零碳智慧能源系统与能源革命

全球能源和环境危机日益严峻，中国承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和。能源电力系统绿色化转型迫在眉睫，而可再生新能源利用面临储能技术不足的挑战。

解决途径：

1. 能源电力需求端节能减碳：

   • 5G及未来通信系统能耗高，需通过设备级节能、硬件与网络节能设计、主设备软节能等方法降低能耗。
   • 新方法：系统建模+系统优化，实现整体能效提升，如主设备+辅助设备的整体协同优化，数据+机理深度融合的强化学习决策方法。
   • 实际应用：实测基站可实现12%以上的运行成本节省，站点间协同可再增加3~5%的节能降本空间。

2. 分布式绿能供需平衡实现零碳供能：

   • 氢能制备和利用受到关注，基于氢能的分布式能源系统可实现零碳排放。
   • 系统组成：光伏供电、制氢+氢燃料电池供电、外购氢；供热系统结合地源热泵、浅层地热井；供冷系统利用地温。
   • 示范项目：陕西榆林零碳智慧能源站，为省运会运动员村提供零碳供能，年减少二氧化碳排放8640吨，年化总成本降低40%。

产业应用场景：

• 零碳工业与生活园区：打造零碳科创新城，推动氢能产业发展。
• 零碳乡村振兴：推进农村清洁能源建设，打造零碳村镇能源系统。
• 零碳数据中心与通信基站：算力网-通信网-能源网“三网合一”提供零碳能源。

研究结论：

• 经济储能技术是利用可再生新能源的关键，氢能赋能的供电、多能储能、转换和互补的控制优化，可实现局域能量平衡，构建市场可复制的分布式零碳能源系统。
• 基于氢能大规模利用的分布式零碳智慧能源系统，将深度改变能源结构，为未来分布式数据中心、高速通信站点提供零碳能源，实现以绿色、分布、市场为标志的能源革命。