2023ABB電氣化與數(shù)字化碳中和白皮書

02ABB02ABB可持續(xù)發(fā)展愿景ABB可持續(xù)發(fā)展愿景電氣化+數(shù)字化賦能低碳社會——ABB目標—我們賦能低碳社會—誠信—我們推動社會進步—透明—我們保護自然資源——03目錄03目錄目錄04序言06第一章背景：為什么要實現(xiàn)碳中和？07第二章碳中和目標的戰(zhàn)略規(guī)劃08第三章碳中和的實現(xiàn)路徑13第四章實現(xiàn)碳中和的三大挑戰(zhàn)14第五章電氣化+數(shù)字化賦能低碳社會16第六章智慧園區(qū)的碳中和27第七章智慧建筑的碳中和37第八章智慧交通的碳中和48第九章數(shù)據(jù)中心的碳中和——06第一章背景：為什么要實現(xiàn)碳中和？06第一章背景：為什么要實現(xiàn)碳中和？第一章背景：為什么要實現(xiàn)碳中和？地球上的生命之所以存在，主要取決于氣候系統(tǒng)的微妙平衡。而自工業(yè)化以來，人類活動排放的各類溫室氣體特別是二氧化碳急劇增加，超過了大自然的消納能力，從而導(dǎo)致地球溫度升高，引發(fā)氣候變化，對地球生態(tài)系統(tǒng)造成難以挽回的損害。保護地球家園，控制溫室氣體排放是關(guān)鍵。世界各國在應(yīng)對氣候挑戰(zhàn)的共同行動中，形成了《聯(lián)合國應(yīng)對氣候變化框架公約》、《京都議定書》和《巴黎協(xié)定》等一系列具有法律約束力的減排文件。201521.5攝氏度以內(nèi)的目標。對于島嶼國家而言，這1.5攝氏度溫升生死攸關(guān)。目前，全球已有130多個國家提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標。20202030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的承諾，這不僅體現(xiàn)了中國主動承擔應(yīng)對氣候變化國際責任的擔當和決心，也將有助于中國加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級，形成綠色可持續(xù)的新經(jīng)濟發(fā)展模式。碳中和并不是指零排放，而是指溫室氣體的排放量與大自然吸收量平衡，溫升不再發(fā)生變化，保持地球生態(tài)系統(tǒng)的完整性。——第二章碳中和目標的戰(zhàn)略規(guī)劃針對“3060”時間表，《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出了實現(xiàn)碳中和路徑上的目標。2025用效率大幅提升。單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2020年下降13.5%；202018%；非化石能源20%24.1%，森林蓄積量達到180億立方米，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和奠定堅實基礎(chǔ)。2030年，經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效，重點耗能行業(yè)200565以上；非化石能源消費比重達到25%左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到1225190方米，二氧化碳排放量達到峰值并實現(xiàn)穩(wěn)中有降。2060體系全面建立，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費80%以上，碳中和目標順利實現(xiàn)。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織（GEIDCO）的報告，為實現(xiàn)2060年全社會碳中和目標，中國總體可按照盡早達峰，快速減排，全面中和三個階段有序?qū)嵤?。?030年前）

（2030~2050年） （2050~2060年）快速減排 ——0808第三章碳中和的實現(xiàn)路徑碳中和目標對于正處于工業(yè)化進程的中國來說是個巨大的挑戰(zhàn)和考驗。當前，中國在全球二氧化碳及溫室氣體排放中的占比分別約為30%和26%，是2019年全球排放占比最高的單一國家[1]。推動能源結(jié)構(gòu)演進是實現(xiàn)高碳排放行業(yè)中短期內(nèi)脫碳的重要舉措。而不同行業(yè)落實碳中和目標的路徑和模式也不盡相同。8%7%11%4%

電力45%石化化工5%1%5%14%圖3-1不同行業(yè)的碳排放占比數(shù)據(jù)來源：《中國能源統(tǒng)計年鑒2020》注[1]數(shù)據(jù)源自《碳經(jīng)濟學(xué)-中國走向凈零碳排放之路:清潔能源技術(shù)革新》——0909電力領(lǐng)域的減碳路徑45的二氧化碳排放量，居所有行業(yè)之首。目前，中國電力結(jié)構(gòu)仍然以火力發(fā)電為主，202068%。逐步降低煤電占比，是電力行業(yè)減碳的必由之路。提高清潔能源發(fā)電75變能源行業(yè)的格局提供了契機。一批多能互補的清潔能源基地也是關(guān)鍵。發(fā)展儲能技術(shù)清潔能源發(fā)電加速發(fā)展也亟需儲能解決方案的大

2025抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模將超6,200[3]3,000[4]儲能技術(shù)的挑戰(zhàn)。建設(shè)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展清潔能源要堅持集中式和分布式并舉。這既需要堅強的輸電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模遠距離輸送，也需要更加靈活的柔性配電網(wǎng)絡(luò)，以滿足分布式能源的快速發(fā)展和新型用能設(shè)備的廣泛接入。處理好清潔能源發(fā)展與系統(tǒng)安全、供電保障以及系統(tǒng)成本之間的平衡，是推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要一環(huán)。82%79%78%76%82%79%78%76%72%72%71%68%發(fā)電量（億千瓦時）70,000發(fā)電量（億千瓦時）50,00030,00010,0000

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火電水電核電風(fēng)電太陽能發(fā)電火電占比表3-2近十年全國發(fā)電量結(jié)構(gòu)及火電占比數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、國家能源局、中國電力企業(yè)聯(lián)合會注[2]數(shù)據(jù)源自國家能源局注[3]數(shù)據(jù)源自《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》注[4]數(shù)據(jù)源自《國家發(fā)展改革委國家能源局關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》——PAGE10PAGE10工業(yè)領(lǐng)域的減碳路徑工業(yè)領(lǐng)域是能源消費和二氧化碳排放的重要來源。工業(yè)領(lǐng)域的碳排放主要來自于工業(yè)燃燒、工業(yè)流程和工業(yè)排廢，特別是鋼鐵、水泥等重工業(yè)，貢獻了工業(yè)領(lǐng)域50%以上的碳排放量。針對中國工業(yè)排放現(xiàn)狀，推進工業(yè)電氣化、提高能源效率、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、推動碳捕集(CCUS)技術(shù)是實現(xiàn)工業(yè)減排的四個重要抓手。推進工業(yè)電氣化提高能源效率排放，也能減少工業(yè)過程二氧化碳排放。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

收利用。其中基于廢鋼的電弧爐法基本只消耗電11%[5]轉(zhuǎn)爐法具有更加低碳的能源結(jié)構(gòu)。發(fā)展碳捕集技術(shù)碳捕集、利用與封存技術(shù)（CarbonUtilizationandStorageCCUS）入到生產(chǎn)過程當中，實現(xiàn)對碳的循環(huán)再利用。目前很多碳捕集技術(shù)還在實驗室階段，但從長遠看，碳捕集有望成為人類應(yīng)對全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一。如果其經(jīng)濟性、成熟度及安全等方面通過工業(yè)化規(guī)模的測試論證，碳捕集技術(shù)則可與發(fā)電、煉油、煤化工等產(chǎn)業(yè)做有效整合，為未來工業(yè)領(lǐng)域提供15%~20%的減排空間。注[5]數(shù)據(jù)源自世界鋼鐵協(xié)會交通領(lǐng)域的減碳路徑2020年，交通運輸行業(yè)碳排放量占中國二氧化碳排放量的11%，是電力和工業(yè)之后的第三大排放源，但是交通運輸行業(yè)的脫碳難度卻非常高。與發(fā)電相比，交通運輸處于脫碳成本曲線的“高成本區(qū)”。交通運輸行業(yè)的碳排放方式眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、統(tǒng)計困難，因此需要找到具有減排潛力的環(huán)節(jié)，采取針對性的舉措。航空和船舶在交通運輸領(lǐng)域，航空和船舶行業(yè)的脫碳難度較高，使用燃料替代和港口岸電及空港陸電，是目前解決方案的關(guān)鍵所在。航空和船舶在交通運輸領(lǐng)域，航空和船舶行業(yè)的脫碳難度較高，使用燃料替代和港口岸電及空港陸電，是目前解決方案的關(guān)鍵所在。燃料替代：在航空領(lǐng)域，生物能源特別是可持續(xù)航空燃料，與航空煤油相比減排可達80%，是減少航空碳排放的主要方式。而在船舶行業(yè)，短期的液化天然氣和中長期的清潔氨是兩個主要的低碳燃料替代解決方案。港口岸電和空港陸電：港口船舶岸電供電系統(tǒng)替代船舶輔機發(fā)電，可實現(xiàn)靠港船只的零碳排放。飛機靠港也可以利用地面供電，實現(xiàn)廊橋電能替代：在登機廊橋下安裝靜電電源和飛機地面專用空調(diào)，在飛機停靠廊橋后關(guān)閉輔助動力裝置，完全由地面以清潔能源方式提供飛機所需的電能，替代過去使用航空燃油的方式。戰(zhàn)的核心。2020年，中國汽車工程學(xué)會發(fā)布《節(jié)》，路線圖中指出2035年中國的混動車和新能源車將各占50%，汽道路車輛保有量中接近100%的滲透率，需要對電網(wǎng)和充電站進行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資。（（如場站、工業(yè)園區(qū)、商場、社區(qū)、路側(cè)）的充電需求，軌道交通中國軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)形成了相對成熟的電氣化解決方案，其中高速鐵路、貨運干線鐵路、地鐵已經(jīng)基本實現(xiàn)全面電氣化。保證現(xiàn)有電氣化軌道交通繼續(xù)可靠運行，提高能源利用效率，加快普通鐵路的電氣化改造，以及在港口、重工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“公轉(zhuǎn)鐵”，是中國軌道交通電氣化下一階段的主要方向。建筑領(lǐng)域的減碳路徑建筑業(yè)的直接碳排放占中國年度碳排放總量的7%，但建筑行業(yè)運行階段的能耗卻很高，2018年已達到億噸標準煤，約占全國總能耗的21%[6]達到綠色建筑標準，是實現(xiàn)建筑業(yè)低碳目標的關(guān)鍵一環(huán)。在建筑設(shè)計階段，可采用綠色設(shè)計理念，根據(jù)地理條件合理設(shè)置太陽能采暖，制熱水及發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置、水地源熱泵，充分利用環(huán)境提供的天然可再生能源。同時，可采用節(jié)能的建筑圍護結(jié)構(gòu)及設(shè)備，使用適應(yīng)當?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。在施工階段能源使用效率，節(jié)約能源，增加材料利用率。

