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1、智能城市与智能电网2011年11月17日埃森哲版权所有导言城市城市是城市是经济经济、政治和人民精神生活的中心，是前、政治和人民精神生活的中心，是前进进的主要的主要动动力。力。列宁列宁城市是我国城市是我国经济经济、政治、科学技、政治、科学技术术、文化教育的中心，是、文化教育的中心，是现现代工代工业业和工和工人人阶级阶级集中的地方，在社会主集中的地方，在社会主义现义现代化建代化建设设中起主中起主导导作用。作用。中共中央关于中共中央关于经济经济体制改革的决定体制改革的决定中国工中国工业产值业产值和国内生和国内生产总值产总值的的70%、税收的、税收的80%都来自城市，当前中都来自城市，当前中国国经济发
2、经济发展方式的展方式的转变转变意味着意味着发发展模式将展模式将发发生嬗生嬗变变，而城市是基于，而城市是基于规规模模经济经济和聚集和聚集经济经济的的经济经济活活动动的空的空间间集中，其集中，其发发展方式科学与否直接决定着城市能展方式科学与否直接决定着城市能否走向成功。否走向成功。中国社会科学中国社会科学报报2011年年6月月2日日埃森哲版权所有1埃森哲观点埃森哲版权所有q政府部门的牵头组织是智能城市建设的前提与保障q智能电网是智能城市建设各项举措的“最大公约数”q需要有效应对公众认知度和参与度不足所带来的挑战q需要建立基于通信和数据技术的智能城市综合平台q需要建立智能城市建设的评估机制2内容安排
3、q城市建设要解决哪些问题q智能城市是未来城市的发展形态q智能电网是智能城市建设的抓手q挑战与对策建议埃森哲版权所有3十二五规划经济结构调整与关注民生埃森哲版权所有全球化的外部推动力量、中国大规模制度调整的地方化驱动力量正成为促使城市重新审视其发展方式的重要因素。城市建设需要从过度依赖资金、自然资源和环境投入，转向更多地依靠提高劳动者素质和技术进步，来提高效率获取经济增长。“坚持把经济结构战略性调整作为加快转变经济发展方式的主攻方向”“坚持把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑”“坚持把保障和改善民生作为加快转变经济发展方式的根本出发点和落脚点”“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会
4、作为加快转变经济发展方式的重要着力点”来源：十二五规划纲要4公民更好地参与城市建设，获得更好的服务埃森哲版权所有和谐社会与关注民生，需要创造条件让公民更好地参与城市建设，并获得更好的服务。智能城市建设，特别是公用事业领域在这方面可以大有作为。q建立健全基本公共服务体系，创新公共服务供给方式；q营造环境，推动服务业大发展。把推动服务业大发展作为产业结构优化升级的战略重点；q坚持多方参与、共同治理，统筹兼顾、动态协调的原则，完善社会管理格局，创新社会管理机制，形成社会管理和服务合力。来源：十二五规划纲要5“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”埃森哲版权所有来源：西门子可持续发展城市基础设施研
5、究报告城市占全球温室气体排放总量的80%纽约墨西哥城阿姆斯特丹巴黎东京悉尼圣保罗伦敦上海芝加哥孟买xyz首尔休斯顿苏州北京q推广低碳技术，积极应对全球气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调；q加强资源节约和管理；q大力发展循环经济，推广绿色消费模式。环境资源问题是城市面临的共同挑战来源：十二五规划纲要6内容安排q城市建设要解决哪些问题q智能城市是未来城市的发展形态q智能电网是智能城市建设的抓手q挑战与对策建议埃森哲版权所有7智能城市的愿景“Acityinwhichcitizens,companiesandgovernmentsustainabilitylive,workandinter
