能效提升与电动汽车:建筑行业如何为全球电动汽车发展革命做好准备.pdf
落 基 山 研 究 所 能效提升 与电动汽车 建筑行业如何为全球电动汽车发展革命做好准备 作者:AMY EGERTER、GREG HOPKINS、JAMIE MANDEL与HARRY VERHAAR作者与鸣谢 作者 Amy Egerter Greg Hopkins Jamie Mandel Harry Verhaar 昕诺飞 *作者按首字母顺序列出。除特别注明,所有作者均来 自落基山研究所。 联系方式 Jamie Mandel jmandelrmi Amy Egerter aegerterrmi 引用建议 Amy Egerter Greg Hopkins Jamie Mandel Harry Verhaar 能效提升技术与电动汽车:建筑行 业如何为全球电动汽车发展革命做好准备,落基山研 究所,rmi/energy_efficiency_and_electric _vehicles 编辑/创意设计 总编:Cindie Baker 编辑:David Labrador 创意总监:Romy Purshouse 设计:Luke Weisman 除特别注明,本报告中所有图片均来自iStock 鸣谢 特别感谢下列专家同行为撰写本报告提供的宝贵建议 与指导。 关于我们 关于落基山研究所(Rocky Mountain Institute) 落基山研究所(Rocky Mountain Institute, RMI)是一家于1982年创立的专业、独立、以市场为导向的智库,现任 首席科学家卢安武是联合创始人。我们与政府、企业、科研机构、社区及创业者协作,推动全球能源变革,以创造 清洁、安全、繁荣的低碳未来。落基山研究所致力于借助经济可行的市场化手段,加速能效提升,推动可再生能源 取代化石燃料的能源结构转变,项目覆盖美国、中国、印度、撒哈拉以南非洲地区以及加勒比岛国等国家和地区。 目前,落基山研究所在美国科罗拉多州巴索尔特和博尔德、纽约市、华盛顿特区及中国北京设有办事处。 关于昕诺飞(Signify) 昕诺飞(阿姆斯特丹欧洲证券交易所代码:LIGHT)是全球照明领导企业,业务涵盖专业照明,消费照明,以及物 联网照明。我们借助飞利浦品牌的照明产品,Interact智能互联照明系统和数据服务,来传递商业价值,改善家居 生活、美化建筑和公共景观。在2017年,昕诺飞年销售额达70亿欧元,在全球70多个国家和地区拥有大约30,000 名员工。我们致力于开启照明的非凡潜力,创造“闪亮生活,美好世界”。更多信息,可登录: signify/news Nuria Aznar 联合国气候变化框架公约 Bill Bien卞伟廉,昕诺飞 Helen Clarkson 气候组织 Henning Ellermann 德国企业能效倡议 Garrett Fitzgerald 落基山研究所 Miriam Medel-Garcia 联合国气候变化框架公约 Brian Motherway 国际能源署 Clay Nesler 美国江森自控有限公司 Sarbojit Pal 清洁能源部长级会议 Mike Pierce 气候组织 Tim Pryce C40 城市 Sandra Roling 气候组织 Alexander Saier 联合国气候变化框架公约 Kelly Vaughn 落基山研究所 Caroline Watson C40 城市 Christian Zinglersen 清洁能源部长级会议 Roland Hunzinker 世界企业永续发展委员会落 基 山 研 究 所目 录 摘要 .06 01 全球背景介绍 .08 建筑行业展望 .09 电动汽车展望 .10 02 为什么建筑能效提升可为电动汽车的发展提供空间 .14 经济效益 .15 电力负荷平衡效益.16 量化建筑能效改造率 .18 03 将理论分析付诸实践 .20 核心政策建议 .21 . 21 促成电动汽车革命的政策建议 . 23 04 结论 . 26 05 附录:研究方法. 28 数据收集 .29 数据分析 .30 尾注 . 32 加速建筑节能布局的政策建议能效提升与电动汽车 | 7落 基 山 研 究 所 摘要 EX 在全球范围内,电动汽车(EV)的发展为应对气候 变化做出了巨大贡献,但由此产生的对用电需求量的 持续攀升也应被政策制定者纳入考虑范围。