綠色建筑內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)及熱水系統(tǒng)可通過采用可再生能源、高性能系數(shù)的冷熱源機組、變頻泵等多項節(jié)能技術(shù)，提高其系統(tǒng)能效比。綠色建筑的照明和用電設(shè)備可以采用高效率的設(shè)備和先進的控制策略，從而提高能源利用率。此外，BAS（樓宇自動化系統(tǒng)）能夠分項計量建筑內(nèi)各系統(tǒng)的耗能量，發(fā)現(xiàn)有節(jié)能潛力的系統(tǒng)，并提出有針對性的改進措施，對設(shè)備的運行情況進行有效調(diào)節(jié)，從而減少不合理的能源消耗，提高系統(tǒng)管理水平。注[6]數(shù)據(jù)源自中國建筑節(jié)能協(xié)會建筑能耗統(tǒng)計專業(yè)委員會PAGE13PAGE13—第四章實現(xiàn)碳中和的三大挑戰(zhàn)在各行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型過程中，工業(yè)電氣化、交通電氣化及新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，會推動電力消費的持續(xù)增加，到2050年電能在終端能源的消費比重將提高至50%左右。踐行“3060”戰(zhàn)略，能源轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵，電力是主力軍，需要不斷深化電力改革和持續(xù)推進技術(shù)創(chuàng)新以解決新型電力系統(tǒng)發(fā)展在“源-網(wǎng)-荷”側(cè)帶來的三大主要挑戰(zhàn)。行業(yè) 2035年2050年電氣化特點工業(yè) 43%52%步伐穩(wěn)建筑 65%潛力大交通 13%35%速度快表4-1各行業(yè)電氣化發(fā)展特點數(shù)據(jù)來源：《國家電網(wǎng)2050：“兩個50%”的深度解析》，湯芳，張寧，代紅才，國網(wǎng)能源研究院挑戰(zhàn)一：源——如何推進清潔能源建設(shè)及清潔能源發(fā)電效率提升？挑戰(zhàn)二：網(wǎng)——如何構(gòu)建新型電力配電網(wǎng)以適應(yīng)更高比例的清潔能源接入？新一代電力系統(tǒng)為了適應(yīng)更高比例的清潔能源的接入，未來將推進單端電源系統(tǒng)向多端電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，形成大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式電網(wǎng)有機互儲”一電動充電樁、電能替代、需求側(cè)響應(yīng)和基于數(shù)字

技術(shù)的“虛擬電廠”均對更加靈活互動的配電網(wǎng)系統(tǒng)提出迫切需求。挑戰(zhàn)三：荷——負荷側(cè)模式如何實現(xiàn)由單向流動向“源-網(wǎng)-荷-儲”雙向互動模式轉(zhuǎn)變？通過“虛擬電廠”聚合分布式能源、柔性負荷、電動儲”協(xié)調(diào)控制，最終形成區(qū)域乃至PAGE14PAGE14數(shù)字化賦能低碳社會ABB電氣碳中和白皮書—第五章電氣化+數(shù)字化賦能低碳社會ABB一直是低碳路上的踐行者。202011月，ABB2030年可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與目標，提出到2030為所有利益相關(guān)方創(chuàng)造價值。包商可持續(xù)發(fā)展價值鏈圖5-1ABB2030年可持續(xù)發(fā)展目標ABB域，賦能低碳社會。清潔能源利用ABB的控制設(shè)備可以保證風(fēng)電、光伏等清潔電力30余年，ABB為世界各地領(lǐng)3.570%的風(fēng)機，積極推進中國清潔能源的發(fā)展。ABBAbilityTM智慧能源及配電管理系統(tǒng)可以幫助園區(qū)提高清潔能源的就地消納。該系統(tǒng)可監(jiān)控整個園區(qū)的能源供應(yīng)及負荷情況，并進行優(yōu)化計算，根據(jù)園區(qū)能源需求及供應(yīng)情況分析清潔能源的最優(yōu)配置比例，從而助力園區(qū)最大限度利用清潔能源。

能源效率優(yōu)化ABBAbilityTM智慧能源及配電管理系統(tǒng)可以將園區(qū)生產(chǎn)區(qū)域，辦公區(qū)域以及公共區(qū)域能源系統(tǒng)互電氣化率提升從發(fā)電端到用電端，ABB提供智能中低壓配電、關(guān)鍵電源、樓宇產(chǎn)品及控制系統(tǒng)、電動汽車充電等PAGE15PAGE15數(shù)字化賦能低碳社會電氣化全系列產(chǎn)品及解決方案，以數(shù)字化創(chuàng)新技術(shù)助力電氣化轉(zhuǎn)型的加速，推動全社會電氣化率的提升。針對電動交通的發(fā)展趨勢，基于完善的配電解決方案可以幫助電網(wǎng)客戶提高資

作為全球電氣化和自動化的領(lǐng)先企業(yè)，ABB將創(chuàng)新融入基因。在中國，ABB積極承擔企業(yè)社會責任，堅持數(shù)字化創(chuàng)新，在促進自身綠色發(fā)展的同時，幫助客戶、合作伙伴實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展。ABB立足電力、工業(yè)、交通、建筑等多個行業(yè)，提供智慧電力、智慧園區(qū)、智慧建筑、智慧交通、智慧城市等數(shù)字化解決方案，支持中國邁向碳中和宏偉目標?！诹轮腔蹐@區(qū)的碳中和現(xiàn)狀：產(chǎn)業(yè)園區(qū)減碳意義重大未來：碳中和園區(qū)的全新樣貌21 解決之道：低碳理念與綠色技術(shù)的交融25未來已來：碳中和園區(qū)的有力印證PAGE20PAGE20《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出，“推進電網(wǎng)體制改革，明確以消納可再生能源為主的增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)和分布式電源的市場主體地位”。園區(qū)能源具有消耗總量大、利用形式豐富等特點，園區(qū)型智能微電網(wǎng)建設(shè)是實現(xiàn)我國“雙碳”戰(zhàn)略的重要手段之一，具有重大的創(chuàng)新空間和實踐意義。現(xiàn)狀：產(chǎn)業(yè)園區(qū)減碳意義重大自1979年深圳蛇口工業(yè)園打響了我國產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展的第一炮，園區(qū)建設(shè)正式步入快車道，以科技創(chuàng)新驅(qū)動的高新區(qū)、科技園和以商貿(mào)流通驅(qū)動的物流園、自貿(mào)區(qū)相繼涌現(xiàn)，推動著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展。2018年，經(jīng)中央核定的國家級和省級工業(yè)園區(qū)共計2,54320,000家，貢獻了全國工業(yè)產(chǎn)值的一半以上以及全國生產(chǎn)總值的三分之一。2018年，我國國家級

2050年全國工業(yè)生產(chǎn)電能占終端用能比重將達52%，各類建筑電能占終端用能比重達65%。65%54%65%54%52%46%43%37%34%26%電能占終端用能比重60%電能占終端用能比重50%40%30%20%10%0%經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生產(chǎn)總值為萬億元，國家

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2035 2050年份級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的生產(chǎn)總值為11.1二者在同期國內(nèi)生產(chǎn)總值占比超過23%[1]GDP80%50%[2]1/3[1]。產(chǎn)業(yè)園區(qū)的能耗壓力主要來自以下方面：一、電能占園區(qū)用能比重持續(xù)上升

工業(yè) 建筑圖6-1各終端部門電氣化水平數(shù)據(jù)來源：國家電網(wǎng)公司二、現(xiàn)有園區(qū)供電方式與低碳路徑相矛盾的電力供園區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)無法適應(yīng)大量分布式能源的接入，而未來轉(zhuǎn)變后的園區(qū)多端供電模式會導(dǎo)致電源波[1][2]PAGE18PAGE18圖6-2傳統(tǒng)配電網(wǎng)三、綜合能源管理體系依舊落后數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)系統(tǒng)之間的調(diào)控和優(yōu)化。如何加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，助力園區(qū)實現(xiàn)高碳排放電能的有效替代，在這場廣泛而深刻的變革中如期實現(xiàn)“3060”雙碳目標？借助電網(wǎng)體制改革，以微電網(wǎng)、增量配電網(wǎng)為依托，優(yōu)先從綜合能源管理體系建設(shè)著手，借助數(shù)字化手段，深入挖掘園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的綠色低碳效應(yīng)，探尋電能綜合能源利用體系“最優(yōu)解”，打造面向未來的碳中和園區(qū)。未來：碳中和園區(qū)的全新樣貌未來的碳中和園區(qū)在自身規(guī)劃、建設(shè)、管理等方碳匯等多種手段，通過產(chǎn)業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型、設(shè)施集聚化共享、資源循環(huán)化利用等途徑，在保證生產(chǎn)

活動安全高效的前提下，讓園區(qū)實現(xiàn)碳排放與吸收自我平衡。清潔能源接入微電網(wǎng)與直流微電網(wǎng)獨立控制的同時又互為備用，提高系統(tǒng)的可靠性；微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)能量儲”一體化網(wǎng)絡(luò)，保證微電網(wǎng)的經(jīng)濟高效運行。圖6-3柔性交直流混合微電網(wǎng)二、多能互補，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同共生利用先進的物理信息技術(shù)和創(chuàng)新管理模式，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)，整合園區(qū)內(nèi)不同類型的能源資源、儲能設(shè)施及電氣化交通等要素，通過天然氣冷熱電聯(lián)供、分布式能源和能源智能微網(wǎng)等方式，結(jié)合新興技術(shù)實現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源PAGE19PAGE19綜合梯級利用，推動能源清潔生產(chǎn)和就近消納，實現(xiàn)異質(zhì)能源間的協(xié)同規(guī)劃、交互響應(yīng)和互補互濟，在滿足園區(qū)內(nèi)多元化用能需求的同時，有效提升能源利用效率，降低能源生產(chǎn)與消費成本。同時，挖掘園區(qū)內(nèi)部和園區(qū)間的產(chǎn)業(yè)共生潛力，將生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品及廢物等回收利用，達到資源的最優(yōu)化配置，形成綠色共享的閉環(huán)流動循環(huán)系統(tǒng)。三、打造碳中和園區(qū)的數(shù)字化生命體讓園區(qū)成為有溫度的數(shù)字化生命體是實現(xiàn)低碳發(fā)展的有效捷徑。未來的智慧能源管理系統(tǒng)將全面地掌握園區(qū)內(nèi)的能源生產(chǎn)、使用和碳排放情況，實現(xiàn)在生產(chǎn)、傳輸、存儲和消納等環(huán)節(jié)的全程可視和智能分析，自動為園區(qū)內(nèi)企業(yè)管理碳資產(chǎn)配額，完成碳匯交易。賦予園區(qū)更多低碳內(nèi)涵。挑戰(zhàn)：困惑隨著碳達峰、碳中和目標升級為國家戰(zhàn)略，產(chǎn)業(yè)園區(qū)的低碳化轉(zhuǎn)型勢在必行。一方面，高排放園區(qū)面臨著限產(chǎn)、停產(chǎn)的政策約束。另一方面，受限于電力送出和消納條件，清潔能源發(fā)電建設(shè)的重點將從傳統(tǒng)集中式大容量過渡到集中式與分布式并行的格局，以園區(qū)為單位的微電網(wǎng)將成為清潔能源建設(shè)的重要新方向。在統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與科學(xué)部署中推動園區(qū)綠色低碳發(fā)展，普遍面臨如下挑戰(zhàn)：

