综合能源系统的真正力量在于该地区可再生能源生产和承购方选择的各种要素之间的协同作用, 所有这些都在一个以石油和天然气为主的供应链中. 其结果是一个更有管理和负责任的过渡到这些可再生能源这就是为什么需要能源中心. 它们是协调中心, 无缝连接不同组件，实现动态能量路由, 使用, 和存储. 更不用说这种整合所带来的附加价值流了. 例如，过剩的可再生电力可以被利用 通过电解生产绿色氢. 氢气可以成为包括运输在内的各个部门的能源载体或原料, 行业, 和加热, 或者可以利用油田工程师的地下知识将其储存在地下.

能源系统的整合程度决定了它的灵活性, 弹性, 和可持续性. 它的整合程度越高, 它就越能释放新的经济机会，使我们能够向碳中和的未来过渡.

克服能源系统集成的挑战

扩大能源中心的规模, 持续研发, 支持性政策, 传统石油和天然气之间的全国快3信誉最好的老平台关系, 新能源玩家, 更广泛的供应链至关重要. 某些技术进步, 加上有利的市场条件, 能不能加快普及发展, 部署, 以及将可再生能源解决方案整合到这些中心, 从而提高它们所服务地区的恢复力和能源安全.

1. 数字化和数据分析能源中心的性能依赖于强大的数据管理, 分析, 以及决策支持系统. 先进的数据分析工具可以优化能量流, 预测能源需求和供应模式, 实现有效的能源交易和定价. 除了, 人工智能和机器学习算法可以通过优化操作和预测维护需求来提高综合能源系统的性能和效率, 从而降低消费者每单位能源的成本.
2. 互操作性和标准化:不同可再生能源技术的无缝整合, 存储系统, 石油和天然气供应链中的通信网络需要互操作性和标准化. 为数据交换制定通用协议和标准, 通信接口, 设备互操作性使不同利益相关者之间的有效集成和协作成为可能.
3. 可再生能源技术可再生能源的持续发展是提高技术效率的必要条件, 可靠性, 以及成本效益. 太阳能光伏发电、风力涡轮机、锂电池储能等方面的创新 其他可再生能源技术 推动中心增长和可扩展性.
4. 能量储存有效的能源储存解决方案对于管理可再生能源的间歇性至关重要. 电池技术的进步(包括非锂电池和液流电池)可以提高能量储存能力, 耐用性, 和负担能力. 另外, 探索像氢这样的新兴技术, 压缩空气, 先进的热系统可以提供长时间和大规模的存储能力. 地下储存在可用性和成本效益方面具有独特的优势, 特别是在世界上成熟的油气盆地.
5. 氢和电力到x技术氢在运输和工业等各个部门的脱碳中起着至关重要的作用. 其生产的进一步发展, 存储, 要将氢整合到可再生能源中心，分销是必要的. 包括电解氢和合成燃料生产在内的Power-to-X技术可以将多余的可再生能源转化为有价值的能源载体或原料.
6. 互连与传输建设强大的输电基础设施和互联对于扩大能源中心的可再生能源组成部分，迈向低碳未来至关重要. 高压直流(HVDC)输电线路和电网互联使可再生能源的远距离传输成为可能, 连接远程发电站点和需求中心. 高压直流技术的进步，包括容量和效率的提高，可以支持地理上分散的可再生资源的整合.
7. 电气化和需求侧管理:促进跨部门电气化(例如.g., 运输和供暖/制冷)对于未来的能源中心将其地区从对石油和天然气的依赖转向可再生能源至关重要. 电动汽车技术的进步, 充电基础设施, 智能家电要求将可再生电力整合到不同的应用中. 另外, 需求侧管理技术，如智能电表和能源管理系统，鼓励能源的有效利用, 负载平衡, 需求响应项目. 
8. 电网灵活性和需求响应:加强 电网的灵活性和需求响应能力 将可再生能源整合到能源中心至关重要吗. 这包括启用需求侧管理, 促进灵活消费方式, 实施技术，使电网运营商能够实时平衡供需. 电网灵活性措施，如电网规模的能源储存, 需求侧响应系统, 电网互联将支持可再生能源中心的大规模发展.

