城市的規模和復原力都在增長，但它們需要更強大、更智能和更環保的能源基礎設施才能充分發展。國家經濟、創造力、文化和機會都由城市推動。盡管如此，許多城市仍遇到困難。當越來越多的人遷入時，公用事業和服務（住房、水、廢水、能源和交通）面臨壓力。在世界許多地區，交通擁堵、污染和廉價住房是主要問題。

但城市正在迎接挑戰。許多人致力于實現《巴黎協定》的目標，并在 2050 年前實現氣候中和。為此，他們需要大幅減少溫室氣體排放，并且需要能夠可靠地輸送大量可再生能源的強大電力基礎設施。

為了減緩和阻止氣候變化，世界必須將有害排放量減少到零。這可以通過徹底改變能源系統來實現，只產生可持續和可再生能源。此外，電網需要可持續和更可靠，即能夠以最佳方式和更有彈性的方式組合不同的可再生能源。

下一代能源解決方案

我們都需要參與應對氣候變化。第一步是節約能源。政府和國家實施逐漸從化石燃料轉向可再生能源的能源轉換計劃是不夠的。

2022 年對于綠色發展和應對氣候變化至關重要。從化石燃料到可再生能源的轉變將在明年加速，對下一代電力解決方案的長壽命儲能系統和先進半導體生態系統的需求強勁。

現在是用風能、太陽能和水力發電等可再生能源提供的碳中和能源替代化石燃料的時候了，這將有助于應對全球變暖。未來幾年對地球的存在至關重要?，F在，向綠色能源過渡比以往任何時候都更加重要。技術提供了采用可再生能源所需的所有工具，但問題是我們將如何利用它以及我們將如何減少浪費和消耗。

無排放運輸是關鍵

低碳和零碳交通是任何城市實現碳中和戰略的關鍵。如今，這越來越意味著從內燃機轉向電動汽車 (EV)——汽車和公共汽車，以及電動有軌電車和火車。

交通是任何城市成功的關鍵部分。電動汽車體現了許多智慧城市的期望：以零排放能源運行的智能汽車、卡車、公共汽車和火車——所有這些都是可持續的、綠色的和開源的。

“到 2030 年，預計將有超過 1 億輛電動汽車上路，未來 10 年，城市公交車活動預計將增加 50%，”日立能源有限公司產品管理和戰略負責人安德烈·伯德特 (André Burdet) 說。特別是城市公共汽車占交通部門排放的所有二氧化碳的四分之一。顯然，以可再生能源為動力的電動汽車和公共汽車是使城市空氣更清潔的必要條件?！?/p>

據估計，為這些電動汽車供電將需要超過 500 TWh 的電力，這可能會減少 CO 2排放。即便如此，預計電動汽車將需要全球約 10% 的能源，因此將需要用于高效能源管理的新智能系統——即適應和數字化增強的電網基礎設施，能夠容納大量可再生能源并可靠地帶來它面向廣大消費者。

“應對這些挑戰需要經驗豐富的利益相關者之間強有力的合作，從技術供應商、能源供應商、汽車制造商到交通運營商和城市規劃者，”伯德特說。

智能電網應該能夠平衡供需的更大變化，同時仍然能夠支持包括電動汽車在內的所有形式的存儲系統。智能移動解決方案使運營商能夠有效地擴大運營規模，并有望為數百萬生活在城市地區的可持續社會做出貢獻，以加速智能移動的未來。

日立 ABB 電網公司于 2020 年年中發布了一款用于公共交通和商用車隊的電網到插頭電動汽車充電系統，作為其對城市交通電氣化承諾的一部分，該公司認為這將改變游戲規則。

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該設備Grid-eMotion Fleet是一種一體化解決方案，可連接到任何形式的電力網絡（交流、直流、低壓或中壓）以及任何類型的充電器，從而為電動車隊提供可操作性。根據 Burdet 的說法，它包括一個集裝箱化的大功率充電系統和變電站，以及能源管理和車隊管理技術，所有這些都包含在一個小空間內，以便快速部署倉庫。