一、如何科學(xué)制定低碳發(fā)展戰(zhàn)略，部署低碳發(fā)展技術(shù)架構(gòu)打造完善的能源綠色管理體系是園區(qū)實現(xiàn)低碳目標的核心底座。大部分園區(qū)仍停留在環(huán)境管理體系的認證與建設(shè)階段，能源管理體系建設(shè)相對滯后，且缺乏行之有效的低碳發(fā)展技術(shù)架構(gòu)；其次，園區(qū)普遍缺乏適用的標準規(guī)范及相關(guān)核算經(jīng)驗，無法對園區(qū)內(nèi)或廠界范圍內(nèi)的溫室氣體及其他排放物進行精準核算、分析，并制定相關(guān)改善策略。這就需要園區(qū)結(jié)合自身特性來主動探索減碳技術(shù)架構(gòu)，從全局層面考慮能源供給、消費、分配和管理上的發(fā)展趨勢和兼容性，避免重復(fù)投資。二、如何在園區(qū)微網(wǎng)上進行多策略柔性調(diào)控在園區(qū)低碳發(fā)展的技術(shù)架構(gòu)中，設(shè)備層級（子系統(tǒng)）的技術(shù)相對成熟，如光伏發(fā)電子系統(tǒng)、樓宇自控子系統(tǒng)、電機驅(qū)動變頻化、照明設(shè)施直流化、園區(qū)交通電氣化等。但園區(qū)微網(wǎng)層面的能源調(diào)控系統(tǒng)則處于起步階段。如何以園區(qū)為邊界，對各個設(shè)備進行有機調(diào)控，實現(xiàn)能源微網(wǎng)的供應(yīng)低碳化和消耗可控化，是園區(qū)需要深入研究的課題之一。在園區(qū)能源微網(wǎng)內(nèi)，新能源發(fā)電特性與園區(qū)負荷特性存在天然“時間差”，僅靠清潔能源發(fā)電建設(shè)無法實現(xiàn)能源供應(yīng)的低碳化。小規(guī)模分布式光伏發(fā)電量遠無法滿足園區(qū)日常運營的電力需求；大比例建設(shè)光伏發(fā)電難以做到就地消納，且日間發(fā)電的隨機性與負荷波動性成疊加式，可能加劇電網(wǎng)公共連接點的功率波動，影響大電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性。如何實現(xiàn)在大比例清潔能源滲透的同時，兼顧就地消納和電網(wǎng)穩(wěn)定，是園區(qū)亟待解決的問題。PAGE20PAGE20 電網(wǎng)電功率電網(wǎng)電功率電網(wǎng)電功率放電 回報率電網(wǎng)電功率放電圖6-4不同規(guī)模的分布式光伏消納能力對比用電用電為實現(xiàn)能源脫碳目標，未來電網(wǎng)峰谷電價將進一步加大，傳統(tǒng)隨機用能方式將面臨越來越大的能源成本上漲壓力；隨著園區(qū)內(nèi)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施等可調(diào)節(jié)負載的增加，以及園區(qū)內(nèi)冷、熱、氣等可控用能系統(tǒng)的完善，負荷側(cè)的彈性用能調(diào)節(jié)能力將趨于增加。而在現(xiàn)有園區(qū)管理體系中，各主體在碳排放管控上彼此獨立，各類能源系統(tǒng)間也相互割裂。如何科學(xué)部署園區(qū)能源管理體系架構(gòu)，實現(xiàn)高效負荷側(cè)需求響應(yīng)調(diào)節(jié)，從而提高能源使用效率，降低峰值能源需求，是園區(qū)在運營階段的痛點所在。用電用電三、如何保障未來園區(qū)能源微網(wǎng)高效自主運行新能源的大比例建設(shè)及消納、高電氣化率和可靠供電等特性對未來園區(qū)的能源微網(wǎng)有著更為嚴苛的要求。園區(qū)配電技術(shù)路線上，傳統(tǒng)園區(qū)電力系統(tǒng)均采用全

交流配電網(wǎng)架構(gòu)，隨著光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)、新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、園區(qū)邊緣型數(shù)據(jù)中心等直流發(fā)電和負載的增加，傳統(tǒng)交流配電方案在配電效率、電能質(zhì)量及安全性等方面面臨新的挑戰(zhàn)；主流的單一輻射式配電網(wǎng)絡(luò)靈活性較差，無法高效滿足不同建筑主體間的能源互濟需求，難以支撐園區(qū)彈性網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。能源微網(wǎng)的安全自主運行很大程度上取決于微網(wǎng)的供電可靠性以及對電氣故障的處理能力，而這背后也面臨著重重考驗：需求端：供電可靠性要求日漸嚴苛A+配電網(wǎng)示范區(qū)為例，要求示范區(qū)供電可靠率達到99.999%，即年停電時間小于5分鐘。這不僅需要外部電網(wǎng)PAGE21PAGE21供電端：多端供電模式導(dǎo)致故障處理復(fù)雜性呈指數(shù)級增長由于分布式能源發(fā)電在地理位置上較為分散，造成整個電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中具有多個分散的電源點，園區(qū)電網(wǎng)從單一電源的輻射型網(wǎng)絡(luò)變成多端電源的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電流的方向和大小會隨之變化，保護裝置的動作電流整定和時限整定將變得更為困難，可能造成保護選擇性失效，引發(fā)越級跳閘等繼發(fā)事故，為人工巡檢增加了工作難度。面找到統(tǒng)籌兼顧的解決方案。解決之道：低碳理念與綠色技術(shù)的交融一、建立科學(xué)碳管理策略，整體布局低碳能源系統(tǒng)在低碳園區(qū)的建設(shè)上，園區(qū)管理者應(yīng)戰(zhàn)略先行，依照相關(guān)國際、國內(nèi)標準與行業(yè)政策，大力構(gòu)建清晰的綠色管理體系，在園區(qū)運營活動中強化低碳發(fā)展理念，整體布局低碳能源系統(tǒng)，打造示范性低碳園區(qū)。構(gòu)建清晰的綠色管理體系，以組織與規(guī)章為切入點，保障低碳園區(qū)的實現(xiàn)園區(qū)管理層及園區(qū)內(nèi)各企業(yè)須成立專項能源管理團隊，依據(jù)相關(guān)要求與能源管理方針，結(jié)合自身能源使用特點，加快建設(shè)ISO50001能源管理體系，將能源目標指標、能源績效參數(shù)、能源監(jiān)測

分析、能源審計、能源計量等管理要求進行有機關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)整合，借助先進的數(shù)字化手段與綜合能源管理平臺，建立可視化的能源管理體系，為打造綠色低碳園區(qū)、工廠夯實基礎(chǔ)。強化低碳發(fā)展理念，充分優(yōu)化碳排放強度以制造單元為例，充分考慮綠色制造和智能制造的融合，降低萬元產(chǎn)值能耗及單位產(chǎn)品能耗；在園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計規(guī)劃、工程建設(shè)與升級改造上依照綠色環(huán)保要求，采用高能效設(shè)備和工藝，減少溫室氣體及其他排放物的排放；建立明確的碳排放核查管理細則，可根據(jù)ISO14064《溫室氣體計算與驗證》，結(jié)合第三方機構(gòu)對園區(qū)內(nèi)各主體的溫室氣體年排放量進行核算，讓低碳發(fā)展有跡可循。圖6-5園區(qū)科學(xué)碳管理策略圖ABBABB電氣碳中和白皮書PAGE23PAGE23整體布局低碳能源系統(tǒng)，以綠色技術(shù)踐行低碳園區(qū)建設(shè)園區(qū)低碳能源系統(tǒng)的本質(zhì)是構(gòu)建以新能源為主體的能源端：電源側(cè)的分布式能源正逐步部署，除了傳統(tǒng)的園區(qū)外電源，需在園區(qū)內(nèi)以建筑物為主體，規(guī)劃分布式光伏、儲能、風(fēng)電等電源設(shè)備的安裝空間及電源接口；在應(yīng)急電源方面，需考慮園區(qū)能源微網(wǎng)的孤網(wǎng)運行情況，以替代應(yīng)急柴油發(fā)電機的使用；電能在未來仍有較大的發(fā)展空間，需考慮由此帶來的負荷側(cè)電力容量的增加，以及相關(guān)的能源接口和設(shè)施空間等需求；隨著能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電、冷、熱、氣等多種能源可高效靈活轉(zhuǎn)換、互濟互通，需統(tǒng)籌規(guī)劃負荷容量。

配電網(wǎng)絡(luò)：隨著直流發(fā)電和用能設(shè)施的增多，除傳統(tǒng)的交流配電架構(gòu)外，需在配電末端考慮分布式直流微電網(wǎng)的設(shè)計，以便分布式能源就地消納；在不同園區(qū)外電源間可建設(shè)直流配電系統(tǒng)，用于靈活調(diào)整各線路負荷率，并解決園區(qū)電能質(zhì)量等問題；配電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需從原來的放射型網(wǎng)絡(luò)向單環(huán)網(wǎng)及雙環(huán)網(wǎng)等更高可靠性供電網(wǎng)絡(luò)過渡，為園區(qū)彈性網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建能源全局流動的基礎(chǔ)。能源管理：典型園區(qū)級能源管理系統(tǒng)由邊緣控制層和能源管理平臺構(gòu)成。邊緣控制層主要用于秒級乃至毫秒級控制，如故障定位、靜態(tài)減載、平抑光伏波動、儲能削峰填谷、孤網(wǎng)運行控制等功能，并承擔能源設(shè)施的通訊接口；能源管理平臺負責園區(qū)分鐘級調(diào)度以及大數(shù)據(jù)分析等功能，如負荷預(yù)測、虛擬電廠策略、資產(chǎn)健康管理等，兩層架構(gòu)并行，實現(xiàn)對園區(qū)能源的一體化管理。圖6-6園區(qū)能源微網(wǎng)架構(gòu)圖荷”多策略柔性調(diào)控助力園區(qū)彈性微電網(wǎng)建設(shè)全和碳排放最低為目標，進行“荷”多策略柔性控制，將“源隨荷動”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸春苫诱{(diào)優(yōu)”模式，釋放碳減排潛力。實現(xiàn)多策略柔性調(diào)控需突破以下難點：荷”各設(shè)施的波動特性、調(diào)節(jié)裕度、響應(yīng)IT以確保調(diào)控的合理性和低碳性。調(diào)控場景不同，調(diào)控策略多變隨著外部能源環(huán)境的變化，以及內(nèi)部分布式發(fā)電的波動性，不同園區(qū)的智能節(jié)碳、限電運行模式、安

