مناطق شهری موتورهای رشد اقتصادی، نوآوری و فرهنگ هستند، اما آنها همچنین مصرف کنندگان اولیه منابع انرژی جهانی هستند.با توجه به آژانس بین المللی انرژی (IEA) ، شهرها تقریبا دو سوم از کل مصرف انرژی جهان را تشکیل می دهند و بیش از 70٪ از گازهای گلخانه ای مرتبط با انرژی برای مدیران شهر، این اقدام چشم انداز دوگانه برای بهبود مستمر و پایدار، هیچ یک راهنمای جامع از فرصت های زیست محیطی برای بهبود سلامت عمومی است.

مقیاس تقاضای انرژی شهری

برای مدیریت مصرف انرژی شهری به طور موثر، مدیران شهر ابتدا باید مقیاس و ترکیب تقاضا را درک کنند.استفاده از انرژی شهری توسط سه بخش غالب هدایت می شود: ساختمان ها (مثبت و تجاری)، حمل و نقل و عملیات صنعتی، ساختمان ها به تنهایی می توانند 40 تا 60 درصد از کل مصرف انرژی را نشان دهند، عمدتا به دلیل گرمایش، خنک سازی، نورپردازی و وسایل حمل و نقل، با وسایل نقلیه شخصی، زیرساخت های حمل و نقل عمومی، و نقل عمومی، و زیرساخت های شبکه های صنعتی، و همچنین تقاضای قابل توجه در حالی که اغلب به اشتراک گذاری قابل توجه در اطراف آن قرار دارند.

چگالی جمعیت شهری این چالش ها را تشکیل می دهد، غلظت های بالا از مردم و فعالیت ها منجر به افزایش تقاضای بالا می شود - به عنوان مثال، در طول موج های گرمای تابستان، هنگامی که تهویه مطبوع از این قبیلرها استفاده می کند، یا در اوایل شب، هنگامی که بارهای مسکونی و تجاری بیش از دهه های پیش بدون استانداردهای بهره وری مدرن، افزایش زباله های تهاجمی، افزایش می یابد، سرعت شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه میلیون ها مصرف کننده انرژی جدید اضافه می کند [۱۰] که انتظار می رود تا دو سال آینده افزایش یابد.

بنابراین مدیران شهر باید یک دیدگاه سیستمی را اتخاذ کنند، به جای پرداختن به استفاده از انرژی، یک چراغ خیابانی بهتر در اینجا، یک پانل خورشیدی در آنجا - آنها نیاز به استراتژی های یکپارچه دارند که وابستگی متقابل بین ساختمان ها، حمل و نقل، خدمات و رفتار انسان را در بر می گیرد، این نیاز به جمع آوری داده های قوی، همکاری سهامداران و تمایل به سرمایه گذاری در راه حل های بلند مدت برای درک سریع، اولویت بندی اولیه انرژی و تجزیه و تحلیل بخش های پردازش اطلاعات، تنها می تواند پردازش داده های ضروری و تحلیل داده ها و تحلیل و تحلیل، و تحلیل ساده و تحلیل ساده، و تحلیل، و ساده، و ساده، و ساده، و ساده، و ساده، و ساده، و ساده، و ساده، و سپس تنها به اهداف، و ساده، و تنها تنظیم پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، و ساده، و تحلیل، و تحلیل، و ساده، و تحلیل، پردازش اطلاعات، پردازش، پردازش، پردازش، و پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، و تحلیل، پردازش، و تحلیل، پردازش اطلاعات، پردازش، و تحلیل، و پردازش، پردازش، پردازش، پردازش اطلاعات، پردازش، پردازش، پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، پردازش اطلاعات، پردازش، پردازش، پردازش، پردازش، پردازش، پردازش و پردازش

استراتژی های اصلی برای کاهش مصرف انرژی شهری

کاهش مصرف انرژی شهری مستلزم مجموعه ای از استراتژی هایی است که تکنولوژی، سیاست و تغییر رفتار را در بر می گیرد.بخش های زیر جزئیاتی را در مورد تأثیرگذارترین رویکردهای مدیران شهر می تواند به کار گیرد و نمونه های اثبات شده از شهرهای آینده نگر در سراسر جهان را به نمایش بگذارد.

