应对气候变化的宏观挑战的微观(网格)解决方案

“我们遇到了敌人，他就是我们。”

在1970年的地球日海报中，美国长期的连环漫画人物Pogo如是说。政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)是世界上在气候变化问题上最受尊敬的科学权威，最近也发表了大致相同的看法。

该组织发布了备受期待的第五次评估报告(AR5)。这一最新报告在很大程度上证实或重申了之前的说法观察和结论气候变化正在发生，是我们造成的。最大的罪魁祸首是温室气体(GHG)排放，主要是由于化石燃料的燃烧，尽管森林砍伐也是一个重要的因素。

具有讽刺意味的是，虽然燃烧化石燃料的能源部门是全球温室气体排放的最大贡献者，但它也是最容易受到气候变化影响的行业之一。7月，美国能源部发布了一份发人深省的报告，描述了美国能源行业的脆弱性到气候变化和极端天气。在全球范围内，气温升高伴随着越来越多的干旱、更大的野火和更严重的风暴，所有这些都对我们的能源系统造成了严重破坏。

能源系统既是坏人又是受害者的这种二分法，让政策制定者、区域规划者和世界各地的许多其他利益攸关方在谈到气候变化的未来时，面临着一个棘手的两难境地。如何提高能源基础设施对气候变化威胁的抵御能力，同时减少能源生产、传输和分配产生的温室气体排放?

气候变化的困境:减缓还是适应?

在超级风暴桑迪(Sandy)过后，纽约等受到严重影响的沿海城市的官员们面临着一个艰难的决定:他们是否应该从一开始就努力应对气候变化，防止海平面上升和风暴袭击，这是一个公认的长期和全球性问题?或者他们应该投资建造高高的海堤和其他保护措施，以缓冲城市的下一次攻击，一个更直接的行动?在市政预算有限的情况下，他们能两者兼顾吗?

第一个行动是减缓气候变化;第二是适应气候变化。在一个资源有限的世界里，这些选择可能看起来是相互排斥的，但事实上它们并非如此。投资微型电网——电网中较小的子集，既可以作为宏观电网的一部分运行，也可以作为“岛屿”自主运行——整合分布式的可再生资源，可以为我们提供一个更大的能源基础设施可靠，更可持续一次。

微型智能电网"的解决方案

不久前，我写了一篇文章，描述微电网是如何帮助你的在僵尸大灾难中幸存；现实情况是，微电网可以帮助我们应对和预防气候变化带来的更现实的威胁。应对气候变化必然涉及从化石燃料转向清洁能源、效率和可再生能源的关键转变。这种能源资源具有内在的分布性和弹性，这使得它们与微电网自然兼容，并通过微电网实现其效益的最大化。因此，将效率和可再生能源作为微电网电力架构的一部分，你不必在减缓和适应之间做出选择。你可以两者兼得。你可以鱼与熊掌兼得。

微型电网的缓解

位于奥斯汀的德克萨斯大学拥有美国最大的微电网，发电量为140兆瓦。除了规模之外，该设施还因其效率和温室气体记录而闻名。校园的区域能源系统提供热量、电力和冷冻水，运行效率达到87%，温室气体排放量低于1977年的水平(大多数国家和公司都将温室气体排放目标定在1990年的水平)。这所大学已经完成了所有这些，同时保持了99.9998%的服务可靠性(是的，就是5个9)。当你问该大学公用事业和能源管理主任胡安·昂蒂维罗斯(Juan Ontiveros)，这是如何做到的，他会告诉你，“一个词:效率。”

提高能源效率不仅是减少温室气体排放最廉价的方法;它也是最有效的。节约能源往往比生产更多能源更容易;“负瓦特”通常比兆瓦便宜。在建设微电网时，能效始终是第一步，因为它减少了支持该系统所需的总发电量。

一旦你建立了一个高效的系统，分布式可再生能源资产，如太阳能光伏，小型风能和储能，如电池，可以很容易地集成到微电网与今天的技术。这些能源可以显著减少温室气体排放，因为它们取代了燃烧化石燃料的集中发电厂，并使发电量更接近实际使用的负荷。通过避免传输损耗，将电源与它们所服务的负载放在一起可以提高整个系统的效率。

除了显著的减排效益外，可再生能源资产还可以降低系统纳入微电网后的总寿命成本，世界上许多岛屿和农村社区已经证明了这一点。

智能电网控制使微电网性能更进一步。这些控制使微电网运营商能够监控和控制微电网中的负载和源，以确保系统以最大的效率和可靠性运行。这些控制提供了对系统性能的可见性，并允许操作人员远程或在某些情况下，自动减少负载或增加发电量，以响应不断变化的系统条件。

微型电网的适应

在未来温度更高、水更少、野火更频繁、更严重和更极端的天气事件增多的情况下，微电网可以提供无与伦比的可靠性和弹性。微电网在极端天气事件中幸存下来的成功故事充斥着头条新闻。

圣地亚哥燃气电力公司(sd&e)与美国能源部和加州能源委员会合作建设博雷戈温泉微电网。sd&e区域的这一脆弱区域位于其服务区域偏远的东北角，在一条输电线路的末端，是一个容易发生野火的地区。为了更好地为该地区提供服务，同时也保护更大的SDG&E电网，该公司组装了一个微电网，包括分布式太阳能光伏、分布式储能、社区和公用事业规模的储能、智能控制、先进的停电管理系统和微电网功能。如果SDG&E因野火或其他系统威胁而需要隔离Borrego Springs，该社区拥有多样化的能源资产组合，这使其有能力独立生存。在许多方面，这是一个教科书式的微电网部署——通常与宏观电网相结合，在必要时能够自给自足，由分布式的、主要是可再生的能源组合提供动力。

在水资源短缺威胁到当地水资源的地区，将可再生能源纳入当地基础设施的机会同样引人注目。大多数分布式可再生能源资产的耗水量远低于燃煤等集中式热电厂。风能和太阳能发电不需要水;燃料电池、生物质发电机和热电联合发电厂都可以优化，使用的水要比其他替代品少得多——这对水资源稀缺、干旱可能变得更持久的社区来说是一个关键优势。

在严重风暴威胁社区的地方，微电网可以确保医院、学校和消防站等关键基础设施的电力连续性。在纽约市，纽约大学校园在超级风暴桑迪期间，是曼哈顿下城黑暗中的一盏明灯。这所大学有一个微电网，可以在整个风暴期间为校园提供热量和电力。康涅狄格州也同样抓住了这个机会，此前几场严重的冬季风暴导致该州部分地区连续几天断电。的州政府已经提供了1800万美元的资金为9个站点设计和建设微电网能力，为警察局和消防站等关键基础设施提供服务。

微型电网,宏观的解决方案

许多经济和政策障碍仍然使微电网难以让大多数公用事业公司和许多公司接受。即便如此，Navigant Research预测全球微电网市场将从今年的不足100亿美元增长到平均每年超过400亿美元。与此同时，越来越多的校园和社区正在寻找让微电网为他们服务的方法，我们将在即将发布的博客文章中探讨这个话题。

随着政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告进一步加剧了全球变暖这一迫在眉睫的问题，作为缓解和适应气候变化的一种方式，微电网成为了一种更有吸引力的解决方案。气候变化不一定会成为气候灾难，微电网可以帮助我们规划一条通往更光明能源未来的道路。

本文最初发表于RMI出口．T要了解更多关于微电网和可持续发展与技术融合的知识，请务必查阅竞彩足球app怎么下载VERGE SF 10月14-17日．