ذره‌بین
سازوکار مدیریت مصرف انرژی در شهرهای هوشمند
شهرهای هوشمند برای «مدیریت مصرف انرژی» از ترکیب فناوری‌های دیجیتال، هوش مصنوعی، حسگرها و شبکه‌های برق هوشمند استفاده می‌کنند تا بدانند انرژی کجا، چه‌زمانی و به‌چه‌میزان مصرف می‌شود. به‌گزارش ایمنا؛ در عصر جدید، افزایش تقاضا برای برق، گسترش خودروهای برقی، استفاده زیاد از سامانه‌های سرمایش و گرمایش و رشد زیرساخت‌های دیجیتال، فشار بیشتری بر شبکه‌های انرژی وارد می‌کند.
طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی در ۲۰۲۶، تقاضای جهانی برق در سال ۲۰۲۵ حدود سه‌‌درصد افزایش یافت و توسعه فناوری‌های دیجیتال و مدیریت انعطاف‌پذیر مصرف، از راهکارهای مهم برای پاسخگویی به این رشد، به‌شمار می‌روند، بنابراین در شهرهای هوشمند، هدف تنها کاهش مصرف برق نیست، بلکه تلاش می‌شود انرژی در زمان و مکان مناسب مصرف شود، اتلاف در شبکه کاهش یابد و منابع تجدیدپذیر بهتر مورداستفاده قرار گیرند. برای دستیابی به‌این‌هدف، ساختمان‌ها، شبکه حمل‌ونقل، روشنایی معابر و سامانه‌های تولید و ذخیره انرژی باید به‌صورت هماهنگ، عمل کنند. تجربه شهرهای پیشرو نشان می‌دهد که مدیریت داده‌محور انرژی می‌تواند میزان بهره‌وری را افزایش دهد، اما نتایج واقعی به کیفیت زیرساخت‌ها، سرمایه‌گذاری، امنیت داده‌ها و مشارکت شهروندان بستگی دارد. درادامه به معرفی راهکارهای شهرهای هوشمند جهان برای مدیریت مصرف انرژی می‌پردازیم. سنگاپور از داده‌های لحظه‌ای، حسگرها و سامانه‌های خودکار برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها و مناطق شهری استفاده می‌کند. یکی از نمونه‌های مهم این‌رویکرد، منطقه دیجیتال پونگول است که از پلتفرم یکپارچه مدیریت شهری برای هماهنگ‌کردن عملکرد بخش‌هایی همچون سرمایش، پارکینگ و سایر خدمات زیرساختی، بهره می‌برد. طبق اطلاعات منتشره ازسوی سازمان فناوری دولت سنگاپور در می ۲۰۲۶، این پلتفرم با هدف کاهش ۳۰درصدی مصرف انرژی و ۵۰درصدی نیاز به نیروی انسانی، طراحی شده. یکی از اولویت‌های سنگاپور، کاهش انرژی مصرفی برای سرمایش ساختمان‌هاست، زیرا سیستم‌های تهویه‌مطبوع می‌توانند حدود ۴۰ تا ۶۰درصد مصرف انرژی یک ساختمان را به‌خود اختصاص دهند. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، حدود ۸۰درصد ساختمان‌های این‌کشور براساس زیربنای کل، سبز باشند و ۸۰درصد پروژه‌های ساختمانی جدید نیز از ۲۰۳۰ به‌بعد به استاندارد «مصرف انرژی بسیارپایین» برسند. استفاده از سامانه‌های سرمایش جایگزین و تهویه پیشرفته، از راهکارهای اصلی این‌برنامه است. شهر بارسلونا در اسپانیا، مدیریت انرژی را با پایش دیجیتال ساختمان‌های شهرداری و توسعه روشنایی کم‌مصرف، پیوند داده است. طبق اطلاعات رسمی آژانس انرژی این‌شهر، بیش از ۱۱۵۰ ساختمان در بستر پایش انرژی شهرداری، ثبت شده‌اند. این سامانه