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很快将通过智能手机中的应用程序控制用电量, 这将成为现实还是人们所向往的乌托邦?

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我们的智能手机什么时候才能有应用程序让我们优化住宅的用电量,从而在付款时避免不必要的开销?大流行对全球燃料和能源综合体的影响有多大?我国能源基础设施的恶化程度是不是很高,什么样的现代化方式最有效?一组俄罗斯和法国科学家对这些和其他问题给出了答案,他们的研究发表在评价很高的科学期刊《能源报告》上。

网络恶化接近临界水平

在八十年代、九十年代和零零年代,俄罗斯人发现供暖系统的事故经常发生。每年至少有一两次,主要是在严重霜冻的情况下,我们传统上面临这样一个事实:家里的电池由于外界因素被冷却了,热水的温度在管道中消失了。烛光下等待救护队的到来,也算是家常便饭。而且,如果在苏联时代,晚上大楼里的灯被关掉,你就可以安心睡觉了,反正最多他们会在早上修好。

现在问题的严重性已经有所减轻。破旧的管道、电缆和变压器发生故障的频率要低得多,而且在必要时恢复其正常运行所需的时间也比以前少得多。倘若有人认为我们可以无顾虑的使用现代设备,这些设备是在 21 世纪生产的,并且可以不间断地服务几十年,那么显然这是错误的。

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据澳大利亚分析公司 Global Infrastructure Hub 的专家称,由于人口增长和平均生活水平的提高,发展中国家能源基础设施的平均恶化“正在迅速加剧,很难阻止”。现在徘徊在 30% 左右,但在俄罗斯的情况比全球范围更糟。

因此,我国电力供应系统的恶化约为60%,高压和电缆线路——从60%到65%。容量从 0.38 到 110 kV 的输电线路中有一半以上是在大约 40 年前设计和建造的。四分之三的热力锅炉房也已经运行了40多年,原计划的使用寿命只有30年。供水网络磨损了 60%。 35%的水力发电厂设备和20%的火力发电厂设备100%用完,不能说是需要紧急更换,而是立即更换。

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“配电网络效率的主要指标之一是电力损失。分析表明,在容量为 0.38-110 kV 的网络中,它的范围从 10% 到 15%。而俄罗斯实际损失达1300亿千瓦时,即向电网供电的13.6%。同时,根据到 2035 年的能源战略,它们应该保持在不超过 8% 的水平。这意味着我们需 要采取紧急的技术和组织措施来改变这种情况,”科学文章的作者之一,圣彼得堡矿业大学数字技术中心主任尤里·朱科夫斯基说。

该出版物的工作是与来自蒙彼利埃大学和法国国家科学中心的欧洲同事合作进行的。其首席科学家伯纳德·吉尔(Bernard Gil)表示,能源基础设施恶化的问题也是后工业国家的典型问题。它严重阻碍了燃料和能源综合体的发展,需要在全球范围内立即采取行动。

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“尽管法国能源设施的磨损程度相对较低,但这个问题仍未解决,因为重建电网所需的投资额每年都在增加。这意味着新技术理念的应用对包括我们在内的所有国家都是至关重要的。通过我们的努力,我们开展了一项大型国际研究,以俄罗斯基础设施状况为例,确定提高固定资产质量的关键解决方案成为可能。伯纳德·吉尔(Bernard Gil)说,本文中描述的开发方法不仅可以用于在法国和俄罗斯进行此类调查,还可以用于其他国家。

Научная статья The influence of technological changes in energy efficiency on the infrastructure deterioration in the energy sector
(https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.05.001 )

解决方案

科学家的任务是评估可以保证能源设施现代化支出资金效率的基础设施和技术解决方案。特别是,确定全球挑战对燃料和能源综合体发展的影响程度,例如大流行、需要最大限度地减少人为对环境的影响、经济危机、人口增长和其他一些问题。