6、act,throughdeliveryofintegrated,lowcarbonproductsandservices”“智能城市将通过整合、低碳的产品和服务，让公民、企业和政府机构以可持续发展的方式在其中生活、工作和交流。”埃森哲智能城市愿景埃森哲智能城市框架埃森哲认为智能城市的定义仍将处于演进和完善的过程中，需要在一个整合框架下不断发展。通信与数据通信与数据通信与数据通信与数据通信与数据通信与数据交通能源水务建筑废弃物处理公共安全供热新技术行为变革运行效率埃森哲版权所有8能源在能源以及用能情况方面，全面掌控实时和历史数据发展新型用能模式和服务通过自动化系统对需求模式变化做出及时响应水务对
7、用量准确计量，掌控历史和实时数据发展新型用水模式和服务通过智能管网系统更好利用水资源废弃物处理提倡和推广废弃物发电技术实现废弃物处理全程动态管控建立激励机制提高废弃物再利用率交通以电动引擎取代化石燃料引擎电动汽车充电网络及其支付清算系统通过智能交通管控以及公共交通电气化等手段，降低交通拥塞建筑智能照明和智能用电系统楼宇环境控制系统微发电和太阳能利用公共安全通过提升对实时数据信息的掌控能力，创造更加安全的环境并不断提高城市运行效率供热高效供热系统推广使用热电联供供热网络和储能设施金融框架政策体系/智能政策利益相关方（监管机构/公共事业机构/公众）只有在绿色、低碳、高效的智能化核心基础体系支撑下，
8、城市才能获得可持续发展的基础平台和环境。智能城市的核心基础体系埃森哲版权所有9国外智能城市建设实践埃森哲版权所有n在解决环境资源问题方面，通过实践行动落实设想目标；n将分散处于公共领域与私有领域的现有实践和资源，在城市层面进行整合；n首先专注于最为见效的领域；n提倡促进绿色消费模式的智能技术，帮助市民优化能源消费的行为模式；n帮助各参与方从对智能城市建设的投入中获益；n促成各参与方达成共同的可持续发展目标；n充分吸取世界各地相关实践的教训和经验；n以城市的可持续发展为目标，充分整合智能电网、智能建筑、智能表计等各项智能技术与实践；n“把可持续发展从设想变为现实”。阿姆斯特丹智能城市来源：埃森哲
9、阿姆斯特丹智能城市项目10内容安排q城市建设要解决哪些问题q智能城市是未来城市的发展形态q智能电网是智能城市建设的抓手q挑战与对策建议埃森哲版权所有11国内外已经开展了许多智能城市建设的探索和实践埃森哲版权所有发展城市吸引力.许多城市正在进行的举措.仍有提升空间提高运行效率实时电子道路收费系统更加高效的公共交通智能电网试点智能楼宇驱动行为变革引入智能电表，鼓励绿色用能方式降低水资源消耗以及废弃物的产生减少对私家车的依赖新技术利用远程视讯会议智能电表现代化城市服务平台1.更加有效的集约管控：需要更加有效的监管和政策环境需要政府和企事业单位领导层的进一步重视缺乏对参与方的激励措施各利益相关方的沟通
10、协作2.重点举措和项目之间需增强协作价值效益链条的整合解决方案的可扩展性重视发挥规模效益环境友好交通便捷服务民生智能城市愿景12智能城市典型建设内容埃森哲版权所有能源智能电网分布式能源交通电动汽车智能交通指挥智能物流公共交通电气化建筑生态建筑光伏建筑智能楼宇水务智能给排水管网智能水表水资源循环利用废弃物处理智能分类回收废弃物发电废弃物循环利用通信信息平台信息平台通信网络智能燃气网络13建设智能城市的抓手-选择标准经济因素促进科技进步和创新带动产业结构优化升级环境因素减少温室气体排放减少水质污染减少土地占用和植被破坏埃森哲版权所有为更有效地实现建设智能城市的目标，在选择建设抓手时，应该优先考虑对
11、经济增长和产业结构调整具有明显促进作用，同时对环境保护也有直接裨益的建设工作。通过经济和环境两方面进行简单分析比较，可以考虑以智能电网作为智能城市先期建设的重点和抓手。14埃森哲对智能电网的定义15主要发电厂输电变电系统配电变电系统智能电表高效率的家电需求侧管理混合动力车微型太阳能装置微型太阳能装置微型风力发电设备动态空调系统电流控制太阳能发电厂风力发电厂电网储能装置电能质量管理设备工业电力客户需求响应配电发电输电用户自愈装置传感器智能变电站双向通讯，数据收集,信息分析和辅助决策电能质量管理设备埃森哲版权所有“智能电网”是一个数字化自愈能源体系，将电力从发电源（包括分布式可再生能源）传输到消费