本报告表 明,加速推动能效技术在建筑物中的应用,是实现气 候良性转变的最具经济性的途径。 使用成本效益高且适应市场的建筑能效提升技术,可 将全球建筑能效改造率由每年1%左右提升至5%以上, 可以实现至少30%的节能,节省的能源还可在不提升 现有发电总量的前提下,满足到2040年至少5.5亿辆 电动汽车的用电需求。该举措将帮助实现巴黎气候协 定设立的2摄氏度阈值的气候目标。 能效提升不仅能够以最低成本供给能源,还能帮助 提高当地经济发展水平、负荷平衡能力、提升建筑 物质量、生产力和公共卫生在内的一系列潜在效益。 想要获得上述效益,需要逐步对当前政策进行调整, 主要是通过把握建筑改造的特定时间点,将能效提 升、电动汽车智能充电技术和用电需求灵活性的设 计统一整合到改造中,这样可以减少改造成本,并 进一步推动可再生能源在各领域的应用。 摘要全球背景介绍 01 全球背景介绍 预计到2040年, 全球建筑物的电力需求 将增长69% 在全球范围内,预计到2040年各领域的用电量将增加 三分之二以上。随着全球人口和国内生产总值(GDP) 的不断增长,包含住宅,商业地产和公共建筑在内的建 筑物将消耗一半以上的新增用电量。与此同时,电动汽 车的普及也需要更多的发电量。面对电动汽车的迅猛发 展以及建筑用电量的持续攀升,人们不禁要问:这些电 力从哪里来?与此同时,它们对全球气候会产生何种影 响? 考虑到这一点,我们开始探索以下问题: 全球的电动汽车将会需要多少用电量,这将对电力基 础设施产生什么影响? 考虑到与新的电力基础设施相关的能效经济性,现有 建筑物能否通过增加能效改造而减少用能,以抵消电 动汽车用电量的预计需求? 为实现巴黎气候协定设立的2摄氏度阈值的气候目标, 建筑的能效改造率需要提升多少? 国家或地方政府可采取哪些措施来提升建筑的能效改 造率,以此满足电动汽车的电力需求并实现气候目标? 3 建筑行业展望 国际能源署(IEA)预测,至2040年全球建筑用电需 求将增长69。如果不加管控,为满足不断上涨的用 电需求,仅在美国,电力基础设施的投资就将在2040 年达到2.5万亿美元(虽然当前趋势表明,超负荷的电 力增长或许不会成为现实,但与其相关的基建费用却 早已在计划之中)。 2 根据国际能源署(IEA)的分析,即使不将电动汽车 发展所需的额外用电量计算在内,截至2040年,建 筑的用电需求相比照常情景也应减少12%以上,才能 实现全球温升不超过2摄氏度的气候目标。这意味着到 2040年,建筑总用电量需要减少近2,300太瓦时,相 当于6.84亿户家庭的用电量总和。但是,当前建筑行 业的节能趋势不足以实现这一目标,如表1中的全球建 筑电力需求照常情景曲线图(下一页)显示,该曲线 图已经将目前每年1%的建筑能效改造率和全球范围内 已有和即将出台的建筑能源相关政策考虑在内。 1 能效提升与电动汽车 | 9落 基 山 研 究 所全球背景介绍 表1:全球建筑用电量对比:保持现有1%能效改造率 vs 实现2摄氏度阈值气候目标 TWh / year Source: International Energy Agency (IEA), Energy Technology Perspectives 2017 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 Buildings BAU Buildings 2C Target BAU Retrofit Rate: 1.0% 12% 国际能源署(IEA)表示,虽然部分国家针对建筑开发 的节能政策已取得突破性进展,但全球仍有近三分之二 的国家没有任何强制性的建筑能效规范。建筑领域若想 实现2摄氏度阈值的气候目标,每年的能效改造率需要 提升至3.2。这意味着国家必须加速推进能效提升技 术的研发,同时采取强制性和更为严格的建筑节能政策。 电动汽车展望 在过去一年里,电动汽车的发展势头正劲,加拿大、中 国、法国和日本等国家纷纷承诺将继续增加电动汽车保 有量。与此同时,大众、沃尔沃和福特等汽车公司也设 定了在未来五到十年内,大幅提高电动汽车产量的市场 目标。此外,一些城市也正在加速制定更加积极的新能 源政策,例如巴黎和墨西哥城宣布到2025年全面禁止使 用柴油发动机;奥斯陆和奥斯汀则要求到2020年在市区 内全部或部分实现市政车辆电动化。