行业耦合：光伏、氢能、风电、供热网络、电力存储、电动汽车和人工智能智能网络（智能电网）

康拉德·德军总部

12 个月前

部门耦合是能源转型的关键要素 – 图片：Xpert.Digital

🌍✨ 行业耦合：可持续未来的先驱

🔄🌐 网络化电力：能源生产中部门耦合带来的范式转变

当今世界，应对气候变化的紧迫性日益凸显，部门耦合正在成为全面能源转型的重要支柱。这种战略网络——电力、热力、工业、交通等能源部门的智能整合，以及光伏、氢能、风电、供热网络、电力存储、电动汽车等创新技术的使用，最后但并非最不重要的一点是，智能电网中的人工智能——标志着一个更可持续、更低排放能源系统的转折点。

这种转变的必要性源于全球日益增长的共识，即必须用可再生能源替代化石能源，以显着减少人类的生态足迹。这种范式转变既不应操之过急，也不应被低估。

🌱 部门耦合在能源转型中的作用

能源转型需要对现有能源体系进行广泛的重组和脱碳，已经从以前的重点关注电力部门扩展到整体视野。在这种背景下，行业耦合被证明是成功的关键杠杆。它不再仅仅涉及利用可再生能源满足能源需求，还涉及确保不同部门灵活、高效地整合和使用这种能源。

绿色氢是通过可再生能源发电电解水而获得的，它的使用体现了在以前孤立的能源系统之间架起一座桥梁的雄心。它可以用作工业过程、运输部门以及储存和运输能源的燃料。此外，Power-to-X技术提供了将可再生能源转化为各种形式的能源（如氨、甲醇或合成燃料）的变革性方法，从而使其得到更广泛的使用。

💡 通过智能电网和存储解决方案进行集成

以可再生能源为主的系统面临的最大挑战之一是其固有的波动性。风能和太阳能作为一次能源，容易受到自然波动的影响，导致能源的持续供应困难。这就是智能电网（智能电网）发挥作用的地方，它利用人工智能对能源需求和供应进行精确预测，从而实现部门之间的高效能源交换。此外，创新的存储解决方案——从电池存储到热存储再到电转气系统——提供了必要的缓冲功能，可以暂时存储多余的能量并在需要时访问它。

🚗 电动汽车作为交通转型的基石

交通运输是二氧化碳相关排放的主要原因之一，在交通领域，电动汽车在减少生态足迹方面发挥着核心作用。电动汽车的集成是移动出行与能源部门之间联系的一个例子。这些车辆不仅可以作为零排放的交通工具，还可以作为智能网络能源系统中的分散存储系统，吸收剩余能源并在必要时将其反馈回电网。

🌍 部门耦合的经济和社会层面

除了技术可行性和生态必要性之外，能源转型还具有社会经济因素。重点是在可再生能源、网络基础设施和创新移动解决方案以及社会正义和避免能源贫困等领域创造可持续的、面向未来的就业机会。通过可再生能源的分散供应和智能技术的使用，农村和结构薄弱地区也可以受益并为能源转型做出积极贡献。

⚙️ 战略网络

通过部门耦合实现不同能源部门的整合无疑是实现能源全面转型的关键之一。然而，这种战略网络不仅需要创新的技术解决方案和政治决策，还需要社会的重新思考。能源系统的转型是一项共同的任务，影响到每个人，每个人都可以为此做出贡献。

部门耦合是能源系统从化石能源向可再生能源转型的关键因素——弗劳恩霍夫研究所能源经济和系统分析研究负责人 Norman Gerhardt

现在是时候为未来制定方向并实施满足 21 世纪要求的可持续、有弹性和包容性的能源系统了。

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🌐智能电网：🤖可再生能源领域的人工智能

可再生能源领域的人工智能 – @shutterstock | 莫尼卡奥多

虽然迄今为止集中发电的电网占据主导地位，但趋势是转向分散式发电系统。这适用于光伏系统、太阳能热电厂、风力涡轮机和沼气厂等可再生能源的生产。这导致结构更加复杂，主要是在负载控制、配电网电压维护和维护网络稳定性方面。与中型到大型发电厂相比，小型分散式发电系统也直接向低压电网或中压电网等较低电压等级供电。