结果显而易见,如果实施负面情景,该行业缺乏足够的投资不仅会导致事故数量急剧增加,还会导致国家环境状况恶化。但即使事件有积极的发展,即在封锁完成并恢复可持续的社会经济增长的情况下,当前的资金注入水平,最重要的是,其向量将不允许改变形势,即使在十年内。事实上,在大多数情况下,我们的资金只投资于更新现有的物质基础,而不是进步的技术。

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“与人口迁移和数字化以及科技发展相关的能源消费密度的增加,加剧并加速了现有的基础设施恶化问题。到2030年,“人口增长”、“城镇化”、“能源消费增长”等挑战的影响只会加剧,进而影响固定资产老化。这种前景不仅需要增加对俄罗斯燃料和能源综合体的资金,以提高我们的能源和环境安全水平,还需要更高程度地渗透到可再生能源、信息和数字技术等领域, “- 圣彼得堡矿业大学米哈伊尔·沙巴洛夫经济、组织和管理系副教授说。

我们到底在聊些什么?哪些解决方案可以使国内能源部门更具竞争力?例如,在科学家提出的措施中,过渡到数字智能变电站,用于为大型工业和市政消费者供电。现代技术可以保证其建造成本相对较低,并最大限度地减少其尺寸。内置的测量设备为自动化提供更高级别的保护,监控数据,并将这些信息传输到服务器以供进一步解释。

向主动自适应网络的并行过渡、智能计量系统和专业数字平台的引入将导致企业和家庭有机会更灵活地管理其能源消耗。这将使他们能够减少电费的数量和支付金额。该系统的功能如下:来自变电站的数据被发送到服务器,然后数字平台使用特殊算法进行适当的计算,并为公司的管理层提供多种优化设备运行的选项。

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也就是说,最高经理不仅可以在应用程序中看到有关全天能源消耗和价格的信息,还可以看到建议,从而可以提高生产的盈利能力。例如,它们可以与用更节能的机器替换或在一天中的特定时间达到满负荷有关,此时网络的负载和千瓦时的成本通常较低。此外,该信息并非毫无根据,而是伴随着应该节省的大致金额。

“通常,在选择融资项目时,投资者要么受到围绕特定行业(例如电动汽车或加密货币)的某种炒作的指导,要么受到盈利能力的高保证和没有重大风险的指导。谈到能源基础设施,尤其是实际生产,很多人不由自主地产生了怀疑,因为在这种情况下很难预测经济生产力。即使是所有者也经常将此类投资视为一种负担,而根本不是增加利润的机会。因此,我们的研究清楚地表明,在不考虑科技进步的情况下,投资于能源设施数字化和信息化的每一卢布将比仅用于更新固定资产的相同金额产生更明显的效果,“尤里·朱科夫斯基解释道.. .

对普通消费者有什么好处?

长期以来,人们都知道减少家庭电费的方法。其中之一是拒绝在晚上 11 点之后使用白炽灯泡或洗衣服,此时夜间费率生效。顺便说一句,最好在 30 度的温度下执行此操作,因为更高的值会显着增加能耗。另外,在没有人的房间里也要关灯,洗窗户,让房间更明亮。

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毫无疑问,这种策略是有效的,但是基于抽象的知识很难让自己相信这一点。如果您智能手机中的应用程序显示有关您昨天通过采取某些行动节省了多少电量的实际信息,则完全是另一回事。当然,这种清晰和具体的计算将显着增加想要节省能源消耗的人数。

“我们预计,基于引入智能电网和数字平台的能源基础设施现代化将出现新的服务和应用程序,使我们能够管理电力消耗。最终,这将改变我们与您的日常生活。我们将获得更灵活的能源系统,消除对能源供应质量日益增长的威胁,吸引更多的外部投资进入该行业,”米哈伊尔·沙巴洛夫确信道。

根据文章作者的说法,将此类技术引入生活,如果实现积极的情景,可能不会超过十年。因此,在可预见的未来,在我们的智能手机中,很可能会出现另一个非常有用的应用程序。然而,为了把这个想法变成现实,你需要从今天开始着手。否则,会出现另一种情况,如涅克拉索夫在诗歌《铁路》中所描述的:

“很遗憾 - 生活在这个美好的时代。不必 - 无论是我,还是你”