芬兰银行曾指出, 如果其他国家不能及时适应这一技术性的革新转变,可 能会对欧盟经济造成消极的连锁反应。 由于电力供给正在向可再生能源靠拢,数量不断增长的 电动汽车无疑对环境而言十分有利。然而,这要求我们 事先进行周密的规划和安排,尽可能少地提升电网的总 体发电量。此外,由于绝大多数的电动汽车都在家中或 工作场所进行充电,电动汽车使用率的增长也会带动建 筑用电量的激增。 我们设想了2040年电动汽车普及后的一系列情景,来 衡量广泛使用电动汽车后可能对电网产生的潜在影响。 通过上述分析可以得出,预计至2040年,电动汽车 将占年度汽车销量的55(仅2040年电动汽车销量 就达5000万辆),占全球道路汽车总量的33(电 动汽车总数将达到5.5亿辆)。这也印证了彭博新能 源财经(BNEF)发布的2018年电动汽车展望。该报 告从公共目标、潜在消费人群和销售趋势等维度对电 动汽车的发展进行了分析。该预测可被视为在现有趋 势下电动汽车发展的真实呈现。 为确定电动汽车使用量的上限,落基山研究所设定了 电动汽车的极端发展情景,来体现电动汽车数量激增 对电力需求产生的影响。在极端情景下,电动汽车的 使用率将高得多,到2040年占年度汽车销量的90 (仅2040年销售的电动汽车数量就达6300万辆), 占全球道路汽车总量的43(电动汽车总量达到8.3 亿辆)。而这种极端情景是落基山研究所基于内部调 研,考虑到对电动汽车的长期补贴、电力成本的下降 以及电力基础设施不断扩建,所做出的对电动汽车行 业发展最为激进的预测。 预计到2040年,电动 汽车将占全年汽车 销量的55。 10 4 5 6 7 8 能效提升与电动汽车 | 11落 基 山 研 究 所全球背景介绍 表2:全球电动汽车的需求量:保守情况VS极端情况 TWh / year Source: Bloomberg New Energy Finance, Electric Vehicle Outlook 2017; and Rocky Mountain Institute projections 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 55% of total car sales 33% of cars on the road 17% CAGR +11% to BAU building electricity 90% of total car sales 43% of car s on the road 19% CA GR +16% to BAU building electricity EV Aggressive Case EV Base Case 2040 Scenarios 相关预测表明,由于电动汽车数量的增加,预计2040 年建筑电力负荷将增加11-16。尽管这些数字看上 去不大,但当电动汽车总量达到8.3亿辆时,每年的用 电量约为3,000 太瓦时,已超过2013年整个欧盟的用 电总量。 尽管电动汽车的数量将持续增加,但我们仍应将电动汽 车的发展视为加强和改善世界各国电网运行效率的好机 会。世界自然基金会(WWF)公布的一份报告表明,如 果合理采用智能充电和车辆到电网(V2G)技术,英国 到2030年不仅可以完全淘汰内燃机,还能为整个国家的 电网提供显著价值。 9 10 12 能效提升与电动汽车 | 13落 基 山 研 究 所02 为何建筑能效提升能为 电动汽车提供发展空间 能效提升是成本最低的 电力供给资源 为何建筑能效提升能为 电动汽车提供发展空间 建筑能效提升为驱动电动汽车革命提供了最具经济性的 发展机会。与建造全新的电网基建(无论是传统化石能 源还是可再生能源)相比,建筑能效提升是满足未来能 源需求成本最低的一种选择。目前,全球每年建筑能效 改造率约为1%。我们相信,将现有的经济性高且广泛 应用的能效技术与相关扶持政策和新兴的商业及融资模 式有机结合,这一比率可以显著提高。此外,这些完成 能效改造的建筑物也可安装电动汽车智能充电装置,来 确保未来电网的稳定运行和可再生能源的有效利用。 经济效益 提高建筑能效改造率的经济意义在于,建筑行业已拥有 很多短期投资回报率非常高的成熟能效提升技术。同时, 相较于重建一套新的电网基础设施,对现有建筑进行能 效改造更利于推动本地经济发展。