12、端。由于其可观测、可控制、自动化和集成化能力，使得智能电网能够优化电力供应，促进电网的双向沟通，实现终端用户能源管理，最大限度减少供电中断，并按需传输电量。其带来的结果是电厂和客户承担的成本降低，电力供应可靠性提高，而碳排放量大大减少。智能电网与智能城市消费者可以从电力公司赚钱，将来甚至“不用电力公司的电”，即净用电量为零；大幅减少停电时间并提升电力供应安全水平，必要时企业或社区电力可以“孤网”运行；实现居民的绿色出行，全方位落实低碳理念和目标；催生新的技术和商业模式，为经济和科技发展提供新的支撑点；带动节能建筑和节能家电行业发展；推进节能降耗，节约土地资源，优化城市资源利用模式；鉴于智能电网
13、所带来的更好的感知和控制能力，城市倾向于将这些技术也应用到其它的公共事业领域，包括水务与交通；在国外特别是欧洲，智能城市建设往往都是与当地电力公司共同制定低碳策略，智能城市与智能电网相辅相承。智能电网废弃物发电碳指标碳指标以智能电网为突破口的智能城市建设，将逐步给城市生活的方方面面带来深刻的改变。建设智能城市的抓手智能电网埃森哲版权所有16来源：CERTS智能电网对经济增长和产业结构调整的促进作用示例电动汽车城市为充电汽车和充电设施制造企业提供验证环境，以测试其产品技术和设计的适应性；电力公司需要得到政府部门的支持，制定符合监管要求的投资和建设计划；制造企业和电力公司制定合理的成本结构，客观反
14、映制造和使用成本并对最终用户有足够的吸引力，促进绿色消费。初期往往需要政府部门提供激励措施和环境；政府和公共部门还需要与电力公司协作，明确充电设施与网络的责任主体和收益分配机制；电动汽车使用的注册、计费和清算机制，需要跨行业（例如金融服务业）、跨地区的协作；随着效果的不断显现和规模扩大，需要在政府协调下，建立资金保障机制，并获得监管部门的支持，促进相关产业的健康发展。埃森哲版权所有17十二五规划推动能源生产和利用方式变革埃森哲版权所有电厂A+电厂B+电厂C=负荷1+负荷2+负荷3如果负荷持续增长12新建电厂新建电厂新建电厂降低能耗降低负荷峰值错时用电供给侧需求侧18带来巨大节约潜力和社会效益埃
15、森哲版权所有1vs.10年度用电高峰累计持续时间约8090个小时，占全年8760小时的1%；用电高峰期间负荷比非高峰期间平均至少高出10%；用电高峰期间，电力公司还需留出额外10%作为备用；整个电力投资的至少10%，就是为了应付每年短短几十个小时的负荷高峰。10%的装机容量在99%的时间里闲置不用“假如人们面临这样的选择，一是每年在几十个小时的时间里把自己的用电需求减少5%；二是花上几百亿美元增加5300万千瓦的装机容量，他会选择哪一个？”来源：EnerNOC公司资料用电高峰期间备用需求19来源：美国能源部催生新的技术和商业模式，为经济和科技发展提供新的支撑点埃森哲版权所有储能储能商业/工业负
16、荷发电输电变电站电力公司网络配网智能平台配网配网通过优化能源生产和利用方式所节约的资金，可以投入到新的技术和商业领域。20在民生领域带来的效益埃森哲版权所有落实改善民生理念，促进公共事业机构提高服务意识和服务水平，提升消费者市场主体地位，让城市市民享受到更好的服务。每月电费账单可以显示用电量详细情况每天用电量；负荷高峰期间的用电量显示用电开销详细情况与用电量对应展示还可以通过不同颜色标识出不同的阶梯电价或实时尖峰电价显示参与节能以及相应收益状况国外电费账单示例21内容安排q城市建设要解决哪些问题q智能城市是未来城市的发展形态q智能电网是智能城市建设的抓手q挑战与对策建议埃森哲版权所有22如何以
17、可持续发展方式实现本地经济增长？如何得到公众的理解和支持？如何通过智能技术手段提升城市运行效率？如何确保投资方向以及规模的正确？数据都有了，但这意味着什么信息？如何建立跨行业跨领域的沟通协作机制？如何建立激励机制和措施，鼓励各方参与？如何避免重复建设，最大发挥投资效益？如何发挥基础设施投入的综合效益？实施战略技术与基础设施增长与创新战略作为复杂系统工程，智能城市建设通常会有哪些挑战?埃森哲版权所有23政府部门的牵头组织是智能城市建设的前提与保障24愿景描述生活愿景并突出本城市的差异化特点政策环境建立政策环境鼓励智能城市建设的各项举措与投入生活模式与市民广泛沟通城市未来发展愿景建设工作的管控与运
