如今，城市产生的温室气体 (GHG) 排放量占全球排放量的70%以上。据估计，到2050年，城市人口将增加到70亿——占世界人口的 80%。如果不采取行动，这种增长将导致我们城市的温室气体排放量显着增加，对人类健康产生负面影响并加剧气候变化。

(资料图)

城市是气候变化斗争成败的的关键所在。

能源相关行业产生了大约80%的全球CO₂排放量，然而，由于技术限制和不正确的使用方式，超过 60%产生的能源被白白浪费掉。此外，全球能源危机导致的电价攀升和天然气短缺也加剧了提高效率和减少对化石燃料依赖的需求。因此，我们面临着一个严谨的基本挑战——城市需要开始用更少的资源提供更多的服务。

当前，全球各国政府正在制定政策以支持向具有气候适应能力的净零碳转型。然而，加速建筑和城市脱碳需要超越法规并解决我们生产和消耗能源的方式。

这也是Schneider Electric™未来建筑愿景的核心。为了迎接今天和明天的挑战，我们的建筑必须更具可持续性、超高效、有弹性和以人为本。

那么我们如何实现这个目标呢？让我们从以下五个问题开始。

1. 目前可用的解决方案能否帮助城市实现净零排放目标？

由于到2050年仍有50%的现有建筑仍在使用，我们必须努力到2030年让所有新建和现有建筑实现净零碳排放。由于数字化和电气化的融合，施耐德电气称之为电气 4.0（Electricity 4.0），这一目标是可以实现的。

通过创建可以在整个生命周期（设计、施工、运营、维护和退役）中应对气候变化的下一代智能建筑，将建筑物数字化将有助于加速其脱碳。

今天的连接设备、分析应用和服务有助于让不可见的东西变得可见，并揭示如何减少能源浪费和应采取的行动。

没有智能建筑就没有智慧城市，这是塑造未来建筑的重点。

另外，我们还必须使建筑物通电，因为电力是脱碳的最佳载体。例如，用高效的电热泵和使能源网络电气化取代燃气锅炉，这有助于最大限度地利用可再生能源。

2. 是什么推动城市采用数字化和脱碳？

据世界经济论坛估计，全球每年投资高达5.4万亿美元，以打造城市基础设施气候智能型和弹性型城市。为了帮助推动这种转变，世界各国政府正在引入影响电气和能源系统标准的排放和建筑法规。虽然法规必不可少，但它们通常与市场趋势和技术相匹配。

最广泛采用净零战略和技术的创新型公司将可持续性视为长期成功的关键。这些组织认识到，可持续资产超越了监管合规性，超越了其他资产类别，并提供了更低的运营成本、对能源价格波动的弹性、更好的居住者福祉、更强大的品牌形象等等。结果是云辅助分析和智能建筑运营等新技术可以加速设施和客户的脱碳。

3. 我们如何应对现有建筑脱碳的挑战？

我们必须对现有设施进行优化和现代化改造，以满足效率和可持续性标准。零碳建筑需要超高效，但美国商业建筑的平均能耗为每平方英尺 22.5 千瓦时（每平方米 242.2 千瓦时）。而一流的基准比这低近五倍。

考虑到某些类型的房地产资产剥离速度相对较快，部署的任何解决方案都必须提供快速的投资回报。许多数字解决方案的改造简单、快速且经济实惠，例如无线计量和传感器，它们可以快速帮助管理者了解建筑物的性能以及可能需要升级以提高能源效率。

在排名前20位的城市中，只有约28% 的建筑存量获得了绿色认证，市场中更重要的部分是B级和C级低效和碳密集型建筑。大多数建筑物都需要使用数字解决方案进行现代化改造和改造，否则就有可能变得不适合使用。施耐德电气提供专业的可持续发展服务，帮助其客户使用推荐的3阶段流程，帮助将雄心壮志与行动联系起来：

制定战略——帮助利益相关者为如何实现净零排放制定稳健的路线图。这是关于了解我们今天所处的位置以及我们明天想要达到的位置。数字化——通过智能硬件和软件帮助实现过时和手动技术的现代化，以收集和可视化建筑能源数据，以便做出明智的决策。脱碳——根据路线图和数字洞察力采取行动，以减少能源和碳排放、实现电气化运营、更换能源并使建筑脱碳。

4. 智能电网和微电网如何帮助城市更具可持续性和弹性？

在异常天气条件、需求波动以及历史上由化石燃料支持的基本负荷发生重大变化的重压下，现有的电网基础设施正在崩溃。我们必须发展为分散式双向智能电网——未来的电网——帮助城市变得更高效、更有弹性和脱碳。组织正在安装现场微电网以成为“产消者”，释放双向电网的潜力。

微电网一度最适合军事基地、医院和大学等大型关键设施。然而，技术进步和价格下降为许多其他设施打开了市场。微电网智能优化现场能源资源的使用——例如太阳能电池板、风力涡轮机、热电联产 (CHP)、电动汽车 (EV) 充电、储能等——并与智能电网优化能源流动、削减成本、脱碳和增强弹性。

施耐德电气是微电网解决方案的领导者。用微电网取代电网能源既可以加速建筑物的脱碳进程，又可以提供弹性。

一个示例项目是Citycon 的Lippulaiva，欧洲最环保的城市中心。它从运营的第一天起就实现了碳中和，部分原因是其利用太阳能、储能和需求灵活性的现场发电基础设施。

他们成为产消者——既是能源的生产者，也是能源的消费者。他们的太阳能和储能基础设施使他们能够通过发电能力和灵活性获利。在某些情况下，当地公用事业公司会向Citycon支付费用，以将其部分可再生能源输送回电网。微电网控制系统还可以根据当前定价算法和天气预报等外部变量，自动决定何时最好地利用储能、微电网电力或电网电力。

5. 我们如何使交通脱碳？

智能电网、电动汽车和建筑环境的融合意味着现在可以在停车的地方充电，而不是专门去找充电站充电。这意味着建筑物必须增加其电力容量以支持电动汽车充电，而现场发电可以提供帮助。

一个例子是美国马里兰州的蒙哥马利县，该县成为地方政府车队电气化和可持续性原型的领导者。通过利用施耐德电气的AlphaStruxure能源即服务模型，与EcoStruxure微电网解决方案集成，曾经的另一个柴油公交车站现在是拥有70辆EV公交车的布鲁克维尔智能能源公交车站。该电站包含一个6.5兆瓦的微电网，配备现场太阳能、电池储能和天然气发电，可帮助该县到2035年实现净零排放。

此外，集成智能电网和智慧城市将实现对建筑物和区域的动态控制，使它们能够“降低”能源消耗以平衡电动汽车充电需求。这需要能够利用设施的能源灵活性的智能建筑系统，例如在不显着影响舒适度的情况下自动将室内温度调节几度。最关键的是，这些技术今天已经存在且可用。

本文来源：施耐德电气 作者：Estelle Monod

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