早前，想必大家也參與了不少?lài)?guó)內(nèi)關(guān)于“智慧城市”的各種競(jìng)賽。不夸張的說(shuō)，國(guó)內(nèi)的所謂的“智慧城市”，尤其是有設(shè)計(jì)公司參與的“智慧城市”為概念的競(jìng)賽大多落地不穩(wěn)。
我國(guó)對(duì)智慧城市提出的支撐技術(shù)有三個(gè)：
一、數(shù)字城市相關(guān)技術(shù)，包括天、空、地一體化的空間信息快速獲取技術(shù)、海量空間數(shù)據(jù)調(diào)度與管理技術(shù)、空間信息可視化技術(shù)、空間信息分析與挖掘技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的互聯(lián)互通。
三、云計(jì)算技術(shù)
這些事情似乎和規(guī)劃設(shè)計(jì)并沒(méi)有什么關(guān)系，想必大家參與過(guò)類(lèi)似的智慧城市項(xiàng)目的同學(xué)都深有體會(huì)。大多是哼次哼次的研究半個(gè)月，最后提出的解決方案是要在街道上面多安裝一些WIFI熱點(diǎn)!或者是什么保證網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，在各個(gè)水位安裝好傳感器什么的事情。當(dāng)然，為了體現(xiàn)出對(duì)交通的關(guān)心，在道路交叉口安裝更多監(jiān)控這種事情似乎也非要說(shuō)出來(lái)湊篇幅，你們真的沒(méi)拿供應(yīng)商的好處么?
最后，大概就會(huì)形成下面這樣一張美麗的圖紙，完美的證明了設(shè)計(jì)師對(duì)于智慧城市的想象。
圖片來(lái)自HASSELL
關(guān)于智慧城市，曾經(jīng)一度我們以為這可能是IBM、飛利浦、西門(mén)子或者是國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭BAT公司的事情。傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算嘛這些事情似乎和規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系，事實(shí)上的智慧城市建設(shè)也的確沒(méi)有上如上述這樣的美圖里面得到什么建設(shè)性的點(diǎn)子。
來(lái)自日本的智能城市門(mén)戶(hù)在這個(gè)時(shí)候進(jìn)入我們的視野，當(dāng)我們還在畫(huà)我們美麗的智慧城市概念圖的時(shí)候，他們穩(wěn)扎穩(wěn)打的已經(jīng)在橫濱市、豐田市、關(guān)西文化學(xué)術(shù)研究都市(京都府)、北九州市等4個(gè)地區(qū)開(kāi)始實(shí)施了五年的實(shí)證實(shí)驗(yàn)，要用以探索日本智能電網(wǎng)及智能城市的未來(lái)形態(tài)。
他們關(guān)于智慧城市進(jìn)行實(shí)證研究的精神讓我們發(fā)現(xiàn)原來(lái)智慧城市可以做的事情不僅僅是建設(shè)WIFI熱點(diǎn)那么簡(jiǎn)單。關(guān)于研究的目標(biāo)和定位，這個(gè)項(xiàng)目帶有島國(guó)漫畫(huà)中一直以來(lái)的末世屬性，在他們的網(wǎng)站上如此寫(xiě)到：
為了日本在新能源和節(jié)能領(lǐng)域以及智能電網(wǎng)/智能城市方面所擁有的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行國(guó)際推廣，同時(shí)以提高在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定方面的信息發(fā)布能力，促進(jìn)系統(tǒng)推廣中必不可少的相關(guān)企業(yè)的協(xié)作為目標(biāo)。
日本資源貧乏，太陽(yáng)能、風(fēng)力等可再生能源的大規(guī)模利用，對(duì)于確保國(guó)家能源安全及減少二氧化碳排放必不可少。尤其是在2011年3月11日東日本大地震后，這種重要性變得更加突出。然而，為了大規(guī)模利用這些可再生能源，就必須構(gòu)建新型送配電網(wǎng)--智能電網(wǎng)，以提高電力使用效率，保持供需平衡，保證安全穩(wěn)定供電。