全備用模式等典型能源調(diào)控場景需定制不同控制策略，要求具備豐富的能源系統(tǒng)運行經(jīng)驗，以確保策略的完整性及模式切換過程中的穩(wěn)定性。能源安全性對調(diào)控實時性和可靠性有著高要求所以高時效性是保障能源安全調(diào)控的核心?；诔墒斓闹腔勰茉垂芾硐到y(tǒng)，ABB“源-儲-荷”多策略柔性調(diào)控方案可實現(xiàn)園區(qū)設(shè)施的全融合，通過能源調(diào)控兩層架構(gòu)實現(xiàn)快速可靠調(diào)控。其中，能源管理系統(tǒng)層負責全局調(diào)控策略的實時推演分析，生成對各種分布式能源和可控負荷的調(diào)節(jié)指令；邊緣控制層通過超鏈接響應(yīng)平臺控制需求，進行快速可靠的設(shè)備控制。多策略柔性調(diào)控可分為：多策略的新能源調(diào)控及多策略負荷側(cè)需求柔性調(diào)控。多策略的新能源調(diào)控是指利用儲能的靈活性，降低圖6-7多策略新能源調(diào)控PAGE24PAGE24的備用電源。由于分布式光伏和分布式儲能的異策略也需進行多層級調(diào)配。基于智慧能源管理平析，包括系統(tǒng)架構(gòu)、可調(diào)節(jié)裕度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)安全性評估等元素，以數(shù)據(jù)分析和預(yù)測為驅(qū)動，進行日前及日內(nèi)實時分布式發(fā)電預(yù)測和負荷預(yù)測，綜合進行新能源調(diào)控推演，得出兼顧低碳和安全的用電電網(wǎng)電功率 優(yōu)化前用電優(yōu)化后0 6 12 18 24放電圖6-8多策略負荷側(cè)需求柔性調(diào)控放電

多策略負荷側(cè)需求柔性調(diào)控，旨在通過對部分可控負荷的柔性調(diào)節(jié)，以不影響負荷功能性運轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，有序的分時段控制負荷用能需求，達到彈性用能的目的。多策略負荷側(cè)需求柔性調(diào)控有助于新能源的就地消納，同時降低電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資。由于園區(qū)負荷層面體量大、分布廣，控制成本不同，負荷重要性等級不同，響應(yīng)速度不同，故而需要統(tǒng)籌謀劃，制定用能調(diào)控組合，達到高效用能?；谥腔勰茉垂芾砥脚_，以建筑體為調(diào)進行負荷預(yù)測及可調(diào)空間分析；其次，與建筑自動化系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)等進行跨系統(tǒng)聯(lián)接，以便進行快速可靠的負荷柔性控制；根據(jù)實時的運行模式，如智能節(jié)碳模式、限電運行模式、安全備三、自主運行，確保園區(qū)能源微網(wǎng)的高效穩(wěn)定園區(qū)能源微電網(wǎng)的高效穩(wěn)定運行是低碳園區(qū)的基礎(chǔ)保障，而新能源的隨機性、不穩(wěn)定性、間歇性等特點可能導(dǎo)致微電網(wǎng)的電力支撐能力減弱。因此，在規(guī)劃設(shè)計階段需進行如下綜合考量。合理的結(jié)構(gòu)布局：滿足分層分區(qū)原則，任一元件斷開，應(yīng)能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。合理的系統(tǒng)互聯(lián)：能合理控制系統(tǒng)短路電流，交直流相互適應(yīng)、協(xié)調(diào)發(fā)展。次故障后的穩(wěn)定運行需求。PAGE25PAGE25在運行階段要重點考慮園區(qū)微電網(wǎng)整體故障處理IEC61850/GOOSE數(shù)字化電力案仍待提高。基于此，ABB進一步完善了園區(qū)微30s，99.9999%。具體特點如下：全域覆蓋故障范圍相較于成熟的10kV配電領(lǐng)域，該方案率先在400VIEC61850通訊支持，5G通訊網(wǎng)絡(luò)故障自知自愈依賴于快速且可靠的通訊傳輸技術(shù)，重要的通訊報文要求點對點通訊延時小于3ms，5G技術(shù)趨于成熟，其低延時特性可替代光纖通信。據(jù)此，ABB5G5G5GIEC61850/GOOSE二層網(wǎng)絡(luò)通信，可完美替代傳統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)。豐富的故障處理應(yīng)用

GOOSE10ms識別多種不同的接地故障，準確率高達現(xiàn)早期電纜故障，避免事故的擴大。未來已來：碳中和園區(qū)的有力印證為踐行低碳發(fā)展戰(zhàn)略，ABB2019年在德國打造了集團首個碳中和生產(chǎn)基地——ABBBusch-Jaeger2年時間對低碳園區(qū)進行升級100%的日常運營電力需求。為了滿足高峰證的零碳電力，項目預(yù)計每年可減少CO2排放超6304.2%的能源成本。為了進一步探索多策略精準柔性調(diào)節(jié)的應(yīng)用，推進園區(qū)綠色化轉(zhuǎn)型，ABB正在對廈門工業(yè)中心智慧園區(qū)實施升級建設(shè)項目。該項目包括屋頂光伏和車棚光伏發(fā)電系統(tǒng)，并配套儲能和交直流充電設(shè)施。為配電架構(gòu)部署DC750V直流配電技術(shù)，實現(xiàn)光、儲、充及直流空調(diào)、照明等負荷的直流微網(wǎng)運行。智慧能源柔性調(diào)節(jié)系統(tǒng)為現(xiàn)有園區(qū)能源管理、樓宇自控系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)進行統(tǒng)一聯(lián)接，部署多策略柔性調(diào)控系統(tǒng)，包括：PAGE26PAGE26新能源發(fā)電調(diào)控功能：精準控制園區(qū)功率因數(shù)，降低新能源并網(wǎng)波動性。負荷需求側(cè)管理：對園區(qū)內(nèi)充電樁、暖通空調(diào)、照明系統(tǒng)進行柔性調(diào)節(jié)，降低負荷波動性。：通過能源管理平臺確保園預(yù)計項目實施后，綠色能源可替代園區(qū)超過80%

的外部電力供應(yīng)，在部分時間段可實現(xiàn)100%13,000現(xiàn)園區(qū)低碳轉(zhuǎn)型。隨著項目運行數(shù)據(jù)的不斷積累，以及ABB自身技術(shù)的持續(xù)升級，未來還將對現(xiàn)有策略進行迭代更新，探索更多創(chuàng)新應(yīng)用場景，如光伏發(fā)電預(yù)測、大區(qū)域孤網(wǎng)運行控制以及部署更多調(diào)控策略等，助力建設(shè)碳中和示范園區(qū)。圖6-9ABB廈門工業(yè)中心—第七章智慧建筑的碳中和現(xiàn)狀：建筑減碳任重道遠未來：打造凈零碳建筑挑戰(zhàn)：提效減排是實現(xiàn)建筑凈零碳的關(guān)鍵32解決之道：三大路徑助力減碳目標R-CELLS，綠色建筑未來已來結(jié)語：未來可期，商機無限PAGE30PAGE30現(xiàn)狀：建筑減碳任重道遠中國政府制定的“3060”雙碳戰(zhàn)略目標，將對我國能源轉(zhuǎn)型以及各行各業(yè)的未來發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。在飛速的城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，建筑業(yè)作為全國三大用能行業(yè)（工業(yè)、交通和建筑）之一，與能源消費和碳排放密切相關(guān)，在邁向碳中和的道路上承擔了重要使命。一、建筑行業(yè)碳排放的總量龐大，約占全社會碳排放總量的二分之一中國是世界上既有建筑和每年新建建筑量最大的國家，現(xiàn)有城鎮(zhèn)總建筑存量超過600億平方米。30~40億201849.3億噸，51.3%。

二、建筑行業(yè)目前主要依賴化石能源，運行階段化石能源占比超90%縱觀建筑全產(chǎn)業(yè)鏈，碳排放總量主要來自建筑建造（包括建材的生產(chǎn)和建筑施工和建筑運行兩個階（電力煤熱力4%油14%天然氣6%電力煤熱力4%油14%天然氣6%可再生能源化石燃料25%46%76%29%中國建筑運行能耗總量9.47億噸標煤圖7-2建筑運行能耗總量數(shù)據(jù)來源：中國建筑節(jié)能協(xié)會、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心建筑全過程51.3%

三、建筑行業(yè)能耗增幅顯著，推高了碳排放總量噸標準煤當量。公共建筑總面積的增加，用能需求在建筑運營過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)能耗7-12018數(shù)據(jù)來源：《中國建筑能耗研究報告（2020）》

占比將近50%~70%。針對暖通和照明系統(tǒng)的節(jié)能增效是實現(xiàn)建筑碳中和目標的重中之重。PAGE29PAGE29ABB電氣碳中和白皮書未來：打造凈零碳建筑相較于建筑全生命周期的其他碳排放，有效降低建筑運行碳排放被普遍認為是建筑行業(yè)目前亟需解決的問題。許多國際機構(gòu)相繼發(fā)布了針對建筑運行碳排放的凈零要求及標準。例如，世界綠色建筑委員會（WGBC）提出，到2030年所有新建建筑必須實現(xiàn)運營階段凈零碳排2050年，所有的建筑實現(xiàn)運營階段凈零碳排放。凈零碳建筑通常需要具備以下特征：凈零碳建筑通常需要具備以下特征：大力推動可再生能源的利用和消納，優(yōu)先使用本地可再生能源，其次是場外可再生能源。降低能源消耗，提升能源效率，確保建筑高效運營以減少能源浪費。測量和披露碳排放信息，跟蹤記錄年度運營的碳排放情況，并提供有效的測量數(shù)據(jù)。強化建筑認證監(jiān)管體系，并涵蓋節(jié)水、節(jié)材、垃圾處理等相關(guān)領(lǐng)域。

我國零碳建筑的發(fā)展路線20191月住建部發(fā)布的《近零能耗建筑技術(shù)標準》GBT51350-2019界定了我國“零能耗建筑”的2021月份最新印發(fā)的《2030年前碳明了方向：加快優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)深化可再生能源建筑應(yīng)用，推廣光伏發(fā)電與建筑一體化應(yīng)用。提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。到2025年，城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達到8%，新建公共機構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。加快提升建筑能效水平加快更新建筑節(jié)能、市政基礎(chǔ)設(shè)施等標準，提高節(jié)能降碳要求，推進重點用能設(shè)備節(jié)能增效。到2025全面提升節(jié)能管理能力對項目用能和碳排放情況進行綜合評價，從源頭推進節(jié)能降碳，提高節(jié)能管理信息化水平。以上三個實現(xiàn)建筑零碳排放的途徑，離不開技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)品的迭代，也將為建筑行業(yè)帶來全新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。PAGE30PAGE30挑戰(zhàn)：提效減排是實現(xiàn)建筑凈零碳的關(guān)鍵然而，基于目前的能源使用習(xí)慣和能效管理方式，要實現(xiàn)建筑的凈零碳和低能耗目標面臨著很多挑戰(zhàn)：一、清潔能源供給不足，傳統(tǒng)供給模式遭遇瓶頸前廣泛使用的屋頂光伏發(fā)電技術(shù)不能滿足建筑自高效用能帶來難題。自身建設(shè)新能源的基礎(chǔ)薄弱滿足當前建筑對清潔能源的應(yīng)用需求。分時電費政策將讓過分依賴場外清潔能源實現(xiàn)凈零碳且用能彈性不足的建筑用戶面臨成本挑戰(zhàn)。除了新能源本身的波動，極端天氣等外部環(huán)境劇烈變化，給建筑造成用電安全風(fēng)險。新能源供需存在時差，不平衡不匹配矛盾突出以太陽能和風(fēng)能為主的新能源有明顯的時間特征，對于建筑，其用能和新能源發(fā)電存在不同步和不匹配，會出現(xiàn)階段性的供給過剩和短缺，給建筑用能