Smart Grids و Digital Infrastructure

مدرن سازی شبکه برق برای هر برنامه مدیریت انرژی پایه است.شبکه های سنتی در جریان یک طرفه برق از گیاهان مرکزی به مصرف کنندگان، با دید محدود به شرایط واقعی مدیریت انرژی، در مقابل، استفاده از سنسورهای دیجیتال، زیرساخت های پیشرفته مترینگ (AMI)، و ارتباطات دو طرفه برای نظارت و کنترل جریان انرژی به صورت پویا، این امر مدیران شهر را قادر می سازد تا بلافاصله قطع برق را شناسایی کنند، و بدون ادغام منابع شبکه های خورشیدی و سیستم های تجدید پذیر، و منابع سیستم های تجدید پذیر، و بدون محدودیت های سیستم های سیستم های خورشیدی، و منابع سیستم های قابل تنظیم مجدد.

به عنوان مثال، مترهای هوشمند مستقر در سراسر شهر می توانند داده های دقیقی را در مورد مصرف در سطح خانه و کسب و کار ارائه دهند. Utilities می تواند از این اطلاعات برای ارائه قیمت گذاری زمان استفاده استفاده کند، کاربران را تشویق کند تا فعالیت های انرژی فشرده را به سرعت تغییر دهند و از طریق ساخت و ساز های عمومی، نیاز به سیستم های توزیع گران قیمت را کاهش دهند.

انتقادی به موفقیت امنیت سایبری و حریم خصوصی داده ها است، زیرا شبکه ها بیشتر متصل می شوند، آنها نسبت به حملات سایبری آسیب پذیر می شوند. مدیران باید اطمینان حاصل کنند که پروتکل های امنیتی از مرحله طراحی جاسازی شده اند، نه به عنوان یک پس از تفکر، سیاست های مدیریت داده شفاف اعتماد عمومی ایجاد می کنند و مشارکت در برنامه های تقاضا-پاسخ را تشویق می کنند.

افزایش انرژی های تجدید پذیر

انتقال از سوخت های فسیلی به منابع انرژی تجدید پذیر یکی از مستقیم ترین راه ها برای کاهش ردپای کربن و هزینه های انرژی شهری است. سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV) ، توربین های بادی ، پمپ های حرارتی زمین گرمایی و تاسیسات بیوmass می توانند به یک نمونه متنوع و انعطاف پذیر کمک کنند. بسیاری از شهرها اهداف بلند پروازانه ای را تعیین کرده اند - به عنوان مثال ، [F:0I] گزارش برق در سراسر جهان.

مدیران شهر می توانند تصویب را از طریق چندین اهرم سرعت، مجوز ساده و منطقه بندی برای تاسیسات خورشیدی در پشت بام های مسکونی و تجاری، دوم، استفاده از برق خرید شهری برای خرید انرژی های تجدید پذیر به طور مستقیم از طریق توافق نامه های خرید برق (PPAs) برای ساختمان های عمومی، مدارس و چراغ های خیابانی، توسعه باغ های خورشیدی جامعه که اجازه می دهد اجاره و خانواده های کم درآمد برای بهره برداری از پانل های خورشیدی بدون نصب پانل های ذخیره سازی زمینی خود را در پروژه های زباله های زمینی یا قطعات زباله های خورشیدی مانند ساختمان های خورشیدی، می تواند به عنوان قطعات زباله های تجدید پذیر، و یا قطعات زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های تجدید پذیر، و یا قطعات زباله های خورشیدی، ساخت و یا قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان یک ساختمان های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، و یا قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان یک ساختمان های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، ساخت و یا قطعات زباله های خورشیدی، به عنوان قطعات زباله های خورشیدی، ساخت و

ذخیره سازی انرژی یک مکمل حیاتی است. باتری ها و سایر فن آوری های ذخیره سازی، نسل های تجدید پذیر اضافی را جذب می کنند و آن را در طول تقاضای اوج تخلیه می کنند، همچنین باید میکروشبکه ها را در نظر بگیرند: شبکه های محلی که می توانند از ابزار اصلی جدا شده و به طور مستقل در طول سیستم های ذخیره سازی شدید هوا کار کنند، این رویدادهای قابل انعطاف پذیری را افزایش دهند.

ساخت کارایی و Deep Refits

ساختمان ها دارایی های طولانی مدت هستند – بسیاری از سازه های شهری هنوز در سال 2050 ایستاده اند. ساختمان های موجود با سیستم های کارآمد انرژی، بنابراین ضروری است.ت های جامع می توانند استفاده از انرژی ساختمان را 30 تا 50 درصد کاهش دهند، از طریق اقدامات مانند عایق بندی بهبود یافته، پنجره های با کارایی بالا، روشنایی LED، سیستم های تهویه مطبوع متغیر و ترموستات های هوشمند برای ساخت و ساز جدید، مدیران شهری می توانند با موفقیت در نزدیکی سیستم های گرمایش ساختمان های استاندارد ساختمان یا بدون صفر استفاده کنند.

