术也应用到其它的公共事业领域，包括水务与交通；•在国外特别是欧洲，智能城市建设往往都是与当地电力公司共同制定低碳策略，智能城市与智能电网相辅相承。智能电网废弃物发电碳指标碳指标以智能电网为突破口的智能城市建设，将逐步给城市生活的方方面面带来深刻的改变。建设智能城市的抓手–智能电网©埃森哲版权所有16来源：CERTS智能电网对经济增长和产业结构调整的促进作用示例–电动汽车•城市为充电汽车和充电设施制造企业提供验证环境，以测试其产品技术和设计的适应性；•电力公司需要得到政府部门的支持，制定符合监管要求的投资和建设计划；•制造企业和电力公司制定合理的成本结构，客观反映制造和使用成本并对最终用户有足够的吸引力，促进绿色消费。初期往往需要政府部门提供激励措施和环境；•政府和公共部门还需要与电力公司协作，明确充电设施与网络的责任主体和收益分配机制；•电动汽车使用的注册、计费和清算机制，需要跨行业（例如金融服务业）、跨地区的协作；•随着效果的不断显现和规模扩大，需要在政府协调下，建立资金保障机制，并获得监管部门的支持，促进相关产业的健康发展。©埃森哲版权所有17十二五规划–推动能源生产和利用方式变革©埃森哲版权所有电厂A+电厂B+电厂C=负荷1+负荷2+负荷3如果负荷持续增长…12•新建电厂•新建电厂•新建电厂…•降低能耗•降低负荷峰值•错时用电供给侧需求侧18带来巨大节约潜力和社会效益©埃森哲版权所有1vs.10•年度用电高峰累计持续时间约80~90个小时，占全年8760小时的1%；•用电高峰期间负荷比非高峰期间平均至少高出10%；•用电高峰期间，电力公司还需留出额外10%作为备用；•整个电力投资的至少10%，就是为了应付每年短短几十个小时的负荷高峰。10%的装机容量在99%的时间里闲置不用“假如人们面临这样的选择，一是每年在几十个小时的时间里把自己的用电需求减少5%；二是花上几百亿美元增加5300万千瓦的装机容量，他会选择哪一个？”来源：EnerNOC公司资料用电高峰期间备用需求19来源：美国能源部催生新的技术和商业模式，为经济和科技发展提供新的支撑点©埃森哲版权所有储能储能商业/工业负荷发电输电变电站电力公司网络配网智能平台配网配网通过优化能源生产和利用方式所节约的资金，可以投入到新的技术和商业领域。20在民生领域带来的效益©埃森哲版权所有落实改善民生理念，促进公共事业机构提高服务意识和服务水平，提升消费者市场主体地位，让城市市民享受到更好的服务。每月电费账单可以显示用电量详细情况•每天用电量；•负荷高峰期间的用电量显示用电开销详细情况•与用电量对应展示•还可以通过不同颜色标识出不同的阶梯电价或实时尖峰电价显示参与节能以及相应收益状况21内容安排城市建设要解决哪些问题智能城市是未来城市的发展形态智能电网是智能城市建设的抓手挑战与对策建议©埃森哲版权所有22如何以可持续发展方式实现本地经济增长？如何得到公众的理解和支持？如何通过智能技术手段提升城市运行效率？如何确保投资方向以及规模的正确？数据都有了，但这意味着什么信息？如何建立跨行业跨领域的沟通协作机制？如何建立激励机制和措施，鼓励各方参与？如何避免重复建设，最大发挥投资效益？如何发挥基础设施投入的综合效益？实施战略技术与基础设施增长与创新战略作为复杂系统工程，智能城市建设通常会有哪些挑战?©埃森哲版权所有23政府部门的牵头组织是智能城市建设的前提与保障24愿景描述生活愿景并突出本城市的差异化特点政策环境建立政策环境鼓励智能城市建设的各项举措与投入生活模式与市民广泛沟通城市未来发展愿景建设工作的管控与运行模式明确决策架构以及各部门各单位角色和职责商业和业务模式确保各项举措的效益与持续发展机