為此，要想更加有效地利用能源，就必須探索不僅是電力，同時(shí)也包括熱能和交通系統(tǒng)，人們的生活方式的改變等新型社會(huì)體系，也就是智能城市的未來(lái)形態(tài)。今后，電動(dòng)汽車(chē)(EV)的普及，將帶來(lái)普通家庭中的EV充電等，電力的使用方式也會(huì)發(fā)生很大變化，因此不能將智能電網(wǎng)和智能城市截然分開(kāi)、單獨(dú)考慮。
在此背景下，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2009年11月成立了內(nèi)部跨部門(mén)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)“新一代能源及社會(huì)系統(tǒng)協(xié)議會(huì)”。2010年1月，發(fā)表了關(guān)于新一代能源流通及社會(huì)體系的中間報(bào)告。并以此報(bào)告為基礎(chǔ)，公開(kāi)招募智能電網(wǎng)/智能城市社會(huì)實(shí)證地區(qū)，最后確定在橫濱市、豐田市、關(guān)西文化學(xué)術(shù)研究都市、北九州市4個(gè)地區(qū)進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)。
在4個(gè)地區(qū)的社會(huì)實(shí)證中，將根據(jù)2010年-2014年的五年計(jì)劃，對(duì)智能電網(wǎng)及智能城市的相關(guān)技術(shù)、結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式等進(jìn)行驗(yàn)證。具體來(lái)說(shuō)，包括能源使用的可視化，家電?熱水器的控制，供應(yīng)方根據(jù)能源需求狀況促使消費(fèi)者進(jìn)行消費(fèi)調(diào)整的需求響應(yīng)，EV與家庭的結(jié)合，蓄電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，EV充電系統(tǒng)以及交通系統(tǒng)等。通過(guò)這些技術(shù)、系統(tǒng)的集成，構(gòu)建區(qū)域能源管理系統(tǒng)(CEMS：CommunityEnergyManagementSystem)，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能源的整體優(yōu)化使用。
通過(guò)CEMS的構(gòu)建，雖然可以抑制過(guò)度的成本負(fù)擔(dān)，促進(jìn)可再生能源的利用，但與此同時(shí)，為了不損害居民的舒適與方便，還必須提供新型服務(wù)并形成新的商業(yè)模式。在4個(gè)地區(qū)的實(shí)證中，并不只是進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證，同時(shí)也進(jìn)行新型服務(wù)創(chuàng)造，國(guó)際推廣所需的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)收集。
既然是實(shí)證項(xiàng)目，當(dāng)然就會(huì)產(chǎn)生與一系列可以扇人耳光的結(jié)論，來(lái)自北九州智能社區(qū)的這條記錄通過(guò)波峰、波谷的電力梯度定價(jià)對(duì)居民和企事業(yè)單位產(chǎn)生的作用，形成一些具體的策略。
北九州智能社區(qū)創(chuàng)業(yè)的舞臺(tái)-東田地區(qū)，是使用新日鐵住金自營(yíng)輸電線的特定供給區(qū)域，因此實(shí)施了根據(jù)供求狀況改變實(shí)際電費(fèi)的動(dòng)態(tài)定價(jià)。
從2012年度開(kāi)始，在電力供求緊張的夏季設(shè)定了緊張時(shí)調(diào)升電費(fèi)的CPP(CriticalPeakPrice)(波峰定價(jià))機(jī)制。即平常時(shí)間段電費(fèi)控制在15日元/kWh的低價(jià)，而供求緊張時(shí)則依次將電費(fèi)調(diào)升至50、75、100、150日元。電費(fèi)通過(guò)設(shè)置于各需求方的室內(nèi)顯示器等實(shí)現(xiàn)“可視化”，敦促提高空調(diào)溫度、關(guān)閉照明等節(jié)電行為。