落基山研究所重塑 能源报告的分析表明,美国建筑行业通过使用现有和 新兴技术(2010 - 2011年后出现的技术),未来几十 年的能源使用量可以减少38,这仅需投资5000亿美 元用于建筑能效改造,就可获得1.9万亿美元的收益, 平均每年的投资回报率高达24。此外,很多技术(例 如LED照明,变频调速,低辐射玻璃涂层,智能建筑控 制系统,逆向调试等)甚至不需要调整建筑物的内部结 构 。 与前文提及的预计耗资2.5万亿美元新建美国电网基础 设施相比,使用成熟的技术对现有建筑进行能效改造 仅需花费5000亿美元,同时,能效改造还可持续为当 地创造就业机会。2013年发布的Ecofys报告显示,投 资建筑相关的能效措施,每节省1太瓦时电力可创造380 个工作岗位,若投资火电厂,每生产1太瓦时的电力仅 能创造110个工作岗位。建筑能效改造,对当地就业有 着直接(例如材料生产和大楼施工)和间接(例如提 高居民可支配收入)影响。对住宅和商业建筑能效改 造的投资能够让当地直接获取能源节省带来的成本节 约和回报。但是,如果将资金投放在在电厂建设中, 回报则会浪费到其他地方,当地社区的直接收益将会 减少。美国能源效率经济委员会(ACEEE)指出,自 1990年以来,美国在建筑能效改造领域的总投资帮助 避免了新建313个大型发电厂的投资,并为全美消费者 带来了7,900亿美元的累积收入。 此外,来自拉扎德公司(Lazard)和美国能源效率经 济委员会(ACEEE)的最新数据也证实,能效提升是 成本最低的电力供给资源,每千瓦时电力仅需2-5美分, 采用能效提升的方式比化石燃料替代品价格还要低一半 甚至2/3。随着时间的推移,使用可再生能源可显著提 升电网的清洁程度,但就目前而言,节能领域的投资具 有更多的经济意义,应该继续扩大对该领域的投资,将 其发展成为稳定、可靠的电力供给途径。 11 12 13 14 能效提升与电动汽车 | 15落 基 山 研 究 所为何建筑能效提升能为电动汽车提供发展空间 表3:电力资源的平准化成本 22.0 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0 Range of Levelized Costs (cents per kWh) Wind Coal Coal IGCC Nuclear Natural Gas Combined Cycle Utility-Scale Solar PV Community Solar PV Energy Efficiency* Source: Annie Gilleo, “New Data, Same ResultsSaving Energy is Still Cheaper than Making Energy,” ACEEE, December 1, 2017, aceee/blog/2017/12/new-data-same-resultssaving-energy * NotesEnergy efficiency program portfolio data from Molina 2014.All other data from Lazard 2017.High-end range of coal includes90% carbon capture and compression. 如果建筑能效改造的投资案例还不足以令人信服,那不 妨看看建筑能效提升对非能源领域的影响。例如提高企 业生产率、改善热舒适环境、提升室内空气质量、减少 员工病假以及增加能源供给的韧性和安全性(即降低能 源供应突然中断的可能性,以及改善国家对能源进口的 依赖性)。 电力负荷平衡效益 建筑能效改造可有效降低电网的整体负荷,并且使用电 需求变得更加灵活(电网可与建筑控制系统、智能LED 照明和各类智能设备进行交互的情况下),以此保障电 网的稳定运行。随着电动汽车智能充电装置的加速布局, 电动汽车将成为全新形式的分布式能源,帮助平衡用电 负荷,进一步提升可再生能源发电的利用率。 电动汽车和其它与电网连接的能效投资都可作为可响应 的负荷,根据不同的电网需求与信号进行调节。包括: 电网使用:当电网用电负荷较低且电费低时进行充电。 可再生能源:当发电量过多时,可再生能源生产的清 洁电力可被电动汽车储存,减少对可再生能源的浪费。 建筑用电:对建筑物而言,电动汽车可以根据大楼整 体用电情况相应调整充电量,合理控制整体电力需求。 