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深度 | 分布式能源建筑 VS 城市能源转型

时间:2019-08-16

全球新能源网2天前我想分享

业内人士认为,真正的DER需要包括电池能量存储,这可以在电网电源中断时提供能量。

2015年《巴黎协定》,人类对气候危机的反应达到了前所未有的水平。为了控制全球变暖1.5°C,世界各地开展了“零净”碳排放竞争。 赛道上的球员取得了哪些成就?

根据能源和气候情报组*的权威发布,我们可以看到谁是以“国家”为主角的“净零”竞争中的领导者。

2019年的零零排放竞赛,来自*能源与气候情报组,这是一家致力于提供能源和气候信息的英国非营利组织。

从这份“成绩单”中,我们可以看到21个处于世界碳减排前沿的国家和地区:不丹和苏里南超过“净零”,实现碳吸收的净零大于碳排放。就在今年6月,英国新修订的《气候变化法案》生效,这使得英国与挪威,瑞典和法国一起成为将“净零”目标纳入其中的四个国家之一。法。

更多的国家加入了难民营:情报和新西兰正在立法;包括乌拉圭和芬兰在内的8个国家已将“净零”写入政策文件;与此同时,欧盟和德国等五个欧洲国家和地区的“净零”目标已经处于讨论阶段。

毫无疑问,“零净值”已成为应对气候危机的简单解决方案,但“实现”净零并非易事。

01

我们需要解决什么来实现“净零”?

能源消耗产生的碳排放首当其冲。电力始终是碳排放的最大来源。根据《BP 世界能源统计年鉴》,2017年,全球一次能源消耗的40%用于发电;全球能源消耗产生的三分之一以上的碳排放来自电力行业。特别是在火电领域。

除了电力行业产生的高碳排放外,我们担心尽管近年来可再生能源显着增长以及促进发电清洁和低碳化的政策,但发电结构几乎没有取得突破。过去20年。

《2018 BP 世界能源统计年鉴》

除能源生产外,能源效率也不容忽视。以上海为例。虽然上海的发电效率已达到41%以上(比国家水平高5个百分点),但由于从生产到最终用户的能源的多层梯度传输,其能源处理转换,分配和终端使用。能量损失高达总能耗的60%。

如果要实现“巴黎协定”的目标,能源消费结构的转变和能源加工转换效率的提高是全球亟待解决的问题。

基于这些问题,对于包括中国在内的许多发展中国家来说,加入这次“零净”全球竞争需要时间和慎重考虑。

在中国政府的公开发布《能源生产和消费革命战略》中,明确指出中国的二氧化碳排放量在2030年左右达到顶峰,并尽力达到峰值;能源结构调整取得重大进展,非化石能源占15%。 2018年,这一比例已达到14.3%。我相信,在不久的将来,政府将设定更高的目标,实现长期的可持续发展。

国际社会正在积极关注中国未来的能源转型。根据国际能源署2017年发布的《世界能源展望:中国特别报告》,中国强大的执行力和强有力的政策支持可再生能源成本的持续降低,太阳能光伏发电将成为中国最经济的发电方式。

《2017世界能源展望:中国特别报告》,国际能源署

02

建筑能否引领“净零”?

建筑和建筑占全球能源消耗的36%,这就是为什么它是开发绿色建筑以减少排放和寻求各行各业可持续发展的重要一步。面对气候危机和政府主导的能源转换行动,绿色建筑领域的先驱者也可以起带头作用。

为此,世界绿色建筑委员会提出了两个长期目标:

目标1:2030

到2030年,全球所有新建筑都需要实现“净零”能耗

目标2:2050年

到2050年,全球所有建筑物,包括新建筑和现有建筑,将实现“净零”能耗

这是一个雄心勃勃的目标,并没有许多行业从业者的捷径,但建筑行业仍然很可能领导“净零”。如果天然气,核能和可再生能源可以激发未来的低碳能源大梁,这是宏观政策和趋势,那么分布式能源也可能是将建筑物建设为高能量个体并实现净零目标的可能性之一。

什么是分配能量?

分布式能源(DERs)是一种建立在用户侧的能源供应系统。它可以独立运行或在电网上运行。它是一个最大化资源和环境效益并确定容量和容量的系统。能源需求和资源分配状况得到系统优化,采用需求响应设计和模块化配置的新能源系统是集中式能源供应的分散式能源供应方式。

以下文章部分翻译自USGBC +

“分布式能源的崛起:对公用事业,企业家和绿色基础设施意味着什么”

虽然目前行业中分布式能源的定义仍存在争议,但我们仍然可以定义一些与DERs概念密切相关的系统和设施,例如:

常见的DERs系统和设施:

屋顶太阳能

这是家庭用户最常用的分布式发电系统。通过将屋顶太阳能产生的电力传输到电网,用户可以获得补贴或减少费用。

电动车

虽然电动汽车的兴起可能会大大提高电网的供电需求,但有些人认为电动汽车也有望成为分布式能源。通过在下午和夜间吸收电网的过剩电力(对家庭用电的需求相对较低),电动汽车可以帮助平衡高峰期和低谷期的电力需求。