帶來挑戰(zhàn)的同時清潔能源未能獲得最大化消納，進一步削弱了新能源的使用效率。二、在滿足用戶體驗前提下，如何通過提升能源使用效率來減少碳排放減少建筑的整體能源需量和綜合碳排放是建筑凈零碳的必然要求，隨著城鎮(zhèn)生活水平的提升，用戶體驗要求也越來越高，如何有效實現(xiàn)建筑內(nèi)的能耗管控是一個重要課題。再電氣化帶動能源使用需量繼續(xù)攀升隨著用戶對于用能體驗要求越來越高，更適宜的溫濕度、通風(fēng)、室內(nèi)光環(huán)境等將成為建筑的標配。而更好的用戶體驗勢必需要建筑引入更多的電氣設(shè)備，建筑的進一步電氣化將導(dǎo)致能源消耗需求增加，而設(shè)備增加本身也是一種碳排放增加。如何使電氣設(shè)備高效運行，以進一步降低用電需量并實現(xiàn)凈零碳建筑，是擺在建設(shè)者和運營者面前的一個挑戰(zhàn)。粗放用能模式帶來不必要的隱性能源浪費電氣設(shè)備的增加使得設(shè)備的管理以及聯(lián)動控制變?nèi)?、運營管理需要兼顧敏捷、低碳等需求隨著建筑大量使用清潔能源，運營管理人員的角色也從原來單純的用電管理變成要對“發(fā)輸配用”全面負責。加上再電氣化范圍變大，設(shè)備數(shù)量增多，用戶對于用能穩(wěn)定性和舒適性的要求越來越高，運營管理過程需要兼顧敏捷，低碳等多重需求。PAGE31PAGE31運營環(huán)節(jié)的挑戰(zhàn)來自幾個方面：大量冗余設(shè)計讓運營環(huán)節(jié)承壓，帶來運營期的能源浪費及額外碳排放變壓器而出現(xiàn)“大馬拉小車”的輕載運行情況。疊加能和費用浪費，產(chǎn)生額外碳排放。本地重載部署帶來系統(tǒng)臃腫和管理復(fù)雜難題

系統(tǒng)集成商質(zhì)保期后失聯(lián)，系統(tǒng)常常淪為擺設(shè)，并出現(xiàn)大量設(shè)備掉線狀況。自動化控制系統(tǒng)因各類現(xiàn)場控制器的故障徹底失去作用，運維人員需奔走各處手動控制，使得整個樓宇失去感知和調(diào)控能力，效果和效率大大降低。“跑斷腿”的運維方式，無法應(yīng)對現(xiàn)代建筑運維需求智能建筑不斷迭代引入更多類型的設(shè)備，讓整個強弱電系統(tǒng)更復(fù)雜，而傳統(tǒng)的定期維護不能滿足智能建筑的需求：維護過于頻繁會造成過維護，浪費人力物力；維護不及時會造成欠維護，增加系統(tǒng)的運行風(fēng)險，并且傳統(tǒng)的定期維護會產(chǎn)生不必要的碳排放。PAGE32PAGE32解決之道：三大路徑助力減碳目標礎(chǔ)上實現(xiàn)整體能源使用需量和碳排放的減少。ABB致力于通過如下三大解決之道突破上述瓶頸問題。一、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和能源管理，破解建筑對清潔能源的需求與供給矛盾

對建筑的能源供給結(jié)構(gòu)和管理模式進行系統(tǒng)性重構(gòu)，行業(yè)需從如下方面入手：光伏建筑一體化（BIPV），提升建筑自身清潔能源生產(chǎn)能力隨著新能源建設(shè)成本的降低和發(fā)電效率的提升，以及投資新能源的回收周期的縮短，建筑業(yè)建設(shè)光伏的意愿逐步增強。特別是隨著光伏材料技術(shù)的進步，光伏與建筑正從結(jié)合走向融合。針對建筑屋頂空間有限的情況，未來可通過光伏建筑一體化（BIPV）的方式增加新能源接入，屋頂、墻體均能發(fā)電，從而提升建筑自身清潔能源生產(chǎn)能力。此外，通過光伏建筑一體化可降低屋頂和墻體的溫升，進而降低建筑物的整體溫度，這為減少空調(diào)的應(yīng)用及降低能耗打下基礎(chǔ)。重構(gòu)建筑供配電，實現(xiàn)多電源支撐未來，一些低密度建筑可以根據(jù)自身特點和條件，逐步構(gòu)建以分布式新能源為主供，主網(wǎng)為補充的新型電力系統(tǒng)。對于局部富裕的新能源，可通過隔墻PAGE33PAGE33分布式微網(wǎng)并舉的供需耦合新機制。為匹配供電系統(tǒng)的變革，建筑配電也將為匹配供電系統(tǒng)的變革，建筑配電也將面臨新的重構(gòu)，ABB針對未來建筑，前瞻性的布局直流配電技術(shù)，重構(gòu)建筑配電系統(tǒng)。與常規(guī)光伏建筑相比，光伏直流建筑更方便分布式能源、儲能和直流負載及變頻交流負載的接入，省去部分交直流變直流微電網(wǎng)可與現(xiàn)有交流微電網(wǎng)或配電網(wǎng)互聯(lián)，形成多元電源支撐，大大增加用電靈活性，減少對主網(wǎng)的依賴。柔性調(diào)控，構(gòu)建供需動態(tài)平衡新模式新能源能否最大化有效消納，是解決供需矛盾的重要方面。供給側(cè)和需求側(cè)的不同步問題是建筑光電消納問題的關(guān)鍵節(jié)點。ABB依托在電力行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，從兩個維度為行業(yè)賦能。智能調(diào)優(yōu)，實現(xiàn)“源荷互動”和協(xié)同運作。ABB智端”進行多節(jié)負載，以釋能和蓄能的形式實現(xiàn)建筑本體的“虛擬電廠”管理和“源荷互動”，在解決供需不同步的

基礎(chǔ)上全面提高能源使用效率，實現(xiàn)清潔能源的最大化就地消納。需求響應(yīng)，實現(xiàn)供需緊平衡。在尖峰時段和清潔能源供給緊張時，根據(jù)光伏實際發(fā)電狀況和可調(diào)節(jié)負載屬性靈活調(diào)整使用時間，實現(xiàn)建筑內(nèi)部的能源共濟和有序用電，實現(xiàn)清潔能源供需的緊平衡。例如在商業(yè)寫字樓里，通過對充電樁等可調(diào)節(jié)負載進行管理可實現(xiàn)有序用電：中午是寫字樓的用電低谷，卻是光伏發(fā)電高峰，此時充電樁可滿功率充電實現(xiàn)對清潔能源的及時消納，而在清潔能源供給緊張的用電高峰時段，根據(jù)電動汽車剩余電量可靈活調(diào)整部分車輛充電時間或者減少瞬時充電功率，實現(xiàn)清潔能源供需的緊平衡。二、全面提升能效，實現(xiàn)以人為本的節(jié)能降耗和深度減排在低碳目標的約束下，ABB致力于通過科技手段實現(xiàn)低碳與體驗的雙贏，通過全面能效提升，打造以人為本的建筑節(jié)能降耗和深度減排，在不降低用戶體驗的前提下實現(xiàn)整體能源使用需量和碳排放的控制。源頭節(jié)能，提升用電設(shè)備能效水平通過創(chuàng)新應(yīng)用提高設(shè)備的能源使用效率。通常的建筑電氣有很多單獨的節(jié)能措施，如照明設(shè)備選用高效節(jié)能燈具和節(jié)能型整流器，電動機選用高效節(jié)能電動機和變頻調(diào)速措施，采用無功補償?shù)难b置降低功率因素等，電氣設(shè)備零部件設(shè)計應(yīng)盡可能使用低環(huán)境負荷材料。同時采用科技高效的新設(shè)備是節(jié)能的一大路徑，如高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術(shù)，可以提升現(xiàn)有技術(shù)裝備能效水平，降低建設(shè)運營成本。PAGE34PAGE34場景化控制，實現(xiàn)用能過程的精益節(jié)能和深度減排建筑就像活的有機體，多個系統(tǒng)必須實現(xiàn)互通及算法協(xié)同工作，才能達到舒適，節(jié)能的效果。ABB智慧樓宇控制是監(jiān)控和管理所有建筑機電設(shè)施的中央系統(tǒng)，能實現(xiàn)從暖通空調(diào)(HVAC)、照明控制、安全到公用設(shè)施和廢棄物不同場景的控制。工作空間的照明、舒適的溫度等受到建筑內(nèi)外部因素的影響，對于辦公空間照明的“恒照度”算法，就需要結(jié)合室內(nèi)光源、色溫及室外光照強度等因素，當室外光照強度增加，室內(nèi)照明會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的辦公照度及監(jiān)測到的現(xiàn)有辦公桌面的照度，經(jīng)過計算自動調(diào)節(jié)光源的照度及色溫，使得辦公的照度恒定在最適合的程度。通過電動窗簾智能模塊的算法，用以實現(xiàn)百葉窗的“向日葵”功能，葉片隨著環(huán)境自動翻轉(zhuǎn)，以保持舒適的工作空間。三、利用數(shù)字化技術(shù)，幫助建筑實現(xiàn)運營管理的低碳和敏捷考慮到建筑面對的變革以及長生命周期，建筑運營管理環(huán)節(jié)的低碳尤為重要。通過基于全生

命周期的數(shù)字化手段，ABB幫助建筑用戶實現(xiàn)運維管理過程的低碳和敏捷，助力建筑資產(chǎn)的保值增值。數(shù)字化平臺和計算工具，為合理化設(shè)計等提供依據(jù)ABBDocWin數(shù)字化設(shè)計和選型工具、EAM能效與資產(chǎn)健康管理平臺的可視化統(tǒng)計數(shù)據(jù)和云端大數(shù)據(jù)給出的建議和輕量化云端部署，為低碳敏捷的“云運維”提供條件即插即用的終端設(shè)備配合輕量化的云平臺，改變了系統(tǒng)部署和建設(shè)投資的理念，將原本復(fù)雜的本地系統(tǒng)化繁為簡，在控制、采集設(shè)備端即可實現(xiàn)與云端平臺直接聯(lián)系，減少通訊轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)的設(shè)備，進而降低故障點和運維設(shè)備數(shù)量，并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。25%ABB智慧樓宇自動系統(tǒng)無縫對接ABB智慧能源管理中臺，可節(jié)省25%ABB智慧樓宇自動系統(tǒng)無縫對接ABB智慧能源管理中臺，可節(jié)省30%用電運營成本和25%能源成本。42萬ABB光伏發(fā)電及系統(tǒng)集成項目實現(xiàn)并網(wǎng)，預(yù)計年發(fā)電量42400室氣體排放。30%KNX遠程運維服務(wù)云平臺將打通云邊端協(xié)同，以及未來在云端進行的持續(xù)迭代，i-bus?智能建筑控制30%現(xiàn)場服務(wù)頻次。PAGE35PAGE35在平臺端，基于云的方案具備嵌入各種系統(tǒng)的能（軟件即服務(wù)低碳敏捷的“云運維”增加了管理和運維人員主動使用的意愿。各種接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備使用云平臺不受時間和空間限制，管理和運維人員只需通過清晰的可視化界面即可獲得簡單的系統(tǒng)使用和配置過程，輕松獲得對建筑的掌控感。大數(shù)據(jù)技術(shù)助力智慧運維