相反，秋季和春季等需求較少、可再生能源發(fā)電強(qiáng)勁并產(chǎn)生剩余電力時(shí)，為了喚起需求，則啟動(dòng)將電費(fèi)降至最低2日元/kWh的CBP(CriticalBottomPrice)(波谷定價(jià))機(jī)制。
家庭削減20%，企事業(yè)單位沒(méi)有效果
家庭方面，CPP和CBP都確認(rèn)了接近20%的削峰或提升峰值效果(圖1)。設(shè)置HEMS(家庭能源管理系統(tǒng))的案例中，自動(dòng)控制空調(diào)等的CPP實(shí)現(xiàn)了接近90%的削峰，CBP則由于將剩余電力向蓄電池充電而取得了接近1000%的高效果。
【圖1】動(dòng)態(tài)定價(jià)實(shí)證的成果
在家庭方面，CPP和CBP都確認(rèn)了接近20%的削峰或提升峰值效果(來(lái)源：北九州市)
而企事業(yè)單位方面，與CPP、CBP同時(shí)設(shè)置BEMS(樓宇能源管理系統(tǒng))或FEMS(工廠能源管理系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的案例取得了接近10%的效果，但僅靠可視化則幾乎沒(méi)有效果。
為什么在企事業(yè)單位中未能取得期望的效果呢?為了探尋根由，北九州市以參加了實(shí)證事業(yè)的企事業(yè)單位為對(duì)象開(kāi)展了調(diào)查。
向參加該事業(yè)的企事業(yè)單位員工詢(xún)問(wèn)了“節(jié)電節(jié)能意識(shí)是否有所提高?”，有7成以上回答“比以前有所提高。”(圖2)。但是當(dāng)詢(xún)問(wèn)“針對(duì)動(dòng)態(tài)定價(jià)實(shí)證是否積極行動(dòng)?”時(shí)，超過(guò)6成的人回答“打算要行動(dòng)，但未能(完全)實(shí)現(xiàn)”(圖3)。
【圖2】約7成員工的節(jié)能節(jié)電意識(shí)有所提高
向員工(包括店鋪?zhàn)鈶?hù))詢(xún)問(wèn)，通過(guò)參加該事業(yè)，節(jié)電節(jié)能意識(shí)是否有變化的結(jié)果(來(lái)源：北九州市)
【圖3】約6成員工行動(dòng)消極
詢(xún)問(wèn)年度動(dòng)態(tài)定價(jià)實(shí)證中是否積極采取削峰行動(dòng)的結(jié)果(來(lái)源：北九州市)
詢(xún)問(wèn)為何未采取節(jié)能節(jié)電行動(dòng)的結(jié)果如圖4?；卮?ldquo;業(yè)務(wù)(生產(chǎn)制造、接待客戶(hù)、員工勞務(wù)管理等)優(yōu)先”的占?jí)旱剐远鄶?shù)。由此可見(jiàn)，意識(shí)雖然有所提高，但在現(xiàn)實(shí)的繁忙的業(yè)務(wù)中很難付諸實(shí)際行動(dòng)。
【圖4】與節(jié)電節(jié)能相比業(yè)務(wù)更為優(yōu)先
向圖3中回答“②打算要行動(dòng)，但未能(完全)實(shí)現(xiàn)、③沒(méi)有相關(guān)意識(shí)”的人詢(xún)問(wèn)理由的結(jié)果(來(lái)源：北九州市)
實(shí)施積極督促行動(dòng)的措施
于是，北九州市靈活運(yùn)用高漲的節(jié)能意識(shí)，開(kāi)展各種積極敦促付諸實(shí)際行動(dòng)的措施。最具代表性的措施是以下4項(xiàng)。
第1項(xiàng)措施是“徹底削峰日”。即事先直接到訪各企事業(yè)單位，提出在實(shí)證期間的某特定日期中僅需1小時(shí)即可的協(xié)助節(jié)電請(qǐng)求。這也是為了確認(rèn)削峰潛力究竟有多大。2013年7月13日15至16時(shí)，27家企事業(yè)單位共同參與努力的結(jié)果，某企業(yè)進(jìn)行了51.0%的削峰，還有的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了41.2kWh的節(jié)能，效果頗為顯著。