微电网

这种局部化的小电网可以与集中供电系统分离,以实现自主运行,并有助于增强电网的恢复能力。

社区太阳能

这些由参与者共享电力的大型太阳能发电厂是另一种形式的分布式发电。

电池存储

业内人士认为,真正的DER需要包括电池能量存储,这可以在电网电源中断时提供能量。

智能家居技术

虽然洗衣机和洗碗机等“智能”设备本身无法发电或储存能量,但有些人认为,如果他们可以根据供电要求选择工作时间,则应将其视为DER。例如,智能干衣机可以避免在高峰时段的夜间自动操作。

作为一种新能源解决方案,DERs稳定,灵活,高效。最重要的是,它重新定义了人与能量之间的关系,因此每个人不仅是能源的使用者,而且还是能源的生产者和管理者。

随着太阳能电池板成本的急剧下降,智能家电和电动汽车的日益普及,以及越来越多的用户开始使用备用电池系统这一事实,他们能够控制电网供电的方式和时间。 DERs已成为人们关注的焦点。

DERs的环境友好性和可持续性是其受到高度重视的原因之一。以上面提到的屋顶太阳能为例。屋顶太阳能电池板产生的每千瓦时功率是在不燃烧化石燃料的情况下产生的能量。因此,该过程不会导致大气中碳排放的增加。与此同时,能源使用技术和方法的这种变化也带来了电力公司,消费者和绿色建筑的影响。

分布式能源,机遇和挑战并存

尽管有明显的优势,但分布式发电的争议仍然存在。特别是对于电力公司而言,当全天自供电的用户突然在晚上开始使用电网供电时,判断和响应峰值需求(或谷值时间)将变得更加困难。

用电时差

片断数量(阳光照射程度),电费结构以及税收减免和优惠政策之间的差异也使问题复杂化。目前,电力行业对分布式能源的看法并不统一。只有3%的电力公司认为DER是“威胁”,不到一半认为它意味着“机会”,超过一半(56%)认为它“既是威胁又是机遇”,很明显,DERs'未来的前景仍然充实。肯定。

DERs《筹划分布式能源未来》,West Monroe Partners,2018

关于电力公司,美国公共电力协会(APPA)的政策研究和分析负责人表示,电力公司只希望其收入抵消成本,而不是为了限制可再生能源或分布式发电的发展。他特别指出:“我们的许多成员单位正在开发自己的可再生能源和分布式发电系统。”

“在获得用户的许可后,电力公司将在他们的屋顶上租用和安装太阳能电池板,这样,电力公司不仅可以掌握电池板的安装位置,还可以控制屋顶太阳能发电系统。输送到电网的电量。“

租一个屋顶安装太阳能电池板

分布式能源,消费者的“经济账户”

从消费者的角度来看,影响也很简单。至少对于使用“净计量”关税政策的本地用户(具有可再生能源发电设施的消费者可以基于输送到电网的电量来接收用于减少的电费),每千瓦时电力可以产生电力。在短短几年内节省资金并获得100%的投资回报。

但部署在客户端的电池系统仍然很昂贵,而对于家庭和商业物业经理来说,太阳能电池板和节能电器的投资回报并不明显。此外,分布式发电对电力公司的影响,客户端存储的高成本以及电动汽车的崛起可能引起的电力需求激增,使得DERs生态系统仍在摸索中。但许多观察家预计,在不久的将来,将在用户端直接进行更多的能源和能源存储。

当然,这里仍有许多问题需要解决。目前,它仍然充满了可变成本和政策考虑因素。家用储能电池制造商,智能家电和电动汽车制造商的推广策略都将成为影响消费者选择采用DER的主要因素。消费者储能设施的价格也是一个不确定因素。

一家生产家用储能电池的公司指出:“用户可能获得的非物质回报高于实际投资回报率。”他们发现,该公司产品的主要购买力大致分为两类,一类是“可再生能源追随者,另一类是”问题解决者“(希望能够解决发电和储能问题)停电或灾难)。

他们希望未来用户的储能成本将逐渐下降,并且家庭的可持续特性将对消费者更具吸引力。 “我们致力于环境责任和建造更多的太阳能住宅,但也有成本问题。我认为消费者可能更关心家庭的可持续性。不过,我仍然认为这是正确的。方向,我们的努力将产生破坏性影响,我充满信心。“

分布式能源对绿色建筑的长期影响

在国外,一些开发商对消费者的作用充满信心,他们认为消费者对可持续发展的投入将促进分布式储能的发展,成为绿色建筑的重要特征。

目前,佛罗里达州的一家公司计划为所有148个LEED白金认证住宅和700套公寓配备太阳能电池板和家用储能电池,所有这些都将超过容量消耗的“净零+”建筑。

“净零+”大楼将打破我们对家庭能源管理的思考方式

一家商业和技术咨询公司对DER进行了更全面的研究,他说:“展望未来15年,太阳能技术将覆盖建筑物的表面并直接为建筑用户提供动力。建筑物屋顶可以覆盖太阳能瓷砖,屋顶或小型风力涡轮机可以安装在地面上,太阳能电池板可以用作停车场的遮阳篷,地热发电等。建筑物可以集成燃料电池,节能技术和负载管理技术与自己的操作。储能设施,建筑租户也可以掌握用电期,或通过向电网输送电力来获得电费减免(如果该地区使用“净计量”电价),这类建筑基本上是自给自足的。我认为这是绿色建筑技术的未来,而这个未来离我们不远。“

分布式能源具有更好的能源可持续性,更低的碳排放和更多的成本节约。在实现建筑“净零”目标的道路上,我们期望分布式能源发挥更大的作用。

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