Grid-eMotion Fleet 經過適當設計，可提供與公用電網連接的靈活性，并確保符合電能質量要求。充電器的功率為 500 至 600 kW，組合在機柜中以方便維護。充電點旨在確保與通過插頭或受電弓在直流充電的當前和未來 EV 車隊的完全互操作性。

開源平臺

開源平臺的使用將加速向新的技術范式過渡。我們生活在一個“沉浸”在未開發能量中的世界，盡管我們盡了最大的努力，但我們仍在試圖找出如何充分利用它。太陽是唯一完全安全的能源。這顆擁有 40 億年歷史的恒星可以加熱和照亮我們的星球，并控制著地球上所有生物的生命周期，它也是一種無限的能源。必須優先考慮可以促進投資的新商業模式、設計工具和市場監管。

只有投資于研究，才有可能繼續降低能源成本，提高能源系統的性能，并投資于整合可再生能源的系統。創新也必須發揮作用：開發新技術以幫助世界在合理的時間范圍內擺脫煤炭是至關重要的。

在所有這一切中，“開源”一詞表示對共享知識的承諾，從而鼓勵免費再分發和訪問解決方案的設計和實施。開源是加速技術范式變革以實現 100% 綠色能源轉型的重點之一。

開源能源系統的目標是通過降低開發費用和簡化系統連接來降低總體成本。這將使系統集成商能夠通過可擴展的模塊化即插即用組件更快地交付解決方案。在理想的世界中，解決方案將更快地實施，同時靈活地適應不斷變化的商業模式。

通過真正協作的開源計劃來發展和支持可再生能源是 LF Energy 的目標。該公司是 Linux 基金會的一項非營利性、供應商中立計劃，其行動計劃是通過開放框架、參考架構和互補項目的支持生態系統實現全球電氣系統的現代化。

“我們的使命是通過托管、構建、促進和啟用與分布式能源相關的分布式計算范式來加速能源轉型，”LF Energy 執行董事 Shuli Goodman 說?！皬目刂苹A設施到新市場的基礎、微交易、邊緣設備，無所不包?！?/p>

最好的開源能源系統不會對環境造成負面影響，并且設備維護和運營費用非常便宜。

微電網

圖 2：微電網電力系統利用數字計量、智能技術和可再生能源來更好地管理電力供需。。（來源：Shutterstock）

獲得能源，特別是在農村地區，可以支持經濟發展、當地企業和就業機會的創造、衛生服務、教育、婦女賦權、環境保護、氣候變化減緩、食品保護和清潔水的獲取。三種不同的策略有助于實現這一目標——電網擴展、微電網和太陽能家庭系統——每一種都有特定的適用領域。

微電網是充分利用數字計量（智能電表）和智能技術（智能電網、智慧社區、智慧城市）的電力系統。需要考慮的基本要素是：

發電（可再生能源和分布式能源，以及傳統能源）

電氣負載（住宅、商業和工業）

存儲系統（盡管并不總是存在）和電網（主要是低壓），用于連接它們之間的各種元件以及與中壓宏電網

從集中位置控制網絡與從分散位置控制網絡有很大不同。“想象一下控制一個開關的二進制開關和管理互聯網之類的東西之間的區別，我們必須不斷地移動負載和資源以適應需求模式，”古德曼解釋說。

微電網可以連接到電網并與之同步工作，但它們也可以分離并獨立運行，具體取決于物理和經濟因素。由于新興的基于人工智能的技術，所有這些都可能受到鼓勵和控制，使最可持續的微電網和傳統電網的整合更加易于管理和高效。

還有什么？

電動汽車是能源革命的關鍵驅動力，預計將增加對可再生能源發電的需求。因此，對電力系統靈活性的需求正在迅速增加。隨著智能電網和可再生能源的普及，儲能在該領域將變得越來越重要。隨著儲能價格的下降，許多技術將為備用應用找到一席之地。

因為地球的資源是有限的，我們都必須通過生活在一個相互聯系的世界中做出貢獻。技術、自然和社會都需要交織在一起。所有這些都需要創新，創新被定義為學習比前一天做得更好的能力。如果您可以創新，您就可以直面問題、修復問題，并且無論五年后出現什么問題，都可以為未來的氣候變化挑戰做好準備。

審核編輯 黃昊宇