R-CELLS，綠色建筑未來已來在“雙碳”目標背景下，綠色建筑是未來的發(fā)展方向。ABBR-CELLSELLS作為太陽能零碳建筑原型，提出了“一生的健康生態(tài)住居”理念。R代表可持續(xù)建筑的特征，CELLS借鑒生物細胞自組織、自適應(yīng)、自循環(huán)及多樣復(fù)制的特點，創(chuàng)造能夠智慧化響應(yīng)環(huán) 光伏光伏圖7-3R-CELLS被動式太陽能新型建筑PAGE36PAGE36結(jié)語：未來可期，商機無限通過創(chuàng)新技術(shù)，用綠色能源替代部分化石能源；通過數(shù)字科技，優(yōu)化能效管理，打造智慧建筑生命體，是實現(xiàn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要條件。ABB電氣中國秉承創(chuàng)新、綠色、開放的發(fā)展理念，將助力建筑業(yè)最終實現(xiàn)碳中和的偉大目標。智慧建筑，綠色低碳未來可期，商機無限利用可再生能源實現(xiàn)零能耗結(jié)語：未來可期，商機無限通過創(chuàng)新技術(shù)，用綠色能源替代部分化石能源；通過數(shù)字科技，優(yōu)化能效管理，打造智慧建筑生命體，是實現(xiàn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要條件。ABB電氣中國秉承創(chuàng)新、綠色、開放的發(fā)展理念，將助力建筑業(yè)最終實現(xiàn)碳中和的偉大目標。智慧建筑，綠色低碳未來可期，商機無限R-CELLS建筑以太陽能為主要電能來源，采用不V型屋面形式，增加南向得熱和采光，最大小屋也可作為電能交易的“產(chǎn)銷者”，降低用戶用能成本。R-CELLSABB的交直流供配電設(shè)備作為能源管理。建筑將太陽能、暖通、新風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)B?系列集節(jié)能降耗、智能便捷為一體，可對/遠程云平臺實現(xiàn)低碳運維管理R-CELLS建筑通過傳感器監(jiān)控每個電氣回路的能源消耗數(shù)據(jù)，設(shè)備運行狀態(tài)以及數(shù)據(jù)管理分析。通過云平臺對接，用戶可以從PC或手機端隨時查看并掌控運營數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)設(shè)備主動性預(yù)測性維護，能耗分析及優(yōu)化，現(xiàn)場故障報警處理等。R-CELLS建筑充分體現(xiàn)了建筑業(yè)的智慧化和可持一個縮影。在綠色低碳要求下，R-CELLS建筑為人們打造了更加美好的建筑空間。—第八章智慧交通的碳中和現(xiàn)狀：交通領(lǐng)域減碳潛力巨大未來：交通將實現(xiàn)全面電氣化42解決之道：綜合全局，科學(xué)系統(tǒng)剖析未來已來：交通領(lǐng)域的突破與應(yīng)用結(jié)語：綠色交通，伴你同行PAGE40PAGE40ABB電氣碳中和白皮書現(xiàn)狀：交通領(lǐng)域減碳潛力巨大2011年杰里米·里夫金在其出版的《第三次工業(yè)革柱之一。2021月，《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和碳中和工作的重點。萬噸級及以上泊位數(shù)量等均為世界第一。交通運輸快速發(fā)展的同時帶來能源消耗的快速增長。2019年，交通領(lǐng)域能源消耗約4.49億噸標煤[1]，占比全國能源總消耗比重的9.24%；碳排放總量12億噸左右，在七個大類行業(yè)中排名第三[2]，是支撐我國實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵領(lǐng)域。

交通運輸能源消耗快速增長的原因可以歸結(jié)為幾個方面：要來源按照碳排放來源看，年汽油、柴油、電力和航空煤油在交通部門終端能耗的占比分別為%。推進交通電氣化當前中國的電力供應(yīng)仍已火電為主，2020年火電發(fā)電量在全國發(fā)電量的占比高達68%。單純依托現(xiàn)有的電力供應(yīng)，難以滿足交通行業(yè)的低碳發(fā)展需求。二、私家車保有量增加公共交通的5~10倍。2020年底中國私家車保有2.42010273%。鼓勵使用（萬公里

16.1 6.49

3.994.214.363.994.214.364.493.483.633.85

單位：億噸標煤（萬公里

0.84

3.79

241 175 2592 175 16622010年 2020

2013 2014 2015 2016 2017 2018 圖8-1近十年中國交通發(fā)展里程數(shù)和增速 圖8-2中國交通運輸業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)來源：交通運輸部 數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局注[1]數(shù)據(jù)源自國家統(tǒng)計局注[2]數(shù)據(jù)源自國際能源署官網(wǎng)注[3]數(shù)據(jù)源自《中國交通部門低碳排放措施和路徑研究綜述》，袁志逸，李振宇等PAGE39PAGE39水運電氣化港口岸電譜寫綠色航運輕型船舶實現(xiàn)電氣化，燃料電池等驅(qū)動大型船舶圖8-4各種交通方式電氣化的未來水運電氣化港口岸電譜寫綠色航運輕型船舶實現(xiàn)電氣化，燃料電池等驅(qū)動大型船舶圖8-4各種交通方式電氣化的未來航空電氣化空港陸電助力綠色機場電動飛行、電力垂直起降飛行器提供短途輕載運輸服務(wù)軌道交通電氣化全國鐵路和城市軌道交通全面電氣化礦山、港口等實現(xiàn)“公轉(zhuǎn)鐵”，以電驅(qū)動綠色貨運公路交通電氣化2030年，電動汽車保有量會超過1億輛圖8-3各種交通形式的碳排放量對比注：地鐵、公共汽車均為定員載荷數(shù)據(jù)來源：《城市客運交通碳排放水平估算及低碳途徑》，曹伯虎等119.8出租汽車239.7私家車（駕駛?cè)耍﹩挝唬嚎?人.千米23.8 11.36.8地鐵 公汽自行車三、交通設(shè)施全生命周期內(nèi)產(chǎn)生間接碳排放自行車當前交通設(shè)施生產(chǎn)和使用過程中，仍在使用各類溫室氣體以及不可降解的材料。同時，道路擁堵等交通狀況也會增加不必要的碳足跡。交通低碳發(fā)展需要采用更多新技術(shù)、新設(shè)備、新材料以及通過減少出行需求，改變出行方式，提高運行效率來減少全生命周期的碳排放。未來：交通將實現(xiàn)全面電氣化道路上，人們看不到曾隨處可見的油罐車，不需要到處尋找加油站，在街邊、商場停車場內(nèi)就可以輕松解決充電問題，即使在萬里黃沙的內(nèi)陸，也無需面對“里程焦慮”。當人們準備出行時，只需要根據(jù)大數(shù)據(jù)平臺提供的路線指引，就可以避免堵車的煩惱，也會極大降低出行成本。這些場景正是未來交通的正確打開方式。面對交通低碳化發(fā)展，氫能和燃料電池系統(tǒng)、先進生物燃料等清潔能源技術(shù)將廣泛應(yīng)用。出于安全性、成本、出行效率、技術(shù)成熟度等考量，電氣化在各類交通方式中的滲透率將大幅提高，甚至實現(xiàn)完全替代。交通電氣化發(fā)展會帶來如下改變：一、電氣化交通工具將從能源消費品轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)互動的能源生產(chǎn)設(shè)備電氣化交通工具可以根據(jù)系統(tǒng)負荷狀態(tài)實現(xiàn)有序充電，也可以作為新能源微電網(wǎng)的儲能要素，參PAGE40PAGE40與到新能源微電網(wǎng)的運行中，大幅降低新能源微電網(wǎng)的投資成本，提高其經(jīng)濟性，并降低電網(wǎng)峰谷差，實現(xiàn)能源輔助服務(wù)，減少系統(tǒng)損耗，提高設(shè)備利用率。二、電氣化交通發(fā)展帶動智慧可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)電氣化交通帶來能源需求和用電負荷的大幅增加，需要更加智慧可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)，從而將隨處分布的清潔能源發(fā)電系統(tǒng)靈活接入。三、未來交通與數(shù)字化科技結(jié)合，產(chǎn)生巨大變革電氣化交通可以通過數(shù)字技術(shù)實時感知各個發(fā)電并結(jié)合出行需求分析和交通工具電量狀態(tài)，預(yù)測各處充電設(shè)備的用能需求，智能調(diào)節(jié)電能供應(yīng)方式和輸送通道，保證交通工具便捷高效地獲取綠色、穩(wěn)定、可靠的電力供應(yīng)。智慧交通管理系統(tǒng)將“人云”等交通參與要素有機地聯(lián)系在一起。綠色的交通生態(tài)系統(tǒng)做出巨大貢獻。

挑戰(zhàn)：交通電氣化轉(zhuǎn)型中如何實現(xiàn)低碳運行隨著交通電氣化的蓬勃發(fā)展，全面電氣化勢必造成新的挑戰(zhàn)。一方面，依靠現(xiàn)有煤電為主的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，無法快速實現(xiàn)交通低碳發(fā)展；另一方面，用電負荷需求激增不僅影響配電網(wǎng)的負荷平衡，而且給配電網(wǎng)絡(luò)帶來能源供給，輸送和負荷調(diào)配的困難。與此同時，大幅增長的輸配電設(shè)備本身的低碳化需求，也成為不可回避的難題。一、如何提高交通行業(yè)綠電使用比例，構(gòu)建行業(yè)綠色低碳發(fā)展？交通電氣化會帶來用電量的大幅提升。2020年，鐵路、道路運輸、電動汽車用電量約為1,515億千瓦時，占全社會用電總量的2.1%2035年，假設(shè)鐵路全部實現(xiàn)電氣化改造，軌道交通運營里11,800[4]種交通類型用電量將達到8,213億千瓦時，按照203512.6[5]種交通類型用電量在全社會用電量中占比6.5%，13%。而目前，火電在全國發(fā)電量結(jié)構(gòu)中仍居于首位，單純依靠現(xiàn)有燃煤發(fā)電為主的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，無法快用電量（億千瓦時）2020年09047,54537150030075,1102.1%2035年01,76915,00073811,8005,707126,0006.5%表8-5交通電氣化對全社會用電量的影響ABBABB電氣碳中和白皮書PAGE44PAGE44通行業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵路徑。二、如何在配電側(cè)科學(xué)合理地電力增容，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益最大化？交通電氣化會帶來海量的間歇性、隨機性大功率用電負荷，這將改變配電網(wǎng)負荷結(jié)構(gòu)。一方面，為了更便捷的充電體驗，大功率充電技2016年至2019年，中國新增直流充電樁的平均功率從69.2千瓦增長到115.8ABB的系列充電樁為例，其百公里續(xù)航的充電時間20360360500%。另一方面，電動車保有量持續(xù)增加。到2050年

