簡介
全球對於氣候變遷的擔憂已達到 критический рівня, 促使人們採取緊急行動，以減輕其影響並過渡到更永續的未來。由人為活動驅動的氣候變遷，需要緊急採取行動，以減少溫室氣體排放，並過渡到低碳能源領域。傳統能源部門是溫室氣體排放的主要來源之一，主要依賴化石燃料。作為一種對策，智慧電網的開發和整合已成為一種有希望的解決方案。智慧電網不僅提高了能源分配的效率和可靠性，而且在應對氣候變遷挑戰方面也發揮了關鍵作用。智慧電網作為一種變革性的範例出現，提供先進的通訊、自動化和控制能力，以實現電力分配系統的現代化。
解鎖洞察：接收智慧電網市場的樣本研究報告– https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=6162
了解智慧電網
智慧電網是一種先進的能源基礎設施，透過整合感測器、儀錶、通訊網路和資料分析等尖端技術來實現傳統電網的現代化，以加強電力生產、分配和消耗的管理。與傳統電網不同，智慧電網促進了消費者和公用事業供應商之間的雙向通訊，從而實現了即時監控、資料交換、需求響應機制、高效負載平衡、可再生能源的最佳利用和智慧決策。這種數位化轉型使消費者能夠對其能源消耗做出明智的選擇，從而提高能源效率和需求響應。
圖 1：智慧電網網路
追蹤負載並管理智慧充電的智慧電網已經在美國和葡萄牙等許多國家/地區推出。預計到本十年末，至少部分智慧電網的部署將有助於減少電動車充電造成的電網升級需求，方法是減少或避免尖峰負載事件。從長遠來看，隨著電動車佔總庫存的三分之一以上，將需要部署智慧電網，以避免非常大的投資需求。從長遠來看，車輛到電網 (V2G) 技術將允許車輛連接到智慧充電器，以幫助平衡系統。電動車將支持電網穩定性，而不是成為網路平衡要求的瓶頸。
智慧電網與氣候變遷緩解的整合
·可再生能源整合：促進脫碳
太陽能和風能等可再生能源在減少碳排放方面發揮著關鍵作用。智慧電網能夠無縫整合和管理這些間歇性能源，從而促進更環保的能源結構。
o 根據國際可再生能源署 (IRENA) 的資料，到 2050 年，可再生能源可提供全球高達 86% 的電力，從而為減輕氣候變遷做出重大貢獻。
對電網的投資正在增加，並制定了更雄心勃勃的網路計畫，以促進經濟的電氣化和可再生能源的整合
隨著已開發經濟體和新興經濟體加速投資以支援和實現建築、工業和運輸的電氣化以及在電力系統中納入可變可再生能源，對電網的投資在 2022 年增長了約 8%。
·儲能和電網靈活性：減輕間歇性
儲能系統對於穩定電網和確保可再生能源的穩定供電至關重要。智慧電網可優化儲能的使用，從而減少對化石燃料備份的依賴。
o 據全球電池聯盟報告，到 2050 年，儲能系統的部署可使電力部門的碳排放量減少 50%。
·分散式能源 (DER)：授權本地化解決方案
屋頂太陽能板和小型風力渦輪機等分散式能源透過在更靠近消耗點的地方產生電力來增強電網的彈性並減少傳輸損耗。
o 國家可再生能源實驗室 (NREL) 的一項研究估計，在未來十年內，DER 的整合可減少 5-10% 的溫室氣體排放。
·即時監控和資料分析：精準行動
智慧電網採用即時監控和資料分析來優化能源分配，減少浪費並提高整體效率。
o 美國能源部 (DOE) 建議，先進的資料分析可使建築物的能源節省高達 10%，直接影響碳排放。
2015-2022 年輸配電網數位基礎設施投資
智慧電網可以透過提供可見性和控制力來克服電網瓶頸問題，從而實現電動車充電的電網整合。數位基礎設施在電力網（包括配電和輸電）中變得越來越重要。與 2021 年相比，2022 年對電網基礎設施的投資增加了約 7%。電動車公共基礎設施的投資和進展顯著，並在 2022 年繼續擴大，當年增加了 75% 以上。
效益和影響
·透過高效運營減少碳足跡
智慧電網能夠更好地進行需求管理和負載平衡，從而減少了在高峰需求期間運行低效且碳密集型備用電廠的需求。
o 歐盟委員會估計，到 2030 年，廣泛採用智慧電網可使溫室氣體排放量減少 9%。
o 根據國際能源署 (IEA) 的資料，透過智慧電網技術提高能源效率可使全球電力消耗量減少約 10%，並使二氧化碳排放量到 2040 年減少約 15 億公噸。
·在面對氣候極端情況時提高彈性