تامین مالی همچنان یک مانع است، اما مکانیسم های نوآورانه وجود دارد.برنامه های انرژی پاک (PACE) به صاحبان ساختمان اجازه می دهد تا بهبود انرژی را از طریق ارزیابی ویژه در مورد لایحه مالیات اموال خود، بازپرداخت بیش از 15 تا 20 سال، بانک های سبز، مانند کسانی که در کانکتیک و نیویورک، ارائه سرمایه کم هزینه برای پروژه های بهره وری شهر.

فراتر از اقدامات فنی، شهرها باید در توسعه نیروی کار سرمایه گذاری کنند: آموزش پیمانکاران محلی در حسابرسی انرژی، بهینه سازی HVAC و نصب خورشیدی باعث ایجاد شغل در حالی که ایجاد ظرفیت محلی برای بهبود مستمر مشارکت های عمومی و خصوصی (PPPs) می تواند پروژه های عقب مانده در سراسر ساختمان های متعدد برای دستیابی به اقتصاد مقیاس، کاهش هزینه های واحد.

انتخاب حمل و نقل شهری

حمل و نقل اغلب بزرگترین منبع مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در شهرها است، به ویژه در مناطق وابسته به خودرو، انتخاب وسایل نقلیه - از اتومبیل های مسافربری گرفته تا اتوبوس، کامیون های تحویل و اسکوتر - یک مسیر روشن برای کاهش وابستگی به نفت است، اما الکتریکی سازی به تنهایی کافی نیست؛ باید با یک تغییر در جهت حمل و نقل عمومی، پیاده روی و دوچرخه سواری به طور کلی مسافت های سفر را کاهش دهد.

مدیران شهر می توانند به عنوان مثال هدایت کنند: تبدیل ناوگان شهری (مخاک کامیون ها، اتومبیل های پلیس، اتوبوس ها) به وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) تقاضای قابل مشاهده ایجاد می کند و زیرساخت های شارژ را ایجاد می کند، همچنین می توانند اجازه ی ساده ای برای ایستگاه های شارژ عمومی و محل کار ارائه دهند و مشوق هایی مانند دسترسی به خطوط اختصاصی، کاهش هزینه های پارکینگ یا بازپرداخت برای خریدهای برقی، شبکه های حمل و نقل عمومی، توسعه ی برق، دسترسی به طور کامل خطوط هوایی، و حمل و نقل هوایی، و حمل و حمل و نقل هوایی، دسترسی به خطوط هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و حمل و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و حمل و حمل و نقل هوایی، و حمل و حمل و نقل هوایی، و نقل هوایی، و ارائه ی هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و نقل هوایی، و انتقال سریع، دسترسی به طور کامل، دسترسی به طور کامل، کاهش هزینه های حمل و نقل هوایی، حمل و حمل و نقل هوایی، و حمل و نقل هوایی، و نقل هوایی، حمل و نقل هوایی، حمل و حمل و نقل

مهم است که شبکه باید برای افزایش تقاضای شارژ الکتریکی آماده باشد. زیرساخت شارژ هوشمند که شارژ را در طول ساعات خارج از حد و یا زمانی که نسل تجدید پذیر بالا است می تواند از اضافه بار در شبکه جلوگیری کند. وسایل نقلیه به شبکه (V2G) فن آوری حتی اجازه می دهد باتری های الکتریکی برای تخلیه برق به شبکه در طول دوره های اوج، تبدیل ماشین به منابع انرژی توزیع شده است.

مدیریت انرژی داده-Driven Energy Management

اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI)، و تجزیه و تحلیل پیشرفته ابزار قدرتمندی برای بهینه سازی سیستم های انرژی شهری فراهم می کند.با استقرار سنسور در سراسر ساختمان ها، چراغ های خیابانی، پمپ های آب و شبکه های حمل و نقل، مدیران شهر می توانند مصرف انرژی را در نزدیک زمان واقعی نظارت کنند و ناکارآمدی هایی را شناسایی کنند که قبلاً الگوریتم های یادگیری ماشین نامرئی بودند، می توانند الگوهای تقاضای دقیق بالا را پیش بینی کنند، و تنظیمات فعال کننده انرژی را برای مقایسه با استفاده از نور های هوشمند، و یا سیستم های هوشمند، برای صرفه جویی در دسترس، و یا صرفه جویی در دسترس، برای صرفه جویی در نور خیابان، برای صرفه جویی در سیستم های هوشمند، برای صرفه جویی در دسترس، برای صرفه جویی در نور، برای صرفه جویی در سیستم های هوشمند، برای صرفه جویی در دسترس، برای صرفه جویی در دسترس، و یا صرفه جویی در نور خیابان ها، و یا صرفه جویی در نور های هوشمند، برای صرفه جویی در سیستم های هوشمند، برای صرفه جویی در سیستم های هوشمند، برای صرفه جویی در نور خیابان ها، برای صرفه جویی در سیستم های هوشمند، تنظیم کنند.