中國的汽車電氣化率預(yù)計將達到80%，電動車保有量達3.5億輛。大量電動汽車集中在負荷高峰期充電將加重電力系統(tǒng)運行負擔。由于電動汽車充電負荷具有較大的隨機性，電網(wǎng)優(yōu)化控制的難度也會加大。從城市建設(shè)角度，配電側(cè)電力增容也要兼顧經(jīng)濟效益和社會效益。中心城區(qū)的環(huán)境資源比較緊張，電力設(shè)施增容，將對所在區(qū)域電力負荷形成挑戰(zhàn)；而偏遠地區(qū)商業(yè)和經(jīng)濟活動不足，設(shè)備利用率較低，投資回報不足。在兼顧經(jīng)濟效益和社會效益的同時，配電側(cè)如何科學(xué)合理地進行電力增容至關(guān)重要。三、如何在電力設(shè)備層實現(xiàn)低碳運營，為綠色低碳交通體系奠定基石？交通電氣化的發(fā)展也帶來電力設(shè)備數(shù)量的大幅攀升。充電場站類型充電場景充電設(shè)備充電速率充電需求可引導(dǎo)性負載特征集中式專用充電站公交、出租、物流、網(wǎng)約等直流快充弱飽和型負荷運營需要，在充電時間和配電容量上趨于飽和分散式公共充電樁科技園、寫字樓、CBD等交流為主直流為輔慢充弱潮汐型負荷辦公區(qū)白天與早高峰負荷疊加；居民區(qū)與晚高峰用電負荷疊加集中式公共充電運營商市內(nèi)充電場站直流為主快充中綜合性負荷時與周圍商業(yè)用電、生活用電負荷疊加城際快充站高速服務(wù)區(qū)直流快充弱沖擊性負荷隨到隨充，快速充電表8-6充電基礎(chǔ)設(shè)施的“需求側(cè)”特征電力設(shè)備的低碳化發(fā)展和運行，成為實現(xiàn)交通低碳化的重要一環(huán)。解決之道：綜合全局，科學(xué)系統(tǒng)剖析“源、網(wǎng)、荷、儲、端”是實現(xiàn)能源安全可靠供應(yīng)、清潔高效利用的重要支撐手段，也是當前的熱門研究課題。推進交通領(lǐng)域的源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展，通過多能互補綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，保障大規(guī)模新能源順利消納，為交通低碳化發(fā)展提供了思路。交通電氣化發(fā)展中遇到的來自能源端、負荷側(cè)、配電網(wǎng)及終端設(shè)備本身的挑戰(zhàn)，要從全局考慮，打破以往多個系統(tǒng)孤島運行方式，實現(xiàn)“源、網(wǎng)、荷、儲、端”的協(xié)同運行。強弱電打通，強電部分增強分布式能源靈活接入能力，弱電部分實現(xiàn)單一子系統(tǒng)的內(nèi)部優(yōu)化，實現(xiàn)動力能源的高效傳輸；同時以能量流為核心，打造以柔性調(diào)控主體、創(chuàng)新配電結(jié)構(gòu)為依托的新型智慧能源管理示范平臺，實現(xiàn)跨功能及區(qū)域的橫向能源優(yōu)化過程，全面提高能源使用效率，通過數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)負荷的分區(qū)管理和有序充電，運用合理的電力增容模式，保障能源可靠供應(yīng)。有性能基礎(chǔ)上實現(xiàn)絕緣氣體以及其他絕緣材料的身的全面低碳化，助力全社會的“雙碳”目標。

一、多策略精準柔性調(diào)控，助力交通行業(yè)綠色用電多策略精準柔性調(diào)控包括多策略新能源精準調(diào)控和多策略負荷側(cè)需求柔性調(diào)控，從全局視角出發(fā)，以能源安全和減少碳排放為目標，將源隨荷動的模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵春苫诱{(diào)優(yōu)模式，釋放減碳潛力。利用分布式新能源，提升交通綠電使用比例根據(jù)第三次全國國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報，我國交通運輸用地955.31萬公頃（14,329.61萬畝），大量城市空間可以因地制宜裝設(shè)分布式發(fā)電系統(tǒng)，特別是機場航站樓、高鐵車站、地鐵車輛站場、港口倉庫、公路服務(wù)區(qū)以及路肩、隔離帶等空間非常適合分布式光伏建設(shè)。大范圍試點布局分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，按照就近建設(shè)、就近消納的原則，通過合理地利用綠色能源，可以減少對電網(wǎng)供電的依賴。分布式光伏的接入，可有效降低電網(wǎng)接入點最大需量的要求，緩解交通電氣化帶來的配電側(cè)電力擴容壓力。創(chuàng)新型交直流混合微網(wǎng)，源網(wǎng)荷多維融合，提高能源使用效率眾所周知，分布式光伏以直流方式接入，用電側(cè)大功率直流快充與交流充電共存，各類場站照明系統(tǒng)采用直流光源。隨著電能供給方式改變，大量交直流充電設(shè)施接入，如果管理不當會引發(fā)電力安全穩(wěn)定和電能質(zhì)量等問題。然而，以電網(wǎng)固有的交流形態(tài)為能源端，需要頻繁進行交直流轉(zhuǎn)換，必然會帶來一定量的能源損失和不必要的能源浪費。優(yōu)、接納分布式電源能力強等特點。智慧能源柔性直流配電技術(shù)以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)：從能量流上，將“源、網(wǎng)、荷、儲、端”納入綜合管理范疇，引入新能源多端、雙向供電發(fā)展，實現(xiàn)智慧能源柔性管理，精細調(diào)配。從能源結(jié)構(gòu)上，將設(shè)備層與邊緣系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)配電信息深加工，提高信息利用率及系統(tǒng)綜合管理能力。從能源系統(tǒng)功能上，通過數(shù)字建模，AI技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)全要素健康評估、運行監(jiān)管、能耗跟蹤、主動運維。

二、建立科學(xué)負荷側(cè)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電側(cè)合理電力增容大量分布式新能源的接入，可以在一定程度上緩解配電側(cè)電力增容的壓力，但在一些場景下，仍需要對負荷側(cè)進行科學(xué)系統(tǒng)性管理。以充電設(shè)施為例，通過有序充電和分區(qū)管理，可降低用電端的功率波動，構(gòu)建彈性能源網(wǎng)絡(luò)?？缦到y(tǒng)的能源調(diào)度，用能優(yōu)化，可釋放潛在的能源新動力，最大限度降低遠期擴容需求，從而實現(xiàn)合理電力增容，在兼顧社會效益和經(jīng)濟效益的同時，實現(xiàn)智慧用電，助力供配電系統(tǒng)碳減排。構(gòu)建充電設(shè)施有序充電管理系統(tǒng)降低用電端的功率波動，構(gòu)建彈性能源網(wǎng)絡(luò)。實時監(jiān)測回路變壓容量及結(jié)余，并結(jié)合光伏發(fā)電量、儲能放電容量，通過經(jīng)濟算法動態(tài)擬合負載峰值及有序管理啟動值，以平衡一段時間內(nèi)的用電容量需求。以一個2,000戶的居民區(qū)配電設(shè)施為例，在配置充電樁時，無序充電下小區(qū)用電總?cè)萘恳黾邮召M站收費站服務(wù)區(qū)隧道隧道特大橋服務(wù)區(qū)圖8-7新型交直流混合微網(wǎng)在高速公路上的應(yīng)用示例105%；而在有序充電模式下用電僅增加35%，并50%的充電樁成本，顯著降低對電網(wǎng)最大負荷的影響。引入充電設(shè)施差異化分級管理模式以充電站有序充電&分級管理模式為例，當充電站負載需求低于擬定負載峰值時，充電站按既有的運營模式，實現(xiàn)按需充電過程；當充電站負載需求超過擬定負載峰值時，進入動態(tài)優(yōu)化過程，自主啟動有序充電管理，適當降低普通組充電電流，延長充電時間，通過時間效應(yīng)換取經(jīng)濟充電費用。構(gòu)建以智慧能源管理中臺為核心，跨系統(tǒng)綜合能源調(diào)優(yōu)系統(tǒng)打破各個系統(tǒng)間的能源信息壁壘，形成多維大數(shù)

間可調(diào)用的能源，有效降低尖峰負荷，緩解對電力系統(tǒng)的容量需求。以圖8-8為例，當系統(tǒng)按既VIP（10%的電力負荷），釋放出的負荷供VIP區(qū)充電使用，實現(xiàn)低碳管理及尊享服務(wù)并舉。V2G的方式向其他負荷反向供電。除充電設(shè)施，交通設(shè)施規(guī)模龐大的動力照明、環(huán)境控制系統(tǒng)以及獨立的子系統(tǒng)，可以全部集成在智慧能源管理中臺上進行系統(tǒng)、科學(xué)地管理，從而發(fā)揮系統(tǒng)和設(shè)備整體的優(yōu)勢和潛力。500kVA=7kWx200

輸出功率2.0kW3.5kWVIPVIP組高級組普通組圖8-8充電站有序充電&分級管理模式三、綠色環(huán)保技術(shù)奠定低碳交通體系基石，護航綠色交通PT熱低熱損耗。SF6開關(guān)設(shè)備，已經(jīng)推出多種替代方案。12kV及以下的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，業(yè)內(nèi)可以完全采用氮氧為主的混合干燥空氣（零碳排放）來替代SF6。