15 有效利用配备需求灵活性技术的智能电动车充电装置, 能够实现电网更平衡稳定的运行,同时有效限制峰值负 荷的蹿升。电动汽车智能充电装置可根据当前电力使用 情况,选择最恰当的时机进行充电,甚至可以实现与电 网之间的双向充电即在电网负荷较低时进行充电, 而在电网负荷较高时向电网释放电力,此类新技术已经 在欧洲进入研发和测试环节。无论是定时充电还是双向 充电技术,当它与能效技术和能源管理系统协同使用时, 各终端设备可实现信息互通,进一步降低电网用电负 荷的峰值。 表4举例说明了加利福尼亚州大力推广诸如LED灯具改 造、设备升级和逆向调试等投资周期短、效果出众的能 效改造方案。这些措施不到4年就实现了投资回收,全 州每小时的用电量减少约7。配合可合理控制充电时 间的电动汽车智能充电装置,可降低夜间用电负荷的峰 值,而降低的负荷可完全抵消电动汽车的用电需求。 16 表4:电动汽车智能充电和建筑节能用电负荷峰值模拟 60,000 45,000 30,000 15,000 Load (MW) Time of Day 白天增加可再生能源和 低成本电力的使用。 Source: CAISO projections and CA EV projections; Energy analysis of LED lighting, appliance replacements, and retrocommissioning across 50% of the existing building stock in CA at an average hourly savings of 7%; assumes 50% of non-EV load is from existingbuildings Non-EV Demand EV Demand Smart EV Demand Smart EV Demand + 降低用电负荷的峰值, 有助于减少电网的运载负担, 同时降低对额外用 电负荷的需求 12 a.m. 4 a.m. 8 a.m. 12 p.m. 4 p.m. 8 p.m. Building Energy Efficiency 16 能效提升与电动汽车 | 17落 基 山 研 究 所为何建筑能效提升能为电动汽车提供发展空间 落基山研究所另外一份报告更详细地阐释了需求灵活性 技术和资源不仅能够降低用电负荷峰值,还可以实现电 网对可再生能源的高效利用。国际能源署预计,到2040 年,全球37的电量将来自可再生能源(若要实现2摄 氏度阈值的气候目标,该数字将为59)。但是,倘若 不采用需求灵活性技术,可再生能源发电无法完美匹配 用电负荷,这将限制可再生能源发电的发展,也变相提 升了电价,在这种情况下,想达到甚至是超越预期的可 再生能源发电比例非常困难。电动汽车智能充电装置是 该战略的重要组成部分,此外,新一代自动化建筑通信 与控制技术(包括可整体控制空调、干燥机定时器,热 水器和储能电池的智能恒温器)也可提高用电需求的灵 活性。 在推动建筑提升能效的政策指引下,在全球范围内推行 这些政策,不仅可以降低对额外发电量的需求,还可以 推动可再生能源的发展,来实现2摄氏度阈值的气候目 标。将电动汽车与能效提升技术共同规划,是目前降低 用电负荷、实现气候目标成本最低的方式。 量化建筑能效改造率 从理论上来看,通过建筑能效改造来限制用电负荷的快 速增长是可行的,但在实际执行过程中仍有一些问题待 解决: 除了负担电动汽车发展所需的额外用电量外,建筑能 效改造率达到多少才可实现建筑行业2摄氏度阈值的 气候目标? 出台哪些政策可以加速建筑能效改造的进程,为公众 创造更好的经济环境和生活品质? 我们根据电动汽车的市场占有率和建筑用电需求趋势预 测,统计了若干种情景,来计算建筑能效改造率需要达 到什么水准,才无需建造额外的电力基础设施(即以建 筑节能的方式抵消建筑与电动汽车在2018年至2040年 之间增长的用电需求)。但以上对建筑能效改造率的分 析,并没有将电网发电量变化所造成的碳排放变化纳入 考虑范畴,而是把重点放在减少因电力需求增加而导致 的过度铺设电网基建上。其他详细信息可参考附录。 基于上述分析,我们初步判定对建筑进行能效改造,每 栋建筑的用电量可减少30左右。落基山研究所之前的 项目案例显示,当建筑物使用相对成熟的能效技术时, 前期的投入成本并不高,并且多数建筑在改造完成后可 实现30%的节能目标。