18、行模式明确决策架构以及各部门各单位角色和职责商业和业务模式确保各项举措的效益与持续发展机制建设工作绩效管理明确关键绩效指标，量化反映实时进展情况城市运行以及数字化规划定义城市数字化需求，催生新的服务模式智能基础设施智能交通、智能物流、智能建筑、智能通信智能公共事业智能电网、可再生资源发电、需求响应措施实施战略技术与基础设施增长与创新战略埃森哲版权所有根据本地情况排定各行动领域的优先级给出对总体目标的量化描述以及评价手段针对总体规划给出行动路线图战略整合举措能源交通水务废弃物处理建筑123公共安全供热在整合框架下，对智能城市建设各项举措进行统一管控和高效协同，强化各参与方的相互理解与合作，实现各
19、项举措的效益最大化并有效控制建设风险。智能城市建设管控的三层架构综合协调各方行动建立例行的交流反馈协商机制从各参与方角度出发共同评估效益与风险确保各举措优先级与总体战略一致对每项举措给出清晰的量化评估手段落实激励措施并有效管控各项风险埃森哲版权所有25建立政策环境鼓励智能城市建设的各项举措与投入埃森哲版权所有许多国家和城市在建立促进提升能效、节能减排的政策环境方面，进行了值得借鉴的尝试和实践。v赋予公共事业企业双重投资功能-既投资于扩大再生产，又投资于提升能效计划，并要求后者平均利润率大于前者；v对提升能效、节能减排方面的投资建设采取优惠税收政策，并允许企业对相关固定资产加快折旧；v参照可再生
20、能源法等相关法规，给予需求响应等节能减排举措与可再生能源同等地位；v出台相关激励措施；v在家电生产和房地产建筑领域引入相关标准。26业界在普遍反省与消费者沟通不够充分造成的问题埃森哲版权所有“我觉得与消费者的有效沟通已经成为电力公司等公共事业机构的头等大事，2012年必须解决这个问题；否则，他们在智能电网方面的努力将大打折扣”。KateRowland美国智能电力杂志主编，2011年10月24日v“贝克斯菲尔德事件”-2009年10月，该市市民表达了对智能电表的不信任。q沟通不足：当年7月调整了电价，但没有向市民交代清楚新电价的特性；q工期紧张、人手不够，部分电表存在技术问题；q对低收入群体关注
21、不够。v“不信任感”蔓延至达拉斯去年3月也发生了反对安装智能电表的活动。q有5千多部电表存在与软件相关的故障。在出现故障的智能电表中，有些设备出现了每月510美元的错误收费；q安装人员在设置智能电表时存在失误。来源：日经BP社27来自公众认知的挑战埃森哲版权所有v公众不是行业专家q要使用公众语言，而不是专业行话q整合宣传渠道和口径，避免误导公众或产生信息混乱q公众不懂专业没关系，关键是让其理解这些举措的价值所在v公众是开放的，他们愿意了解公共领域的各项举措q气候变化、能源安全、全球化竞争让越来越多的公众愿意了解q公众希望了解这些投入由谁负担q多层次立体化宣传：政府、媒体、环保部门、居民小区q从
22、公众身边做起：电费账单的变革q公共事业机构也应积极开展公众教育，提升自身形象并加深公众对行业的理解v有针对性的沟通宣传q分群是定制化宣传的关键。找到并总结不同群组的特点，有的放矢q确定最有可能支持城市创新的用户群（知识水平/接受新技术/家庭/高收入）v综合手段q运用社会科学手段。例如在电费账单上发布当期当地的人均户均用电量-“你用的电比别人多”q效仿金融服务等行业，在吸引公众参与方面“全民动员”28提高公众认知度和参与度的对策“汽车安全气囊与安全带运动”的启示埃森哲版权所有美国“汽车安全气囊与安全带运动”1993年，通用汽车和美国国家安全委员会联合发起了“汽车安全气囊与安全带运动”，与汽车制造
23、商、保险公司、 美国高速公路安全保险协会、安全组织、执法机构以及美国高速公路安全管理局等，就此共同组成联盟，在消除汽车安全气囊对儿童危险隐患和提高安全带使用率等方面，展开广泛的宣传与协作。该联盟制定了一项覆盖全国各领域各层面的宣传计划，并付诸实施。宣传鼓励父母让孩童在汽车后排乘坐，鼓励司机和乘客使用安全带。包括那些非试点的地区，该项运动还向当地机构和媒体提供材料和进行宣传，促请他们为这项运动代言。随着该项运动示范项目的进展以及后续的全国推广，汽车安全带使用率由1996年的61%达到2005年史无前例的82%，交通事故儿童死亡率下降20%，使用儿童安全座椅的比例则由60%陡升至94%。29来源：