مدیران شهر باید در یک پلت فرم مدیریت انرژی مرکزی سرمایه گذاری کنند (که اغلب به نام یک دوقلو دیجیتال نامیده می شود) که داده ها را از تمام عملیات شهری جمع آوری می کند، این پلت فرم می تواند شبیه سازی هایی را برای آزمایش تاثیر تغییرات سیاست گذاری، سرمایه گذاری زیرساخت ها یا مداخلات رفتاری قبل از اجرای آنها انجام دهد.سیاست های داده باز می تواند نوآوری بخش خصوصی را تقویت کند - استارت آپ ها و محققان می توانند از داده های انرژی شهری برای توسعه برنامه ها و خدمات که به منظور کمک به توسعه خدمات پیشرفته استفاده از توسعه خدمات استفاده از توسعه خدمات استفاده از خدمات استفاده از خدمات استفاده کنند، استفاده کنند.

برای درک پتانسیل کامل مدیریت داده محور، شهرها باید اطمینان حاصل کنند که همکاری بین سیستم های مختلف و آدرس دادن به سیلوهای داده، پروتکل های استاندارد شده مانند مدل معنایی Haystack برای ساخت داده ها، به علاوه، حفاظت از حریم خصوصی باید در آن پخته شود، به ویژه هنگامی که جمع آوری داده ها از ساختمان های مسکونی، پاک کردن ناشناس سازی و سیاست های انتخاب اعتماد عمومی را حفظ می کند.

مشارکت اجتماعی و تغییر رفتار

اقدامات فنی و سیاسی به تنهایی بدون مشارکت فعال از ساکنان و کسب و کار ها کافی نیست.مصرف انرژی شهری در نهایت مجموع میلیون ها تصمیم فردی است – چه درجه حرارت برای تنظیم ترموستات، چه برای رانندگی و چه چرخه، که لوازم خرید، و چگونه به دور زدن زباله مدیران شهر می تواند فرهنگ آگاهی و عمل از انرژی را از طریق برنامه های تعامل به خوبی طراحی شده تقویت کند.

رویکردهای موثر شامل چالش های انرژی محله است که جوامع را در برابر یکدیگر در رقابت دوستانه برای کاهش مصرف، با جوایز و به رسمیت شناختن عمومی کمپین های اجتماعی - که در آن خانواده ها مقایسه استفاده از انرژی خود را نسبت به همسایگان دریافت می کنند - نشان داده شده است که کاهش 2٪ به 10٪ در کارآزمایی های کنترل شده تصادفی است. ارائه بازخورد روشن از طریق نمایش های خانگی یا گزارش های ابزار ماهانه کمک می کند تا نمونه های انرژی مورد نیاز خود را ببینید، نه تنها به گزارش شاخص شهر، بلکه به طور متوسط اطلاعات مربوط به "ارزیابی داده های شخصی سازی "

مشوق های مالی نیز مهم است. rebates for Star Appliances, free home Energy Audits, and فروکش کردن آب و هوا می تواند هزینه های پیش رو ارتقاء بهره وری را کاهش دهد.برای ساکنان با درآمد پایین تر, برنامه های "بدون هزینه" که نصب لامپ های LED و وسایل جریان پایین بدون هیچ هزینه ای می تواند به سرعت برنده شود در حالی که مدیران شهر نیز باید کسب و کار محلی و موسسات بیمارستان را درگیر کنند - دانشگاه های پشتیبانی اجتماعی - خدمات مشاوره اجتماعی - که نیازی به آنها ندارد - آموزش های پشتیبانی از طریق آموزش های اعتماد به رسمیت شناختن خدمات هدایت اجتماعی دارند.

