协调能量转换:调到建筑物中
向清洁能源的过渡就像是整个世界都在参与一场交响乐。每个玩家都有一个关键的角色,时间是必不可少的,所有的部分必须巧妙地走到一起,以执行这一杰作。
但这并不是编曲中毫无意义的练习。政府间气候变化专门委员会(IPCC)已经宣布,这种转变必须在联合国气候变化框架内进行未来10年将全球变暖控制在1.5摄氏度以内,避免全球气候灾难。许多行业都将发挥作用,包括不断发展的建筑行业,特别是不断增长的能源服务公司(ESCO)行业。
调优的建筑物
建筑行业排放的二氧化碳占全球能源相关排放的39%。洛基山研究所的评估认为,对建筑行业来说,在能源转型中发挥作用意味着到2030年全球建筑排放减少50%,到2050年实现建筑零碳排放。
这将需要巨大的努力。除了为新建筑设置激进的净零能耗或接近净零能耗的能源法规标准外,协调工作的另一个同样重要的组成部分是对我们现有的全球建筑存量进行改造的必要性。考虑到2030年超过80%的建筑将会存在,这种需求是显而易见的已经建成并存在于今天。
在这个项目中,建筑能效改造究竟能产生多大的影响?
以目前全球能效改造的速度来看,大约是每年1%的建筑假设每一次建筑改造平均减少30%的能源,那就相当于到2030年减少3%的建筑排放,到2050年减少9%。
这与我们之前所提出的减排目标相去甚远。此外,在不大幅增加发电能力和相关排放的情况下,为了适应预计上路的电动汽车的基线采用,我们需要将目前全球建筑物的能效改造率从每年约1%提高到1%每年超过5%。
把交响乐做进一步的类比,ESCOs就像一群“音响工程师”,他们在为建筑节能改造提供服务和资金支持的同时,也在不断地改善这一大规模生产的音响效果。
虽然有许多能效改造的融资和实施模式,但ESCOs和使用有保障的节能服务绩效合同(ESPC)是改造领域的主导力量。在美国,ESCO产生了业绩承包服务2014年,该行业收入的75%,即37亿美元。他们在能源效率行业的全球市场份额可能会更高。
但是你听过老唱片的音质吗?正如声音工程是一门不断改进和发展的手艺一样,ESCOs也必须更新和扩展其业务模型,以满足未来挑战的需求。
一般而言,ESCOs和该行业应该扩展其业务模式,将中小型商业建筑(SMCB)部门包括在内,这是能效改造的最大市场机会。此外,结合建筑到电网的互动和需求管理的进步,将从能源改造中释放出更大的价值,使之能够扩展到新的领域,如SMCB市场。
电力部门仪表与清洁能源发电
透过使用可再生能源绿化发电部门与透过能源效益改善楼宇之间的相互作用,必须同时进行。
可再生能源在发电中的比例必须达到约50%到2030年,50%的温室气体排放量将与1.5摄氏度的目标持平。它也将有必要加快改造的速度到每年5%。如果操作正确,这些变化将使我们能够在建筑领域实现我们的目标。
具有负载灵活性的动态系统
如果电网的基础设施是音乐的工作人员,那么没有音乐的动力,我们的交响乐就会失败。能源转型要求电力系统以电网负载灵活性的形式保持活力。
这是必须的,因为风能和太阳能都是间歇性的发电来源,而随着这两种能源在电网上的更大部署,能源供求的巧合变得更具挑战性。这些可再生能源的变化特性要求我们有能力动态地调整能源需求,以便实时地平衡电网上的负载。
因此,为了满足全球高达50%的可再生能源对能源基础设施的需求,我们的建筑不仅要更加节能,而且要具有电网互动性和灵活性。通过利用更多的现场发电、电能和热能储存,以及智能的、可预测的移动、脱落和调节建筑负荷的控制,建筑可以实现更大的负荷灵活性,并帮助提供支持能源转换所需的电网服务。
通过这种方式,未来的建筑将不再像过去那样只是电网上消耗能源的端点,它们将成为电网上的资产,为响应动态电网和市场信号提供负载灵活性服务。
渐强导致决议
全球能效改造市场将继续经历巨大的扩张,这一点可以从全球能效改造市场的变化中得到证明全球ESCO市场的年增长率。2017年,整体市场增长了8%,达到286亿美元,其中中国的ESCO市场以11%的增长速度领跑世界,2017年增长近170亿美元。
但这种持续的增长速度是否足以满足需求?到2040年,每年的能源效率投资需要增长四倍。据估计,迄今为止,ESCO产业仅获得全球能效改造投资潜力的4%左右。
为了充分适应不断变化的电力行业,并抓住能效改造被压抑的巨大价值,ESCOs和改造市场需要加快能效改造的步伐,扩大电气化建设,并采用先进的技术网格互动节能建筑技术。
通过将建筑电气化与先进的控制、预测建模和分析相结合,使负荷灵活性和电网交互措施成为可能,由此产生的项目可以节省更多的能源成本,提高电网对干扰或中断的适应能力,并减少温室气体排放。建筑能源需求的负荷灵活性可以通过现场发电和储能(包括电池储能或热能储能)以及建筑级负荷灵活性来优化,以响应电网信号。建筑层面的灵活性包括建筑的恒温控制,以响应网格信号,以及需求限制和分期设备,并使用先进的照明控制。
在政策方面,在地方一级复制领先的建筑能效政策举措,不仅将为建筑业主带来可靠的回报并创造就业机会,而且还可以在战略上进行设计,以实现关键的排放目标。
在华盛顿特区建立的建筑能源性能标准清洁能源综合服务(PDF)法律,气候动员法案在纽约市-包括更环保大建设计划和本地法例97 (PDF)特别是-是可在世界各地其他司法管辖区加以改编和应用的主要例子。
联邦立法和税收激励等补贴也可用于促进改造市场和ESCO行业的更大增长和扩张。评估清洁能源的住宅及商用物业等财政机制(速度)可以利用这些项目,鼓励市政、学校、大学和医院(MUSH)及工业市场以外的地方进行改造,并将其纳入与SMCB行业相关的更大的整体机会。政府采购政策如有需要,应加以修订,以使公用事业楼宇得到改善。
最后,是谁在指挥这首伟大的交响乐?与交响乐大厅不同的是,全球能量转换不能依靠一个指挥家来带领我们通过每一段到达最终的解决方案。在全球清洁能源交响乐中,也许指挥者是我们的集体良知,它必须有远见和决心,适应机会、风险和我们的道德义务。在这种情况下,对音色充耳不闻不仅会导致一个重大的失败,而且会导致一场全球性的、史无前例的灾难。