这种针对建筑整体设计的能效改 造方案,可通过多种方式实现,包括大楼外墙改造、更 换加热和冷却系统、升级设备和照明以及整合智能控制 或能源管理系统。根据大楼的整体情况,部分建筑可以 节省30以上的用电量,而有些则会更接近或略低于30。 该分析结果表明,全球平均建筑能效改造率需要提升至 当前的3到6倍,才足以抵消到2040年预测的新增用电 负荷,从而放缓全球变暖的脚步。至2040年,建筑行业如要完成2摄氏度阈值的气候目 标,需将现有的建筑能效改造率提升3倍左右(未包 含电动汽车的用电需求)。届时,全球43%的建筑需 要完成能效改造。 17 18 将现有的建筑能效改造率提升5倍,才能在实现2摄氏 度阈值的气候目标的同时,抵消电动汽车的用电需求。 届时,全球80%的建筑需要完成能效改造。 至2040年,如果电动汽车行业以最极端的情况发展, 则能效改造率需要提高6倍左右才能实现气候目标, 全球98%的建筑需要完成能效改造。(这意味着几乎 全球所有建筑都需要完成改造,才能减少30的电力 需求,并且实现2040年2摄氏度阈值的气候目标)。 如果建筑能效改造的效果能得到进一步的提升(例如, 每幢建筑改造后可节省50的用电量),全球建筑的 改造费用只需增加2到4倍(而非3到6倍),同样可以 实现2040年的气候目标,且不需要开展浩大的电力基 础设施扩建工程。根据目前全球每户平均用电量,到 2040年,通过建筑能效改造和相关节能政策所节省的 电量,将相当于6.84亿至16亿户家庭每年的总用电量。 表5:通过建筑能效改造抵消电动汽车的用电需求并实现气候目标 TWh / year Retrofit Rate Per YearBuildings BAU + EV Aggressive CaseBuildings BAU + EV Base CaseBuildings BAUBuildings 2C Target each scenarios electricity demand gain (TWh) in 2040, based on the additional global built floor area assumed to achieve 30% site electricity savings. Share of Stock Retrofitted reflects the cumulative global built floor area undergoing incremental retrofits through 2040 in each scenario as a proportion of the 2040 global building stock. 3.2% 5.2% 6.1% 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 22,000 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 Note: Retrofit Rate Per Year reflects the estimated 1.0% BAU globai building retrofit rate plus calculated incremental retrofit rates needed to offset 18 能效提升与电动汽车 | 19落 基 山 研 究 所03 将理论分析付诸实践 我们可以更好地整合 节能政策,来实现 2摄氏度阈值的气候目标 将理论分析付诸实践 哪些因素可以加速推进建筑行业的能效改造?能效改造 率提升需要逐步调整与建筑能效提升技术和电动汽车智 能充电技术相关的政策方针。所以,政策制定者需要学 习如何有效处理新增用电负荷,并充分考虑经济性。通 过捕捉颇具经济性的建筑能效改造的全部价值,这些利 益相关方可以为电动汽车等新技术发展腾出空间,这些 新技术有潜力改变全球交通系统并减少碳排放,而且可 能产生净收益。发展具有颠覆性的革新技术,需要决策 者在观念上率先做出改变,将发展革新技术视作提升现 有建筑效能并提高人们生活品质的机遇,而非额外的财 政负担。 制定并加强建筑和移动出行相关的用电政策,是实现技 术突破最有效的方式之一。在全球范围内,约有68的 住宅和55的商业和公共建筑并没有被纳入强制性规范 和标准的范围。