سیاست و مکانیسم های تأمین مالی

استراتژی های مدیریت انرژی های آتش طلب نیازمند چارچوب های سیاست قوی و جریان های تامین مالی قابل اعتماد است. مدیران شهر می توانند ترکیبی از ابزارهای نظارتی، مشوق های بازار و مشارکت های عمومی-خصوصی را برای مقیاس ابتکارات صرفه جویی در انرژی بکار گیرند: استانداردهای منابع انرژی (EERS) که نیاز به خدمات برای دستیابی به اهداف صرفه جویی سالانه دارند؛ ساخت استانداردهای عملکردی که ساختمان های موجود را ملزم به پاسخگویی به معیارهای بهره وری در طول زمان و کدهای توسعه انرژی جمع آوری می کند.

تامین مالی اغلب بزرگترین چالش است.بسیاری از سرمایه گذاری های توصیف شده در این مقاله - شبکه های هوشمند، ساخت و ساز، تعمیر و نگهداری، زیرساخت های شارژ - نیاز به سرمایه گذاری قابل توجه در پیش رو است. مدیران شهر می توانند به اوراق قرضه سبز نگاه کنند، که تبدیل به یک ابزار اصلی برای سرمایه گذاری پروژه های صرفه جویی در محیط زیست جهانی شده است.در سال 2023، بازار اوراق قرضه سبز جهانی به بیش از 500 میلیارد دلار رسید، با شهرهای لندن، پاریس، و بزرگترین ابزار تامین مالی در سراسر کشور (در آن)

مدیران شهر همچنین باید مشارکت های عمومی و خصوصی نوآورانه را بررسی کنند، به عنوان مثال، یک شهر ممکن است با یک شرکت خصوصی برای استقرار روشنایی خیابان هوشمند در بدون هزینه پیش رو همکاری کند، با این شرکت سرمایه گذاری خود را از طریق سهم صرفه جویی انرژی در مدت قرارداد، به طور مشابه، توسعه دهندگان املاک می توانند انگیزه ای برای تجاوز به کدهای انرژی در ازای پرداخت هزینه های تراکم یا تسریع در دسترسی به اهداف کوتاه مدت سرمایه گذاری با هدف های مالی لازم برای باز کردن منافع مالی کوتاه مدت داشته باشند.

غلبه بر چالش های مشترک

حتی با بهترین استراتژی ها، مدیران شهر با موانع مواجه خواهند شد. زیرساخت های پیری می تواند ادغام فن آوری های جدید را دشوار کند -پیپ ها، سیم ها و زیر ایستگاه ها ممکن است نیاز به جایگزینی داشته باشند قبل از اینکه اجزای شبکه هوشمند بتوانند به درستی عمل کنند، محدودیت های بودجه، گردش مالی سیاسی و اولویت های رقابتی (استفاده، برنامه های عمومی، آموزش و آموزش) اغلب ابتکارات انرژی را در لیست کاهش می دهند.

برای غلبه بر این چالش ها، مدیران باید با پروژه های کوچک و قابل مشاهده آزمایشی که نشان دهنده موفقیت و ایجاد حرکت هستند، شروع کنند.یک رویکرد "هندز کم حرکت" - هدف قرار دادن هزینه ترین اقدامات موثر برای اولین بار (به عنوان مثال، تبدیل چراغ روشن کانال، ایجاد پشتیبان گیری مجدد شهرها) - می تواند به استفاده از سریع و پس انداز که تلاش های بزرگتر را ایجاد می کند.

مسیر پیش رو

مدیریت مصرف انرژی شهری یکی از چالش های مهم و فرصت ها است – از زمان ما – استراتژی های ذکر شده در اینجا – شبکه های هوشمند، انرژی تجدید پذیر، ساخت بهره وری، توزیع حمل و نقل، تجزیه و تحلیل داده ها، تعامل جامعه و تامین مالی نوآورانه – یک ابزار جامع برای مدیران شهر را تشکیل می دهند، اما فن آوری و سیاست به تنهایی نیاز به رهبری واقعی تحول ندارد: تمایل به تعیین اهداف بلند پروازانه، و اصلاح نوآوری های جدید و انطباق به عنوان نوآوری های جدید.

شهرهایی که موفق خواهند شد نه تنها صورتحساب انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای خود را کاهش می دهند؛ آنها رقابتی تر، سالم تر و انعطاف پذیرتر خواهند شد. ساکنان از هوای تمیز، هزینه های پایین تر و خدمات قابل اعتماد تر بهره مند خواهند شد، اما زمان عمل کردن با ادغام مدیریت انرژی به هر جنبه ای از برنامه ریزی و عملیات شهری، می توانیم شهرهایی بسازیم که در داخل سیاره رشد می کنند و با کیفیت زندگی مشترک، شروع به یک متر هوشمند می کنند.