被称为微电网的地方分散能源系统可以使城市基础设施更具弹性，并减少人口面临的风险，例如，由于自然灾害或网络攻击而导致的大规模停电。
来自卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员在《自然可持续性》杂志上提出了微电网的设计标准，这些标准允许在技术因素的同时公平对待不同的社会群体。该研究表明，城市可以如何塑造向安全、更可持续和更公平的能源供应转型的过程。
气候变化增加了极端事件发生的可能性，正如我们在6月份德国南部大部分地区发生的大规模洪水中所看到的那样。面对这样的危机，城市和市政当局如何使电力供应更有弹性和更安全的问题使所谓的微电网成为人们关注的焦点。
发电、储存和分配能源的分散系统，例如联网的光电发电系统和热电联产厂，目的是减少整个城市地区大规模停电的可能性，并确保提供公共服务的关键基础设施继续运作。
在KIT热能技术与安全研究所(ITES)系主任Sadeeb Simon Ottenburger博士的带领下，一组德国和美国的研究人员开发了一个微电网空间设计模型。
他们的研究为城市规划者提供了规划过程的模板，该模板整合了规划过程中的各个方面，包括社会经济因素和与社会参与有关的问题。参与的人员包括ITES、KIT技术评估和系统分析研究所(ITAS)以及美国北卡罗来纳大学能源生产和基础设施中心(EPIC)和科罗拉多州国家可再生能源实验室(NREL)的员工。
“能源选区划分不公”:谁能获得能源供应?
奥滕伯格解释说:“我们的方法的一个特点是，我们不把技术参数或成本问题视为孤立的因素，而是关注微电网的设计在公平的能源分配方面所起的作用。”
“把这座城市想象成一个拼图游戏。它的大小和排列可以变化。能源网络的边界是经过深思熟虑的决定的结果，对人口有影响。在发生危机时，健康、安全和食品供应服务如何在单个微电网内乃至整个城市地区进行分配将产生重大影响。”
该研究使用“自由度”一词来强调设计灵活性的重要性。为了提到不考虑社会公平问题的选区划分的潜在负面影响，作者使用了“能源不公正划分”这一术语，类似于美国的“政治不公正划分”，在美国，选区划分对某些群体有利。
因此，微电网地区的定义可能会造成资源和利益的不公平分配。强大和富有的群体可以得到优待，而社会上较弱和脆弱的群体可能会被抛在后面。奥滕伯格说:“韧性还包括对如何为不同人群设计接入的定义。”
评估幸福感的指标
这项研究的重点是社会经济群体的不同脆弱性与公平获得能源和其他服务之间的关系。
为此，研究人员利用现有的脆弱性指数开发了度量标准，这些指数将人口的福祉描述为可测量的变量，并显示电力中断如何影响社会和经济上的弱势群体，特别是:病人或老人、有孩子的家庭和低收入者。
数据来自飓风后的案例研究
该研究评估了2018年9月北卡罗来纳州新汉诺威县佛罗伦萨飓风造成停电后进行的一项综合案例研究的数据。
数据由美国项目合作伙伴提供。它使研究人员能够分析关键的基础设施，其与社会弱势家庭地理分布的脆弱性，以及他们获得基本服务的机会。
项目团队利用这些数据开发了一种通用设计，该设计允许对每个城市的城市弹性进行全面评估，并在考虑技术和社会方面的情况下提出微电网设计建议。
每个城市有多个微电网
作者的具体建议之一是，一个城市不应该只有一个微电网，而是应该有几个微电网，以确保健康和安全结构等关键服务的公平分配和可及性。
关于供应网络的区域划分，城市行政当局应积极让保健和安全领域的机构、不同社会群体的代表、教育机构和社会服务机构参与规划和决策过程，以公平考虑所有社会群体的需求。
奥滕伯格说:“寻找优化的微电网设计是非常复杂的，需要新的算法来从现有数据中开发可行的模型。”
“关键的一点是，弹性解决方案不一定是更多投资的问题，最重要的是复杂的规划。我们应该确保所有群体都有发言权，都能参与这些进程。”
更多信息:Sadeeb S. Ottenburger等人，基于集成微电网设计的可持续城市转型，Nature Sustainability(2024)。期刊信息:卡尔斯鲁厄理工学院提供的自然可持续性引文:新的微电网模型考虑了分散式能源系统的公平设计(2024,7月26日)检索自2024年7月26日https://techxplore.com/news/2024-07-microgrids-account-fair-decentralized-energy.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