但在电动汽车行业迅猛发展的浪潮下, 政策制定者需要考虑它对区域用电需求的影响。此外, 他们还需要考量如何让建筑和移动出行协同工作,来提 高电网基建的稳定性。 通过整合建筑、电动汽车和可再生能源三方面的节能政 策,我们可以大幅降低电网基建的扩建成本,从而实现 2摄氏度阈值的气候目标。例如,在制定电动汽车充电 及分时计价的新政策和激励机制时,还应考虑如何将建 筑中各类设备和电器并网,最大化利用可再生能源。而 前文提到的需求灵活性技术,应被视为各级电网和政策 规划的核心部分,该技术的应用可大幅优化可再生能源 的电力供给。 核心政策建议 协同考虑建筑物和电动汽车政策来降低与两者相关 的成本。电动汽车可成为建筑节能政策的核心驱动 力,而更重要的是,建筑的能效提升也是满足电动 汽车用电需求的最低成本选择(甚至可以完全负担 电动汽车所需的电力)。 此外,电动汽车和建筑能效提升措施能够通过对能 源供需两侧的实时响应,支持未来可再生能源高比 例并网的电网运行。 在移动出行、建筑和可再生能源领域的技术革新, 是整体节能政策框架中必不可少的一部分,它们在 区域范围内互相支持,最大限度地提高成本效益和 电网供电的灵活性。 加速建筑节能布局的政策建议 对于现有建筑物,建立并加强基准和信息透明政策, 力求做到建筑能效表现的信息公开。虽然这些政策 本身并不能实现节能,但它们在提高认识、推动需 求、促进建筑物业主之间的竞争等方面都起到了重 要作用,甚至还可为能源升级决策提供必要的数据 支持。 19 能效提升与电动汽车 | 21落 基 山 研 究 所将理论分析付诸实践 除了绩效信息,如果报告文件和评级工具还能为建筑 提供能效改进意见,建筑基准和信息透明政策的建立 和实施就显得极为有效了。 仅仅在美国几个州与地方实施了建筑基准与信息透 明政策,就令几大主要城市的商业和住宅建筑的能 耗降低了3-8。 20 欧盟的建筑能效指令(EPBD),设立了建筑能源评 级方案和相关的能效证书,在大多数欧盟成员国的 住宅、商业和公共建筑强制执行,使建筑能效表现 信息披露成为地产交易的一部分。 21 对于现有建筑物,可执行建筑能效表现条例,并随着 时间的推移逐步提高对建筑的节能要求。土地所有者 必须按照既定的时间轴来执行相关建筑节能政策(例 如,每两年为一个改造周期),若不想花费财力物力 进行改造,业主也可直接选择将该土地进行出售或租 赁。 在商业领域,纽约与其他城市已相继颁布了建筑节 能法案,要求面积超过25,000平方英尺的建筑必须 严格按照时间轴执行能效改造。 22 将建筑节能法案与当地公用事业挂钩,确保在能 效改造方案执行过程中,与奖励机制、历史能效 数据和相关培训项目有机结合。 针对私人住宅,该建筑必须满足租赁房产的最低能 效标准,该房屋所有人才可以获得租赁许可证。落 基山研究所近期的调研报告收录了几则成功的政策 制定案例,例如科罗拉多州博尔德市的SmartRegs 计划,可供其他城市参考。 23 24 对已经颁布租赁许可计划且房屋租赁比例十分高 的城市而言,出台租赁房屋的能效标准效果非常 好。 对于新建筑而言,建立强制性建筑节能规范或扩大其 覆盖范围(目前仅有自愿执行或仍待政策出台两种情 况),可有效解决建筑的围护结构、加热、冷却和通 风系统以及电动汽车的充电基建问题。 正如德国和英国等国家所实行的那样,贯彻以能效 表现和结果为导向的建筑能效规范制度,是系统解 决所有终端电力需求的最全面和一体化的方法。 有助于推动净零能耗建筑发展的建筑规范应成为非 经合组织国家关注的新重点,预计到2040年,全 球将有82%的新增建筑面积(总计1100亿平方米) 将来自这些国家。同时,新建筑实现净零能耗,将 大大减少未来建筑能效升级的需求。 25 随着时间的推移,经合组织国家将以逐步收紧建筑 能耗规范为工作重点。因为至2040年,经合组织 国家将拥有全球绝大部分的建筑存量。 通过应用最新的建筑能效规范(即2015 IECC和 ASHRAE 90.1-2016),美国26个已经实行建筑 能效规范的城市,可分别在私人住宅和商业建筑 中节省17和13%的能耗。 26 使用旧版或是尚未制定建筑能效规范的城市,私 人住宅和商业建筑可分别实现29和33%的节能 效果。 通过扩大建筑能效规范的适用范围来解决电动汽车 的充电和峰值负荷问题,这是一体化设计政策解决 方案的关键切入点。 欧盟的建筑能效指令