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智能电网——智能用电

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🌞 德国企业与光伏发展

部门耦合是一种提供产品和解决方案生态系统的战略，可优化可再生能源在生活各个领域的使用并促进能源转型。

🔄 显微镜下：部门耦合和可持续能源概念

在光伏领域，德国公司将其活动和产品重点放在部门耦合以及将可再生能源融入生活和经济的各个领域。部门耦合是指电力、热力和交通等不同能源部门之间的相互作用，旨在更有效地利用能源，使能源供应整体上更加可持续。

🌱 部门耦合的关键方面：

1. ⚡ 光伏系统

高质量的太阳能电池板系统现已广为人知，可用于私人家庭和工业中产生绿色电力。这些系统是分散式可再生能源供应的基础，使用户能够为能源转型做出直接贡献。

2. 🔋存储解决方案

为了充分利用光伏发电的潜力，人们开发了各种可提高能源效率的存储解决方案。这些电池存储系统可以存储白天产生的太阳能并在以后使用，从而减少对公共电网的依赖，并确保更稳定和自主的能源供应。

3.🌐能源管理系统

家庭或企业内能源流的智能控制和管理对于最大限度地提高效率至关重要。德国公司提供连接和优化各种能源和消费者的解决方案，例如通过最大限度地提高太阳能的自身消耗并最大限度地减少对外部能源的需求。

4. 🚗 电动交通

另一个重要部门是流动性。在德国，有多种产品和解决方案可以将电动汽车集成到家庭能源管理系统中。除其他外，这可以通过连接到家庭存储系统和光伏系统的智能充电站来实现，以优化利用自产太阳能为电动汽车充电。

🔑⚡ 部门耦合：能源转型的关键

🔌🔄 部门耦合是一个在能源转型讨论中反复出现的术语。但它到底意味着什么？为什么它在实现可持续能源供应的努力中发挥如此关键的作用？如果我们想要应对气候变化的挑战并塑造更绿色的未来，这些问题至关重要。

🔗 部门耦合的重要性

部门耦合的重要性源于连接不同能源消耗部门的需要，例如运输、工业、供暖和制冷以及发电。这种连接可以实现部门之间的能源交换和优化利用。通过这种方式，一个部门产生的多余能源可以在另一个部门有效利用，而不是闲置。鉴于风能和太阳能等不稳定的可再生能源的供电量不断增加，这一点尤为重要。

💡挑战与解决方案

能源转型的最大挑战之一是在任何时候、任何条件下确保供应。可再生能源取决于各自的天气条件，因此在需求最大时并不总是可用。部门耦合在这里提供了创新的解决方案：能源可以以热能、水力发电或电池的形式储存，然后在需要时释放。这有利于平衡能源供应的波动，有利于稳定安全的能源供应。

✅ 提高效率并减少排放

另一个重要的一点是效率。通过结合不同的能源系统并利用部门之间的协同效应，可以更有效地利用资源并减少排放。例如，工业过程中的废热可用于为住宅区供暖，减少对额外能源生产的需求，从而减少总排放量。

🌍可再生能源整合

此外，部门耦合可以将更高比例的可再生能源整合到整个系统中。例如，通过使用多余的太阳能或风能来生产氢气，它可以作为难以电气化的部门（例如重型运输或钢铁生产）的丰富能源载体。这种绿色氢可以在未来的脱碳经济中发挥关键作用。

🛠️技术和投资

然而，成功实现部门耦合还需要大量投资和创新技术。数字技术发挥着至关重要的作用，因为它们能够有效监测、控制和优化部门之间的能源流动。智能联网系统可以实时匹配供需，从而最大限度地提高能源效率。

📈 政治框架和社会承诺

还需要一个支持能源基础设施转型并为可再生能源和创新技术投资提供激励的政策框架。监管的设计必须促进可再生能源的使用，同时增加市场的灵活性，以促进不同能源整合到整个系统中。

向气候中和社会转型是我们这个时代最大的挑战之一。部门耦合是一个关键概念，不仅可以提高能源供应效率、减少排放，还可以为可再生能源的综合利用奠定基础。这种方法大大有助于减少对化石燃料的依赖，并为可持续、气候友好型经济铺平道路。

为了充分发挥部门耦合的潜力，需要政治、企业和社会的共同承诺。通过促进研究和开发、为可再生能源制定激励措施和实施创新技术，可以为成功的能源转型奠定基础。这是一项远远超出技术解决方案范围的任务，需要重新思考能源消耗的所有领域。这是我们确保子孙后代生活在一个不仅能源可持续、经济宜居、社会公正的世界的唯一途径。