中国储能网讯:中国的城市化浪潮,推高的不只是房价和丈母娘的神经,同时也考验着政府在城市开发规划中的决策水平。在节能减排的大背景下,城市的能源规划好坏,不仅仅是提升地块的区域品位,也直接关系到老百姓生活质量和他们的钱包。欧洲的城市规划和新能源发展都走在中国之前,他们的发展也能给我们足够的启发。那么,我们来看看瑞士洛桑联邦理工牵头的IntegrCiTy项目是怎样在能源规划中提供决策支持。
IntegrCiTy项目的核心是提供一套集成建模和多网络仿真工具,为现在和未来城市的能源基础设施的互联和协同增效服务。它的主干是一个允许模型交互和数据交换的协同平台,建立能源需求与供应的动态联系。因为IntgrCiTy基于开源软件,也就允许开发者和用户把自己的模型/工具链接到平台上,以灵活满足未来的潜在需求。
城市规划者和能源公用服务商以及其他各方都可以通过IntegrCiTy,更加清楚地了解城市能源系统,包括商业模式和监管政策,并计算出对应的能源和环境指标。诸多因素将在城市区域能源分析中被整体考虑,比如电动汽车的能源需求,垃圾回收也将被整合为广义上的可再生资源。当然,传统城市空间规划里的要素也始终贯穿于IntegrCiTy平台之中,比如考虑土地利用冲突、居住密度和网络范围的评估。
通过这套建模和仿真平台,我们能从时间、空间等多个维度的方法评估城市能源方案的可实施性。在评估后,可以计算出评估某个特定区域的能源需求概况、资源、能源基础设施、可能需要的储能和多能互补转换技术等诸多指标。利用IntegrCiTy平台,我们还能预测能源规划在某一地区的实施效果,也可以来评估已经实施的能源基础设施。这可以捕捉出该城市区域能源需求和供应动态变化的诸多特征,并提高城市能源系统的弹性和效率。
在未来,该套平台能为城市规划的决策过程提供技术支持,以提高能源网络的经济性,保证能源供应商的盈利能力,同时不会牺牲能源供应系统的可靠性。IntegrCiTy项目将为城市能源网络的设计和规划提供一套综合方案,以便充分利用能源系统各个部分的各自优势,并将分布式能源纳入到城市能源规划的大框架之中。
目前有三个城市参与到了IntegrCiTy项目之中:瑞士沃韦、日内瓦和瑞典的斯特哥尔摩。
沃韦坐落于瑞士西南,日内瓦湖畔。近年来因为城郊的西庸城堡被中国游客所熟知。沃韦城中西南新建街区中应用的冷热电三联产系统正借助IntegrCiTy完成可行性评估。这个城市区域包括大约300个不同类型的建筑,它们分别被用作住宅、服务部门、公共行政或公共用途。评估的重点是三联产系统在整个城市能源网络中的相关性,包括它的设计和对现有能源基础设施(电网和燃气)的相关影响。IntegrCiTy的目标是为沃韦城市建设中的决策过程提供支持,并对实现的解决方案进行验证。这些解决方案的形成是为了促进当地可再生资源和基础设施的使用,同时兼顾经济可行性和地方当局的规划中的重点部分。
日内瓦是瑞士第二大城市和法语区的中心。日内瓦州能源局和城市能源服务商OCEN都是IntegrCiTy的合作伙伴。首先,他们利用IntegrCiTy,来评估将未来的区域供热和制冷系统(DHC)与现有网络连接的可能性,并进一步分析所可能性建立的前提条件。在第二阶段,还将评估整合地热能源到现有能源网络的可能性。据估计在这一地区,地热温度在12到120°C之间,有很高的利用价值,而且为各种能源转换和储能技术提供了可能。这样的多情景分析恰恰是IntegrCiTy软件模拟的长处所在。
通过在日内瓦的实践,IntegrCiTy取得了在较大规模城市的应用经验。从结果上来看,新建能源系统的运行指标达到了于模拟预期目标相符的水平。这也证明IntegrCiTy平台从小区到城市的空间跨度内,都是一个强大可信的通用工具。利用 它,能够支持一个地区供暖网络设计的决策过程,并有助于塑造一个完整的能源网络。
Hammarby Sjostad是瑞典一个城市发展示范项目。它之前是斯特哥尔摩城郊的老工业区,随着城市转型,于2020年改造建成后,将成为约2.5万人口的居民区。它在可持续规划和实施方面的创新方法引起了全世界的关注。整个Hammarby Sjostad社区设计不仅仅注重满足人们的居住需求,其供暖、运输和废物收集处理系统也设计成面向未来的低能耗、可持续系统。IntegrCiTy被用于评估社区能源系统中的能源需求、能源供应组合变化、电动汽车和潜在蓄能潜力、整合新技术、量化其对系统成本、整体和局部的投资成本的影响。该平台能为当地能源系统提供逐时的能源需求、输配网络运行情况评估。对于当地对可再生技术的投资需求,,它也能提供数据支持,并预计当地电、热、气和废物处理等基础设施建设中的潜在缺口。利用Hammarby Sjostad的案例中,IntegrCiTy完成了学术成果商业化的第一步。
中欧之间在城市结构、能源结构、环保意识方面都存在明显的区别。IntegrCiTy到现在最大的规划区域,也仅仅涵盖了40万人口。对于人口密度更大的中国,在城市规划中将能源网络合理配置,是给我们能源人的更大挑战。
参考文献:
[1]EPFL, Multi-Energy networks in cities IntegrCiTy, 2016
[2] Capezzali,Massimiliano, et al. "Energy networks interoperability as a key toincreased sustainability in cities." 2017
[3] Lenhart,Jennifer, and Joan Fitzgerald. "Eco-Districts as a Transition Pathway toLow-Carbon Cities." Creating Low Carbon Cities. Springer InternationalPublishing, 2017. 187-199.