美國能源信息署預測，隨著(zhù)可再生能源的增長(cháng)，2050年全球能耗將增長(cháng)近50%，受機動(dòng)車(chē)輛轉向電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)電氣化的推動(dòng)，電力需求將在同一時(shí)期內增長(cháng)75-100%。預計可再生能源可滿(mǎn)足大部分的需求增長(cháng)。由于太陽(yáng)能和風(fēng)能等大部分可再生能源將會(huì )在遠離人口中心的地方發(fā)電，這意味著(zhù)需擴大容量并提高傳輸系統的彈性。不過(guò)，在擴展和靈活部署配電系統的同時(shí)，還要關(guān)注網(wǎng)絡(luò )安全。

推動(dòng)變革的關(guān)鍵因素是數字技術(shù)，它對實(shí)現電氣化至關(guān)重要。因為從化石燃料系統到電力系統的轉變將推動(dòng)現有以及未來(lái)電力基礎設施的變革，包括新的微電網(wǎng)和工業(yè)場(chǎng)地的自發(fā)電。用于電力管理的數字解決方案可管理復雜的電力需求，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò )安全，整合高級分析和人工智能，以自動(dòng)確?？煽啃?，并靈活地實(shí)現分布式、松散耦合的微電網(wǎng)。

緩解日益增長(cháng)的能源需求并減少排放

麥肯錫的數據顯示，2019年溫室氣體（二氧化碳和甲烷）排放的三大來(lái)源分別是發(fā)電（30%）、工業(yè)（20%）和交通運輸（19%），主要來(lái)自化石燃料的燃燒。2022年1月，一份題為《凈零排放轉型：成本和效益》的報告重點(diǎn)探討了發(fā)電商和工業(yè)界優(yōu)先投資于可再生、低碳能源的機會(huì )以及工業(yè)流程的電氣化。因此，為實(shí)現脫碳目標，重工業(yè)實(shí)施電氣化改革所帶來(lái)的電力增長(cháng)要比交通運輸行業(yè)高出50%。

為緩解不斷增長(cháng)的全球能源需求，提高能效勢在必行。數字技術(shù)將促進(jìn)能效提升10%-20%。為支持凈零目標，資本密集型行業(yè)正在努力實(shí)現能源生產(chǎn)和工藝用熱的電氣化，同時(shí)確保發(fā)電符合行業(yè)內部制定的可持續性倡議。

同時(shí)，在最具挑戰性的經(jīng)濟區和工業(yè)部門(mén)，碳交易和碳稅減排政策使企業(yè)能夠獲得適當的資金用于脫碳投資。對可再生能源和智能電網(wǎng)的投資與碳交易相輔相成。憑借支持分布式發(fā)電源和電網(wǎng)的數字解決方案，我們可成功追蹤從可再生資源到工業(yè)最終用途的碳排放情況，而到后面，通過(guò)互補的質(zhì)量平衡解決方案，我們可計算和追蹤利用可再生能源生產(chǎn)的成品的碳強度。

到2050年，化石燃料仍將是全球能源的重要來(lái)源。同時(shí)，碳捕集、利用和存儲（CCUS）也將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。除此之外，電氣化也是推動(dòng)減少碳排放的關(guān)鍵因素。由于新投資幾乎全部用于低碳電力來(lái)源，加之能源密集型工廠(chǎng)中傳統的二氧化碳排放設施和流程需進(jìn)行改造和更換，包括煉油裝置、大宗化學(xué)品和鋁等金屬，因此電氣化的作用將日益凸顯。這種投資的轉變將催生新一代數字解決方案，以滿(mǎn)足對電氣化日益增長(cháng)的需求。

將挑戰轉化為機遇

隨著(zhù)分布式電力資源的發(fā)展，電網(wǎng)將需要適應快速擴展和發(fā)展的分布式電力生產(chǎn)、存儲和消費模式；新的數字軟件則需同步滿(mǎn)足發(fā)電系統的創(chuàng )新需求。