مصرف انرژی، شرایط آسایش داخل ساختمان و عملکرد تجهیزات تولید انرژی تجدیدپذیر را بررسی می‌کند و به مدیران اجازه می‌دهد مصرف غیرعادی یا فرصت‌های صرفه‌جویی را شناسایی کنند. روشنایی معابر نیز یکی از بخش‌های مهم این‌برنامه است. بارسلونا بیش از ۱۴۶هزار نقطه روشنایی عمومی دارد و از LED برای کاهش مصرف برق و بهبود مدیریت روشنایی استفاده می‌کند. این‌نمونه نشان می‌دهد که هوشمندسازی به‌معنای نصب فناوری‌های پیچیده در تمام شهر نیست، بلکه گاهی پایش منظم داده‌ها، تشخیص تجهیزات ناکارآمد و اصلاح شیوه بهره‌برداری نیز می‌تواند به صرفه‌جویی منجر شود. کپنهاگ دانمارک، مدیریت انرژی را برپایه پیوند میان گرمایش شهری، برق و منابع تجدیدپذیر، توسعه داده است. یکی از ابزارهای مهم این‌رویکرد، شبکه گرمایش منطقه‌ای است که گرما را از منابع تولیدی به ساختمان‌های مختلف، منتقل می‌کند. براساس تحلیل آژانس بین‌المللی انرژی، استفاده گسترده از کنتورهای هوشمند گرما در منطقه کپنهاگ، به پیش‌بینی بهتر تقاضا، تنظیم تولید و بهبود بهره‌وری عملیاتی، کمک می‌کند. راهبرد انرژی کپنهاگ که در برنامه اقلیمی شهر تا سال ۲۰۳۵ گنجانده شده، موضوعاتی همچون توسعه انرژی تجدیدپذیر، انعطاف‌پذیری شبکه برق، نقش ساختمان‌ها در سیستم انرژی و بهبود تأمین گرمایش را دربرمی‌گیرد. در چنین مدلی، زمان‌بندی مصرف و ذخیره انرژی، اهمیت زیادی دارد؛ مثلاً می‌توان بخشی از گرما را در زمان دسترسی بیشتر به انرژی کم‌کربن، ذخیره کرد و در زمان افزایش تقاضا استفاده کرد. این هماهنگی به کاهش فشار بر شبکه و استفاده بهتر از انرژی تجدیدپذیر کمک می‌کند. یوکوهاما در ژاپن هم از نمونه‌های آسیایی توسعه مدیریت هوشمند انرژی است. این‌شهر ازطریق «پروژه شهر هوشمند یوکوهاما» که از ۲۰۱۰ آغاز شد، برای هماهنگ‌سازی عرضه‌وتقاضای برق در ساختمان‌ها و مناطق شهری تلاش کرده است. این‌برنامه با همکاری شرکت‌های فعال در حوزه انرژی، فناوری و ساخت‌وساز توسعه‌یافته است و از مرحله آزمایشی به اجرای عملی رسیده است. یکی از راهکارهای مهم یوکوهاما، توسعه نیروگاه مجازی است؛ سامانه‌ای که باتری‌های ذخیره برق، تجهیزات تولید انرژی و خودروهای برقی را به‌کمک فناوری‌های مدیریت انرژی به یکدیگر متصل می‌کند. این سامانه می‌تواند منابع پراکنده را هماهنگ کند تا در زمان افزایش تقاضا، فشار بر شبکه برق، کاهش یابد. همچنین شهرداری یوکوهاما در بعضی مدارس و مراکز عمومی، باتری‌های ذخیره انرژی نصب‌کرده است تا این تجهیزات در شرایط عادی به تنظیم مصرف برق و هنگام قطع برق به تأمین انرژی مراکز پشتیبانی و اسکان اضطراری، کمک کنند. این تجربه نشان می‌دهد که با پیونددادن ساختمان‌ها، سامانه‌های ذخیره‌سازی و زیرساخت‌های انرژی، می‌توان از منابع موجود مؤثرتر استفاده کرد و هم‌زمان تاب‌آوری شهر را در برابر اختلال‌های شبکه افزایش داد.