改造和可再生能源有助于建立更智能、更可持续的电网

改造和可再生能源有助于建立更智能、更可持续的电网

减少碳足迹以避免灾难性气候变化方面的压力与日俱增,许多行业正在考虑对现有基础设施进行全面改造。对于可再生能源和电气化设施而言,好消息是当前的技术创新可以改造现有基础设施,从而有效改善运营并减少浪费。这些效果起初可能并不起眼,但随着时间的推移,在多个设施中累积起来的增量变化可以带来变革性成果。

国际能源署 (IEA) 的一份报告显示,按照 2015 年《巴黎协定》的设想,到 2050 年实现净零排放不仅需要大规模部署清洁能源系统,还需要“在全球范围内大力提高能效”。目标是提高“能源强度”,以便在 2050 年(预计地球人口将比现在增长 20 亿)总能源消耗将比目前水平低 8%。

该 IEA 报告称:“可再生能源和电气化对减排贡献突出,但需要采取广泛的措施和技术来实现净零排放。”

换句话说,没有万能的解决方案。虽然碳捕获和绿色氢技术看到了前景广阔的创新,但它们可能在几年内都无法大规模推广。但是,我们已经有了许多可以加速新能源开发的技术:从水力、风能到生物质能都已具备相应的技术。

智能电网
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减少使用、物尽其用、改造:从现有电力设施中发掘效率


好的一面,现有电力基础设施可以进行现代化改造,从而大大提高效率。客户正在采用各种技术,响应将可再生能源可靠且经济高效地并入电网的需求。

在许多市场中,风能和太阳能发电量迅速增加,但在连接现有电网方面遇到了一些困难。可以采用智能电网技术,改善可再生能源与传统电网的整合,帮助解决风和阳光本身具有的间歇性问题,同时减少对化石燃料的依赖。

亚利桑那州的盐河项目依靠艾默生的智能电网解决方案来帮助整合太阳能电池板、风力发电机和热电厂产生的快速增长的分布式能源,并处理双向电力流动,以确保为其 100 万客户提供可靠且日益清洁的电力。

在阿拉斯加北部农村地区,金谷电力协会 (GVEA) 运营着该州最大的风电场 Eva Creek,当地气候条件非常恶劣。使用艾默生的可持续电网解决方案,该公用事业公司能够通过更准确的预测和调度,为处于气候变化一线的社区可靠地提供低成本的可再生能源。

GVEA 供电副总裁 Frank Perkins 表示:“我们致力于为阿拉斯加北部客户提供更多清洁能源,而艾默生是帮助我们实现目标的关键合作伙伴。我们对通用自动化平台的投资,有助于我们高效地将更多的可再生能源纳入其中,并最大限度地减少我们的碳足迹。”

艾默生电力和水解决方案业务总裁 Bob Yeager 表示:“通过技术升级,GVEA 完全有能力优化从发电到计量的整个电力系统的运营。”


风力发电机改造


除智能电网解决方案外,风电场所有者和运营商还可以通过对风力发电机控制和优化软件进行现代化改造,实现可再生风能运营数字化转型,并提高年发电量。

目前,风力发电机的估计使用寿命为 20 年,根据它们承受的风力大小可能会有几年的出入。在更偏远的位置和更恶劣的条件下,风力发电机的运营和维护成本更高,随着发电机的老化,该成本可能占到年成本的 35%。对于如今大多数风电运营商来说,很难预测即将到来的维护需求,因为它们缺乏更新的自动化系统来提供详细的数据,从而帮助定制风力发电机的特定维护计划。

利用新技术改造旧风力发电机是一种快速、安全且经济高效的选择,可以延长其运行寿命、提高性能并降低运营和维护成本。根据周围环境、风速、陆地地形或海底地理等因素的不同,可以定制改造策略,从容应对这些挑战。通过升级风力发电机或风电场技术和软件,所有者和运营商能够更好地了解设备工作情况和优化机会,让他们能够发现更多机会、节省更多资源并生产更多电力。并且,通过延长现有风力发电机的使用寿命,所有者和运营商只需用投资新风力发电机的一小部分成本就能获得更多的能源产量和收入。

艾默生为 GVEA 实施的数字化转型项目不仅提高了 Eva Creek 风力发电机的可靠性,还将运营和维护成本降低了 65%。


水力发电改造


在全球许多地区,水电站大坝是社区的核心,不仅是为了发电,而且还用于提供饮用水,灌溉和休闲。根据 IEA 的数据,水力发电仍然是最大的可再生能源来源。

其中一些水电项目已有 100 多年的历史,但它们可以通过系统改造来监控和改善风力发电机控制、水库控制、能源管理和设备保护。经过改造可减少停机,加速启动,提高电站运营效率。

有 40 年历史的 Salto Grande 水电站正在进行这样的重大现代化改造,这家发电厂的发电量高达 1890 兆瓦,位于乌拉圭和阿根廷之间的乌拉圭河中游。这个项目耗资 9.6 亿美元,为期 30 年。第一阶段是采用艾默生技术来改善大坝 14 个水电涡轮机的控制与监测。


煤向生物质转化


世界各地的燃煤电厂纷纷转为采用生物质燃料,以生产更清洁的电力。艾默生的单一集成技术平台可控制和监测所有应用,包括涡轮机、锅炉、燃料处理和电厂辅助设施过程,结合其项目确定性方法,可帮助这些新项目在预算内按时上线。

生物质发电厂面临运营困难,因为生物质燃料的水分含量可能各有差异,会对电厂性能产生负面影响。艾默生的 Ovation 技术可持续监测燃料的水分含量,根据需要调整燃烧空气,以优化电厂效率并降低维护成本。

艾默生帮助 EPH Lynemouth Power 将具有 44 年历史的燃煤电站改造成一个以木材废料为燃料的新电厂。改造完工后,该设施为英国国家电网提供了高达 390 兆瓦的低碳电力。

法国能源供应商 Albioma 同样选择艾默生,将 Bio Rouge 燃煤电厂转变为使用 100% 可再生能源。这座发电量达 108 兆瓦的发电设施经过改造后,可大幅减少温室气体排放,相当于每年减排约 64 万吨二氧化碳当量,与当前运营水平相比可将直接排放量降低 84%。

什么能让我们免受气候变化的影响?有些人可能寄希望于超级大国或超人来拯救我们。但现实是,我们不得不自我拯救,而最好的办法是立即行动,从身边做起,从小事做起,每天积累点滴进步。

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