電網(wǎng)需要在現有容量的基礎上穩步擴展并升級結構，以消除單點(diǎn)故障，并適應分布式可再生能源的動(dòng)態(tài)特性。傳統電網(wǎng)升級成本高昂，而且也缺少常用的輸配電管理數字解決方案。在設計解決方案的底層架構時(shí)，必須考慮人工智能解決方案的普及，以進(jìn)一步優(yōu)化和保護電網(wǎng)。

隨著(zhù)配電系統越來(lái)越復雜，傳統的可靠性和故障預防管理方法可能不再適用?；谙冗M(jìn)數據分析和人工智能的數字技術(shù)將幫助運營(yíng)商快速有效地應對不同系統的情況。成功的數字管理系統能讓客戶(hù)細致、直觀(guān)、全面地了解配電網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)情況。

隨著(zhù)數字技術(shù)的進(jìn)步，利用分布式電源獲利正在成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。這也使得配電公司能夠從分布式電源和存儲的運營(yíng)、優(yōu)化、維護和定價(jià)中盈利。隨著(zhù)汽車(chē)電池容量和性能的提升，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )可作為連接電網(wǎng)的存儲元素為企業(yè)創(chuàng )造收益。

在網(wǎng)絡(luò )安全方面，可以選擇在滿(mǎn)足標準、快速反應和為電力供應商更新系統方面有豐富經(jīng)驗的軟件供應商。

微電網(wǎng)已成為填補區域空白的重要投資領(lǐng)域，同時(shí)可滿(mǎn)足大型電力用戶(hù)、社區和地方的需求，并提高其可靠性和安全性。有效的數字解決方案有助于微電網(wǎng)的高效、優(yōu)化發(fā)展和與區域電網(wǎng)的整合，并以更連貫、更智能的方式發(fā)展，通過(guò)積極創(chuàng )新和采用新的發(fā)電互連存儲確?？煽抗?。除了電池存儲，氫燃料電池存儲的商業(yè)化等創(chuàng )新也可以進(jìn)行輕松整合。

工業(yè)設施中的分布式發(fā)電也可以實(shí)現電氣化。熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化了發(fā)電過(guò)程中的余熱利用，以補充工藝用熱。在工藝設備上采用自適應過(guò)程控制和數字孿生技術(shù)能夠以最優(yōu)方式發(fā)電并預測可用電量。作為該領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，數字軟件有助于在更廣泛的工業(yè)實(shí)體中推廣熱電聯(lián)產(chǎn)，包括能源管理、電力設施優(yōu)化和自我維護的先進(jìn)過(guò)程控制。

數字技術(shù)能推動(dòng)分布式發(fā)電、電池、存儲和集成方面的創(chuàng )新和積極規劃，以應對日益互聯(lián)的電網(wǎng)帶來(lái)的風(fēng)險。人工智能、高級分析和系統風(fēng)險分析對于了解和規劃復雜系統至關(guān)重要。采用嚴格機理的數字模型可對新的電池化學(xué)成分和工業(yè)規模的燃料電池進(jìn)行建模和選擇，在促成初創(chuàng )企業(yè)和創(chuàng )新者的生態(tài)系統中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。

能源管理及其他

在流程工業(yè)向低碳轉型的過(guò)程中，電氣化將發(fā)揮重要作用。未來(lái)，運輸燃料將逐漸被新的可持續材料所替代，微電網(wǎng)在工業(yè)場(chǎng)所能源管理方面的價(jià)值將日益凸顯。工業(yè)電力生產(chǎn)商需要將現場(chǎng)消耗和產(chǎn)生的電力中的可再生能源與相關(guān)的碳足跡效益掛鉤；生產(chǎn)商則需要優(yōu)化發(fā)電，用電力滿(mǎn)足工藝過(guò)程能源需求。