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如何满足未来数十年电动汽车暴增的用电需求? | 产业投资
2019-07-11 17:07
来源:中国战略新兴产业

 

  本文首发于2019年6月18日期

  《中国战略新兴产业》

  Amy Egerter、Greg Hopkins

  据预测,电动车的销量在2040年将达到全球汽车年销售总量的55%左右,并且上路行驶的汽车中将有1/3是电动车(共5.5亿辆)。在同一时间段内,全球建筑领域的用电需求据估计也将增长近70%。在两者的共同影响下,仅美国一个国家就需要投入大约2.5万亿美元资金来改善电力基础设施,满足这些用电需求。

  这样的数据引起了我们的思考,这部分电力从何而来?相比投入大量资金来兴建电网基础设施,我们还可以找到更好的替代解决方案,比如在建筑领域更快地应用能效提升技术是支持这部分电力需求的最经济、也最具效益的方式,同时也能够完成全球气候目标。

  加速推动能效技术的应用

  为什么是能效?因为能效的提升不仅意味着降低成本,还能为地方提供一系列其他效益,每节约1太瓦时(TWh)电力就能创造380个工作岗位(相比之下,燃煤电厂生产1太瓦时电力仅能提供110个工作岗位);用能成本的节约能够给地方消费者和企业带来直接的经济收益,从而促进经济发展、提高员工生产力、改善热舒适度和室内空气质量;此外,能效提升还能提高能源弹性、能源安全和电网稳定性。

  然而,目前全球的建筑平均改造率仍然很低,据估计每年仅有1%的建筑进行节能改造。如果在现存的、普遍可行并且不需要对建筑进行大规模改造的能效技术的帮助下,这一改造率可以通过经济可行的方式得到大幅提升。我们的分析发现,只要将建筑改造率提高到每年5%以上(仅相当于经济可行最高改造率潜力的一小部分),我们就可以在保持最低电网基础设施投资的基础上,到2040年抵消所有预期中的电动车电力需求增长,并满足巴黎协议设定的将全球温升幅度控制在2摄氏度以内的目标要求。不过,要真正提高建筑改造率并收获与其相关的各种效益,我们需要政策手段方面的改变来整合规划建筑能效提升与电动汽车的发展。

  >> 要抵消电动汽车的用电需求并满足《巴黎协定》2摄氏度目标所需的建筑改造率。

  建筑节能改造具有经济可行性,当前很多市场中的既有技术便可应用其中,可在短期内部署。而且这些改造过程中很多都不需要侵入式结构,例如,LED照明、变频驱动器、low-E玻璃涂层、智能建筑控制系统等。比起建额外的发电站,建筑节能改造地方经济发展有更好的带动作用。

  应对日益增长的电网负荷

  能效建筑的改造率将逐级提升,地方、区域乃至国家政府需要决定如何更有效、更经济地处理这些日益增加的电力负荷。通过建筑节能改造所产生的经济性,可为电动汽车等能减少碳排放的新兴技术提供发展空间。建筑的节能改造不应被视为负担,而是视为更新现有建筑存量和提高人们生活质量的机会。

  电动汽车可能是提高建设效率的有效政策驱动因素,而能效建筑也可能是用以满足电动汽车电网基础设施需求中成本最低的选择。协同考虑建筑部门和电动汽车政策能够有效降低二者成本,并有助于通过促进需求和供给的动态匹配来推动二者共同支持未来可再生能源的开发应用。

  在建筑方面,对于现有建筑,决策部门应推动一系列政策措施的发展,包括基准和信息披露政策、以性能为准的建筑条例、强制建筑能效规范以及电器设备的最低能效标准等。虽然这些政策本身并不能直接提高能源效率,但是有很强的促进作用,因为这可以提高人们对建筑能效的认识,推动市场对能效建筑的需求,同时促进了建筑商之间在建筑节能减排方面的良性竞争。另一方面,通过这些数据还有助于能源相关的政策升级。

  对于新建筑,可建立或扩大强制性建筑能源规范的覆盖范围,这些规范涉及建筑围护结构、供暖、制冷和通风系统以及电动汽车充电基础设施等方方面面。

  而在电动汽车方面,分时电价、智能电动汽车充电设施、数据收集机制以及合理的政策制定(例如要求在更大范围的建筑改造项目中加入电动汽车整合方案)等都有利于为电动汽车的普及做好充分的准备。

  提早和及时做好准备

  忽略这些问题或拖延解决方案的开发会带来严重的风险。电动汽车的充电需求会对已经日益紧张的电网带来相当大的影响,特别是在个别时段和地点,进而会对电力可靠性和质量造成影响,增加消费者潜在用电成本。考虑到现有建筑改造率相当缓慢,错误的规划或对控制建筑能源浪费政策的缺乏将会锁定低能效的技术,并在今后的数十年中造成更高的成本和排放。

  我们希望全世界了解到以经济可行手段满足不断增长的电力负荷的急迫需求,并为决策部门提供所需的信息和经验来通过政策途径推动两个部门为了实现气候目标而协同发展。虽然电动汽车及其管理政策还是一个相对新兴的概念并且缺乏实践检验,但它同时也为有远见的决策者们提供了独特的机会,从而对其进行一步到位的系统规划。至于建筑能源政策,决策部门并不需要从头再来,他们必须充分利用最佳实践和各种经验教训,并利用现有的各种技术和现实经验将其在全球范围内分享。

  通过正确协调的政策行动,我们可以大幅提高现有建筑存量整体能效并在今后数十年中为所有新增电动汽车做好准备,同时降低成本支出和碳排放,提高经济效益,并不断提高全球各地人民的生活质量。以更高效、全面的手段处理建筑能效和电动汽车应用的协同发展问题。

  (作者系落基山研究所高级咨询师)

 

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