未來已來：交通領(lǐng)域的突破與應(yīng)用的突破和應(yīng)用，并且在減碳方面取得了一定的成ABB均有所建樹。一、分布式能源接入領(lǐng)域ABB憑借在全球范圍內(nèi)二十多年的專業(yè)積累，依托ZEE600智慧能源管理中臺，為用戶容量規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計、運維管理提供一站式解決方案，讓微電網(wǎng)建設(shè)更容易、系統(tǒng)架構(gòu)更加經(jīng)濟可靠、運維更簡單、效益更顯著，并通過構(gòu)建以新能源為主體的微電網(wǎng)，提升交通行業(yè)綠電使用比例，助力行業(yè)碳減排。二、充電設(shè)施領(lǐng)域ABB堅持推進“人”有機融合的智能充電基的雙重提升。ABB嚴格按照國際和國家相關(guān)的安全標準設(shè)計檢測，基于安全、可靠、智能化三大原則，推出可覆蓋各種應(yīng)用場景的創(chuàng)新充電系統(tǒng)。例如，20kW直流V2G充電樁積極參與能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，350kW大功率液冷充電系統(tǒng)和600kW充電系統(tǒng),可以提供超級充電的完美體驗。此外，基于聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，ABB充電設(shè)備配備了完整的后臺管理軟件系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠程協(xié)助，定制故障診斷、排除和維修，遠程更新和升級等功能，并且充電設(shè)備可輕松接入不同的第三方軟件系統(tǒng)，在滿足未來連接需求的同時也極具成本效益，從而為新能源電動汽車的大力普及打下良好基礎(chǔ)，為“雙碳”目標創(chuàng)造必要的基礎(chǔ)設(shè)施條件。三、設(shè)備環(huán)保領(lǐng)域ABB在產(chǎn)品設(shè)計、制造以及使用的全生命周期中2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和的國家策略。2014年開始，以干燥空氣為絕緣介質(zhì)的氣體絕緣開關(guān)柜已得到了多個國內(nèi)外項目的應(yīng)用和驗證。2021年，ABB推出了符合GB/T24021-2001idtISO14021:1999(Ⅱ型環(huán)境標志)VD4真空斷路器，這也是中國首批通過中國環(huán)境標志Ⅱ型產(chǎn)品認證的產(chǎn)品。推Emax2系列低壓空氣斷路器，采用可降低交流損耗的新型疊層母NeoGear低壓開關(guān)柜等，這些設(shè)備將被逐步應(yīng)用到未來的交通項目中。PAGE47PAGE47ABBABB結(jié)語：綠色交通，伴你同行交通運輸是能源消耗的大戶，也是節(jié)能減排的重點領(lǐng)域之一。要打好減碳攻堅戰(zhàn)，推進交通行業(yè)的低碳綠色發(fā)展勢在必行。ABB致力于應(yīng)用創(chuàng)新的電氣化、數(shù)字化技術(shù)加速賦能能源轉(zhuǎn)型，構(gòu)建綠色智能交通產(chǎn)業(yè)鏈，并通過端到端解決方案連接用戶、合作伙伴、產(chǎn)品和場景，用多維度、專業(yè)的服務(wù)滿足各方需求，加速中國交通電氣化進程。綠色交通，伴你同行!我們身旁的青山綠水，是交通電氣化減碳最好的勛章?！诰耪聰?shù)據(jù)中心的碳中和49現(xiàn)狀：數(shù)據(jù)中心減碳需求日益突出51未來：數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展路徑51挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)中心減碳面臨多重難題53解決之道：三大著力點優(yōu)化數(shù)據(jù)中心發(fā)展未來已來：創(chuàng)新技術(shù)奠定減碳基礎(chǔ)結(jié)語ABBABB電氣碳中和白皮書PAGE50PAGE50現(xiàn)狀：數(shù)據(jù)中心減碳需求日益突出數(shù)據(jù)中心發(fā)展拉升能源需求數(shù)字經(jīng)濟作為全球經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，正在以前所未有的速度推動著不同經(jīng)濟主體的持續(xù)變革。龐大的數(shù)據(jù)信息管理需求，也正在促進著以數(shù)據(jù)中心為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施步入飛速發(fā)展的階段。201030%。2020年，在新冠疫情的影響下，全球網(wǎng)絡(luò)流量受字應(yīng)用增長的推動而激增，當年2~4月中旬的增長率就高達40%。國際能源署（IEA）最新研究顯平均增速高達7%。隨著我國數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)型不斷推IoT的落5年機架投放市場的年平均增速高達30%[1]202320%[2]。隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展，能源需求也會持續(xù)攀升。如何全面響應(yīng)國家“雙碳”號召，增強全社會

可持續(xù)發(fā)展能力，需要從數(shù)據(jù)中心的碳足跡出發(fā)，探索低碳數(shù)據(jù)中心的長遠發(fā)展路徑，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的碳中和目標。數(shù)據(jù)中心的碳足跡分析的碳足跡——企業(yè)所有或可控制的排放源帶來的直接溫室氣體（GHG）排放、以能源使用為主體GHG排放、以組織活動引起的其他間GHG排放（包括使用的資產(chǎn)、設(shè)備的生產(chǎn)過程GHG排放）。碳排放量若按由高到低排序，排在首位的應(yīng)是數(shù)據(jù)中心運行過程中消耗化石能源等帶來的間接碳排放，其次是數(shù)據(jù)中心建設(shè)使用的材料和設(shè)備生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放，以及生命周期結(jié)束處理時所產(chǎn)生的碳排放，最后則是運營過程中的直接碳排放。碳足跡1：以能源使用為主體的能源間接碳排放位列首位數(shù)據(jù)中心是高耗能行業(yè)，其用電需求正在隨著建設(shè)數(shù)量、規(guī)模的不斷擴大而急劇攀升。由中國工程建其他其他其他單位：ZB其他其他其他 圖9-1中國數(shù)據(jù)規(guī)模增長預(yù)測 圖9-2設(shè)施總功率示意圖數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問 數(shù)據(jù)來源：ABB白皮書《數(shù)據(jù)中心能源效率和管理》注[1]數(shù)據(jù)源自《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引（2020）》注[2]數(shù)據(jù)源自《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》設(shè)標準化協(xié)會城鄉(xiāng)建設(shè)信息化與大數(shù)據(jù)工作委員會和中國投資協(xié)會能源投資專業(yè)委員會聯(lián)合發(fā)布對數(shù)據(jù)中心的用電及其由此帶來的二氧化碳排放進行了深入淺出的研究。數(shù)據(jù)顯示，2020年全國數(shù)據(jù)中心用電870億度，占全社會用電量的1.16%，產(chǎn)生20302020年基礎(chǔ)上翻一番，高1,800億度，用電量產(chǎn)生的碳排放值將達到全社會碳排放的1.5%。所以改變能源供給結(jié)構(gòu)，關(guān)1.461.551.461.551.361.3910在用超大型 在用大型 規(guī)劃在建超大型規(guī)劃在建大型圖9-32019年全國數(shù)據(jù)中心PUE值情況數(shù)據(jù)來源：《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引（2020）》就個體來說，超大型數(shù)據(jù)中心需滿足IT設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及供電系統(tǒng)的用電需求，規(guī)模PUE偏高，電能使用效率低，也制約著數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展。為了進一步提高效率，我國主要城市已經(jīng)把PUE作為新項目審批的重要指標之一。上海市2021年4月發(fā)布的《上海市數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)則（2021注[3]數(shù)據(jù)源自《提高數(shù)據(jù)中心能效的十種方式》

版）》中，在設(shè)計指標方面，要求新建大型數(shù)據(jù)PUE1.3；在投入運行后，要求綜合PUE1.4，第二年不應(yīng)高于1.320194月發(fā)布的《深圳市發(fā)展和改革委員會關(guān)于數(shù)據(jù)中心節(jié)能PUE1.25的數(shù)據(jù)中心，新增能源消費量可給予實際替代量40以上的支持。據(jù)中心用能效率——用新型冷卻方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水冷或風(fēng)冷，液冷技術(shù)的起步到試點應(yīng)用，耐高IT設(shè)備與自然風(fēng)冷配合，高算力低功耗芯片的HVDC構(gòu)架減少配電（\h提\h高數(shù)據(jù)中心能效的十種方式保[3]。碳足跡2：覆蓋數(shù)據(jù)中心全生命周期資產(chǎn)投入及運營管理產(chǎn)生的間接碳排放數(shù)據(jù)中心屬于重資產(chǎn)型基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)初期資產(chǎn)投入占比一般為電氣45%、暖通25%、土建20%、其他（弱電、智能化、消防等）10%。電氣部分在數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)投資中占比最高，遠高于10的常規(guī)水平。這些設(shè)施的生產(chǎn)制造和原材料的使用都會排放二氧化碳。同時運營過程需要投入更多資源進行有效管理，也會帶來間接二氧化碳排放，而且此部分的排放相不但可以優(yōu)化數(shù)據(jù)中心投資及管理成本，也將直接助力碳減排。碳足跡3：數(shù)據(jù)中心運行過程中擁有和控制的排放源產(chǎn)生的直接碳排放數(shù)據(jù)中心擁有和控制的排放源相對較少，主要包括備用電源啟動直接產(chǎn)生的碳排放，如柴油發(fā)電機組的柴油燃燒或天然氣燃燒。其次還包括如冷卻系統(tǒng)制冷劑泄露產(chǎn)生的溫室氣體、冷卻系統(tǒng)排污水中的NXO(氨氮氣體)、電氣系統(tǒng)絕緣氣體SF6、以及取暖燃料（煤、油、甲烷）等焚燒產(chǎn)生的氣體泄露。43TJ/Gg，故單位質(zhì)量柴油完全燃燒排放的質(zhì)量約是3.1863kg。2,000kW柴油發(fā)電機組在額定狀態(tài)下運行，一小時油耗482~602482升，相當于385.6kg。但因月度試車或應(yīng)急供應(yīng)總使用時間不多，數(shù)據(jù)中心年均柴油發(fā)電機組直接碳排放一般不超過千噸，以實際項目計算為準。當天然氣作為備用電源時，其主要成分是甲烷，標準狀況1,000立方體積，CO21,964kg。若能結(jié)合電化學(xué)儲能站的合理配置，實現(xiàn)毫秒級啟動供電，發(fā)揮其“頂峰”能力，可減少柴油發(fā)電機的開機時間，從而利于碳減排。未來：數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展路徑。

以此為基礎(chǔ)，《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021~2023年）》著重引導(dǎo)新型數(shù)據(jù)中心走向高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路:一、加快先進綠色技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用；二、持續(xù)提升能源高效清潔利用水平；三、優(yōu)化綠色管理能力[4]?！半p碳”目標的發(fā)布，將進一步引導(dǎo)與推動新型數(shù)據(jù)路，從而實現(xiàn)高效管理，助力數(shù)據(jù)中心“雙碳”愿景的實現(xiàn)。挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)中心減碳面臨多重難題一、能源結(jié)構(gòu)待優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展的統(tǒng)火電的能源消耗是滿足數(shù)據(jù)中心長期可持續(xù)發(fā)光伏電站或風(fēng)力發(fā)電，新能源電站一般建設(shè)規(guī)模變電設(shè)施將規(guī)模化的新能源進行跨區(qū)域輸送至合潔能源的電力脫碳方式來幫助數(shù)據(jù)中心進行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整并非首選方案。注[4]數(shù)據(jù)源自《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)解讀》兩個核心問題。選擇怎樣的供電結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)風(fēng)、光等新能源的安全接入？當前我國使用的是以工頻交流電網(wǎng)和火電為主的UPS這樣就會造成電網(wǎng)系統(tǒng)電壓在較長一段時間內(nèi)跌采用怎樣的能源管理策略來適應(yīng)分布式清潔能源發(fā)電特點？傳統(tǒng)用戶側(cè)能源供給策略無法適應(yīng)分布式清潔能源柔性管理需求。眾所周知，數(shù)據(jù)中心在同一時期內(nèi)，其負荷相對穩(wěn)定，波動一般不超過10%，而分布式清潔能源為主體能源供給后，其波動性的特點使之無法在傳統(tǒng)能源供給策略下實現(xiàn)供與用之間的動態(tài)匹配，這樣就會使新能源消納不充

分，從而出現(xiàn)棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，無法高效利用清潔能源，也無法降低網(wǎng)側(cè)容量需求。如何使電力負載由目前的剛性轉(zhuǎn)為柔性，以適應(yīng)電源側(cè)大比例的不可調(diào)控電源，成為今后接入和利用風(fēng)電、光電的待解難題。二、供電架構(gòu)需調(diào)整改變數(shù)據(jù)中心能源結(jié)構(gòu)后，還需關(guān)注以怎樣的供配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電力能源再分配及管理過程。9層級的配電結(jié)構(gòu)：35