第2項(xiàng)措施是為有需求的企事業(yè)單位提供專(zhuān)家節(jié)能診斷。檢查建筑物和設(shè)備的構(gòu)造，以期有助于削峰和節(jié)能。2013年度實(shí)施過(guò)程中雖未取得削峰效果，但節(jié)能方面比2012年度平均改善了14.7%，取得了基本電費(fèi)削減2萬(wàn)日元以上的效果。
需求方對(duì)節(jié)能診斷的評(píng)價(jià)很高，例如愛(ài)德萬(wàn)北九州研發(fā)中心評(píng)價(jià)說(shuō)：“接受節(jié)能診斷并同時(shí)導(dǎo)入可視化裝置，可實(shí)現(xiàn)更切實(shí)有效的運(yùn)用”。據(jù)該公司稱(chēng)，以前都是限制空調(diào)室內(nèi)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，后來(lái)認(rèn)識(shí)到減少室外機(jī)的運(yùn)行時(shí)間更為有效，或通過(guò)確認(rèn)顯示器改善室外機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也可獲得明顯的節(jié)能效果。
第3項(xiàng)措施是向需求方出示每隔30分鐘的電力需求曲線(如圖5左)，提示用電方式實(shí)際是怎樣的結(jié)構(gòu)，如何響應(yīng)了動(dòng)態(tài)定價(jià)，呼吁采取節(jié)能行動(dòng)以及進(jìn)行改善。有一些需求方在看到詳細(xì)的需求曲線之后，導(dǎo)入了有效的節(jié)能設(shè)備。
一些企業(yè)積極采取了節(jié)能措施，例如認(rèn)識(shí)到空調(diào)在節(jié)假日時(shí)的浪費(fèi)性運(yùn)轉(zhuǎn)，便將其關(guān)閉、設(shè)置照明間隔和反射板、在工廠中安裝天窗等。還有的企業(yè)通過(guò)推進(jìn)LED化達(dá)成了30%以上的節(jié)能。
第4項(xiàng)措施是，啟動(dòng)動(dòng)態(tài)定價(jià)的30分鐘‐1小時(shí)前，向各企事業(yè)單位的負(fù)責(zé)人發(fā)出通知開(kāi)始的電子郵件。收到郵件的負(fù)責(zé)人再向全公司員工轉(zhuǎn)發(fā)郵件，或直接以口頭及廣播形式傳達(dá)。在12家企業(yè)中采取該措施，其中4家有了削峰行動(dòng)，還有2家企業(yè)達(dá)成了10%以上的削減(如圖5右)。
【圖5】敦促需求方節(jié)能節(jié)電的工具，以及動(dòng)態(tài)定價(jià)前郵件通知的效果
用于向需求方解釋說(shuō)明的電力需求曲線的一例(左)。最高取得了10.5%的削峰效果(右)(來(lái)源：北九州市)
設(shè)計(jì)出可進(jìn)化為產(chǎn)消者的機(jī)制
北九州市稱(chēng)，這些成果說(shuō)明，僅靠可視化裝置來(lái)傳達(dá)動(dòng)態(tài)定價(jià)信息并未產(chǎn)生效果的事業(yè)，也可以“通過(guò)密切交流，打破先入為主的觀念，催生新的意識(shí)，促進(jìn)節(jié)能行動(dòng)”。
在此過(guò)程中，北九州市意識(shí)到尤其重要的是，“將能源、生活、業(yè)務(wù)機(jī)制與設(shè)施等構(gòu)造‘分解’提供咨詢(xún)服務(wù)”。然后在這些成果與課題的基礎(chǔ)上，通過(guò)向需求方和本地區(qū)提出新的措施建議，北九州市“希望設(shè)計(jì)打造出可將需求方進(jìn)化為產(chǎn)消者(參與生產(chǎn)的消費(fèi)者)的機(jī)制”。
城管先生有話說(shuō)：為了更好地把他們的實(shí)證成果向全世界范圍推銷(xiāo)。這個(gè)日本網(wǎng)站提供中、英、日三個(gè)語(yǔ)言的版本。我國(guó)官方解釋的智慧城市也可以衍生到節(jié)能減排領(lǐng)域，該網(wǎng)站雖然僅僅聚焦于能源智慧應(yīng)用的領(lǐng)域，但其自2010年開(kāi)始記錄的橫跨日本各地長(zhǎng)達(dá)五年時(shí)間的實(shí)證項(xiàng)目，參與的政府、企事業(yè)機(jī)構(gòu)的數(shù)量之龐雜，過(guò)程報(bào)道之詳細(xì)，對(duì)策研究之具體，讓我們不禁覺(jué)得把WIFI熱點(diǎn)當(dāng)作智慧城市建設(shè)的一方面，是不是至少應(yīng)該測(cè)測(cè)網(wǎng)速，免得漏了怯。