智慧電網透過迅速識別和隔離故障來增強電網的彈性，從而在極端天氣事件期間最大限度地減少停機時間，並減少與電網維護相關的碳足跡。
o 電力研究所 (EPRI) 建議，智慧電網可防止高達 80% 的停電，從而最大限度地減少電網中斷導致的二氧化碳排放量。
·提高能源效率以實現永續增長
智慧儀錶和即時資料使消費者能夠監控和管理其能源消耗，從而減少能源浪費並降低排放。
o 美國節能經濟委員會 (ACEEE) 指出，僅智慧儀錶即可使能源節省 5-15%，從而減少二氧化碳排放。
o 例如，歐盟設定的目標是到 2020 年至少有 80% 的家庭配備智慧儀錶，這可以使電力消耗量節省高達 9%。
挑戰與考量
雖然將智慧電網與減輕氣候變遷相結合的潛在效益巨大，但必須解決幾個挑戰：
基礎設施投資：向智慧電網的過渡需要在技術和基礎設施方面進行大量初始投資。政府、公用事業公司和利害關係人必須合作為這些進步提供資金。
資料隱私和安全：智慧電網產生大量資料，這引起了人們對隱私和網路安全的擔憂。確保保護消費者資料和電網運營至關重要。
互通性和標準：制定通訊協定和資料格式的通用標準對於實現各種智慧電網元件的無縫整合至關重要。
不完善的市場框架：大多數國家的市場設計和監管框架沒有提供配電系統營運商 (DSO) 和消費者之間簽訂靈活性服務合約的機制
政策和監管框架：
政府在為智慧電網部署創造有利環境方面發揮著關鍵作用。支持性政策（例如鼓勵技術採用、碳定價機制和可再生能源授權）可以加速智慧電網的整合並促進氣候變遷的緩解。制定全面的政策框架對於成功實施智慧電網並最大限度地發揮其在減少溫室氣體 (GHG) 排放方面的效益至關重要。以下是為創建有效的智慧電網政策提出的一些政策建議和考量因素：
設定明確的可再生能源目標：為將可再生能源納入能源結構中設定雄心勃勃的目標。這些目標應與更廣泛的氣候目標保持一致，並激勵採用智慧電網技術，以促進可再生能源的整合。
技術採用激勵措施：為公用事業公司和消費者採用智慧電網技術提供財務激勵、補助金、稅收減免或補貼。這有助於抵消初始實施成本並加速技術部署。
資料隱私和安全法規：制定健全的資料隱私和安全法規，以確保從網路威脅和未經授權的訪問中保護能源消耗資料的收集、傳輸和儲存。
對儲能的支持：鼓勵部署儲能系統，例如電池，這些儲能系統可以儲存過剩的可再生能源，以便在高峰需求期間或可再生能源發電量低時使用。
對研發的投資：分配資金用於研發專案，重點是推進智慧電網技術、儲能、需求響應演算法以及電動車等新興技術的整合。
透過採用全面且適應性強的政策框架，解決監管、經濟、技術和社會方面，政府可以創造一個有利於廣泛採用智慧電網技術的環境，並大幅減少能源部門的溫室氣體排放。
結論
智慧電網與減輕氣候變遷的融合不僅勢在必行，而且還是徹底改變能源格局的機會。透過促進可再生能源的整合、提高能源效率和增強電網彈性，智慧電網可以顯著有助於減少溫室氣體排放，並推進全球應對氣候變遷的鬥爭。氣候變遷與智慧電網之間的關係是至關重要且共生的關係，對於應對氣候變遷帶來的挑戰具有重要意義。智慧電網憑藉其先進的技術和智慧系統，為減輕氣候變遷的影響和適應其後果提供了一種多方面的方法。
5G、物聯網 (IoT) 和人工智慧 (AI) 等新興技術與智慧電網的融合為更大程度地減輕氣候變遷的影響提供了巨大的潛力。這些技術可以提高電網的靈活性、優化能源交易，並實現更複雜的需求側管理。隨著各國政府、產業和個人接受這種轉型，一個更清潔、更永續的未來將成為可實現的現實。
參考文獻 –
1. https://www.pewresearch.org/global/2015/11/05/1-concern-about-climate-change-and-its-consequences/
3. https://smartgrid.ieee.org/bulletins/january-2021/climate-change-decarbonization-and-smart-grid
7. https://www.lumenci.com/post/smart-grid-technology
8. https://www.elprocus.com/overview-smart-grid-technology-operation-application-existing-power-system/
取得回電