24、美国能源部提高公众认知度和参与度对策参考埃森哲版权所有q沟通框架：v资料准备v宣传框架与内容制定q当地实施：v支持示范项目v支持相关项目q外联拓展：v协助与政府和立法机构的沟通v发展联盟新成员来源：美国能源部沟通框架q资料准备：v案例分析v确定试点v材料分解v效果评估q宣传框架与内容制定：v进行基础研究v制定宣传口径v确定定位v宣传材料、工具和保障机制当地实施：v支持示范项目v支持相关项目q外联拓展：v协助与政府和立法机构的沟通v发展联盟新成员30公众的用户体验十分重要通过应对其理性和感性诉求吸引公众参与埃森哲版权所有“电力运营商此前无需与普通消费者建立紧密的关系。原因是他们只需打印出电费账单
25、，然后邮寄给消费者即可。但是，要想导入智能电表这种设备，电力运营商就需要对消费者进行充分的宣传活动”。JohnMcDonald美国通用电气项目文档示例项目文档示例来源：埃森哲联邦爱迪生电力公司智能电网项目3132在具体项目实施过程中，在细微处关注公众的用户体验智能电表安装用户门户网站登录电价通知家用能效设备体验电费账单事件通知事后评估Label6智能电表用户体验543217沟通宣传在细微处关注公众的用户体验，需要在所有与用户的“触点”中感受用户诉求，主动进行宣传，面对用户质询要给出积极和一致的信息。来源：埃森哲联邦爱迪生电力公司智能电网项目埃森哲版权所有33物流使用采购处置/收集再利用/回收充
26、电站与计费电力返售电网平抑负荷废弃物收集光伏/生物质发电可再生资源发电与智能表计计量与分析城市各个基础系统应当成为一个有机的、交互的整体埃森哲版权所有33需要利用现代信息技术使智能城市建设的各个领域互联互通并相互协同埃森哲版权所有城市建筑交通IT与通信能源管理卫生医疗公共服务智能城市综合平台“购买”某项服务，通过基础设施交付获取对基础设施的使用情况并进行计量下订单价格管理交付管理财务管理客户管理基础设施运行状况监控/分析数据管理34建立基于通信和数据技术的智能城市综合平台35城市感知实验室项目案例：利用数据技术提升新加坡城市交通服务始建于2004年的麻省理工“城市感知”实验室，致力于研究和预测
27、数字技术对城市运行的影响及其对人们生活方式的改变。迄今已在世界各地完成了超过35个项目；埃森哲与该实验室业已建立紧密的合作关系，特别是与其创始人CarloRatti教授保持着密切的沟通与协作；实验室的其它合作伙伴还包括AT&T、通用电气、Audi、ENEL、SNCF，以及哥本哈根、伦敦、新加坡、西雅图和佛罗伦萨等城市。与麻省理工的合作使得埃森哲：在智能城市建设领域始终处于前沿；与新的智能城市建设项目展开合作；参与到相关的各种类型项目中，特别是创新项目；为智能城市建设开发新的解决方案和服务；在提升公众认知和参与，以及数据分析方面不断积累实践经验；在城市运行和公众偏好等方面提供行业洞察和独到经验。
28、2010年实验室在新加坡设立了一个新的研究中心，命名为“活力新加坡(LIVESingapore)”;基于对异构数据的整合与分析，该研究中心对新加坡的城市交通系统行为特征进行了研究；通过综合运用包括出租车GPS、智能电话和气象预报等手段，研究中心为新加坡开发了一套更加高效的出租车调度系统，用以保证在暴雨等极端天气满足市民的乘车出行需求。来源：http:/senseable.mit.edu/livesingapore/麻省理工城市感知实验室在智能城市综合平台建设方面，埃森哲与许多领先机构展开了密切协作。埃森哲版权所有建立智能城市建设的效果评估机制，防止“只种树不见林”智能城市建设经济社会效益综合评价国民经济技术经济环境经济节能效益减排效益环保效益宏观经济人们生活水平相关产业经济智能交通智能建筑单位投资收益智能电网目标层准则层因素层11月9日，国务院讨论通过了“十二五”控制温室气体排放工作方案，并要求加快建立温室气体排放统计核算体系，建立基础统计制度，制定核算指南。埃森哲版权所有36挑战很多，办法更多埃森哲版权所有北美欧洲亚洲中东增长与创新战略实施战略技术与基础设施埃森哲正在开展的一些智能城市建设实践。“巴布考克牧场”-太阳能城市“全球气候首都”-零碳城市“阿卜杜拉国王城”-知识城“一个马来西亚”37