海上风力发电场的例子

能源中心发展的一个主要领域是海上风力发电场. 随着世界各国加紧向可持续能源转型，海上风电已成为可再生能源领域的重要参与者. 为什么这很重要?? 因为海上风电场面临着一个由综合能源系统解决的重大挑战:可再生能源弃风. 可再生能源弃电是指由于电网限制或需求低而有意减少或限制可再生能源的输出(尽管其可用性). 这种情况通常发生在可再生能源供应超过电网容量或电力需求较低时, 导致宝贵的清洁能源资源的浪费.

作为电力的来源, 与陆上风能或太阳能项目相比，海上风力发电场面临着独特的弃风挑战. 海上风电弃风的主要原因与电网限制有关, 电网稳定性问题, 以及风力资源的间歇性.

可以实施各种战略和解决方案来释放可再生能源的全部潜力并最大限度地减少弃电. 如上所述，其中一个解决方案是利用综合能源系统. 同时，将海上风电场与其他可再生能源(如风能)相结合.g., 太阳能光伏(或陆上风力发电场)和现有的石油和天然气供应链基础设施可以帮助平衡海上风力发电的间歇性. 这种整合通过减少弃电，使可再生能源组合更加多样化和可靠, 优化资源利用, 提高能源供应的弹性和保障.

还有其他一些减少弃风的策略. 在高层次上，这些包括:

1. Power-to-X应用程序: 电力到x技术，如电力到氢或电力到气，可以将多余的海上风能转化为替代能源载体. 这些应用程序允许 氢的产生 或者合成天然气, 可以存储, 运输, 并在需要时加以利用, 从而减少弃风.
2. 储能技术: 现有的解决方案，如电池和储氢(特别是地下)，可以通过在低需求时期捕获多余的海上风电来减轻弃电. 这些储存的能源可以在高需求时期释放, 确保更有效地利用所产生的电力.
3. 先进的网格管理: 建立在实时监控、预测和需求响应机制上的系统可以 增强网格的灵活性 并且能够更好地整合海上风能. 事实证明，它们再次帮助发电与需求相匹配, 减少对弃风的需求.

以英国为例

欧洲和英国已经表现出对可再生能源的坚定承诺, 发展能源枢纽, 以及支持性技术和法规的实施. 这使英国成为全球清洁能源转型的领导者. 他们特别关注的问题? CCUS，低碳制氢和海上风力发电. 事实上, 该国拥有最大的海上风电装机容量, 靠近最大的海上油气基础设施, 在全球范围内. 

他们认识到巨大的协同效应, 我们决定最大限度地发挥这一潜力的最佳方式是通过一个综合能源中心. 在阿伯丁, 例如, 净零技术中心(NZTC)承担了集成商的角色, 负责分配能源转型基金. 该组织还领导着几个利益相关者联盟，其任务是为苏格兰开发一个全国性的风能到绿色氢的模式——这是迄今为止所描述的那种综合能源系统的完美机会. 

下面是它的工作原理: 

1. 利益相关者设计了包括可再生能源发电在内的发展理念, 传输, 存储, 电解槽, 管道传输电缆和出口路由.
2. 然后使用历史天气数据模拟该概念的能量流.
3. 优化器启用所有功能 上游，中游，和 下游 要选择的组件, 建, 尺寸的正确, 按比例缩小的, 并集成提供最低的整体系统成本.

现在, 降低电力和氢气成本是最大化系统价值和使概念经济可行的关键. 这就是集成系统建模等数字工具的美妙之处:它们能够对可再生能源战略进行彻底的筛选和选择. 这就是为什么综合能源系统目前处于能源转型的前沿. 它们彻底改变了我们产生、储存、使用和分配能源的方式. 通过能源中心, 海上风力发电, CCUS技术, 这种转变使可再生能源能够更有效地整合, 减少排放, 系统效率有待优化. 

简而言之, 如果我们希望更快地开启可持续和有弹性的能源未来，如果我们希望在应对气候变化的同时满足日益增长的能源需求，我们就必须采取合作和全面的方法.