城市效率是关键

诺德哈芬部分地区概况

城市将塑造我们的未来

联合国估计,到2050年,世界人口将达到98亿,其中近70%将居住在城市。

城市需要实现能源效率、部门整合和电气化的宏伟目标,以实现巴黎协定的目标。技术已经在这里了。 

节能建筑、交通电气化和行业整合的图标

在线数学做气候数学:城市地区需要1.5度的途径

来自Navigant(2020)的新报告设定了2050年达到1.5°C度目标的具体技术途径,基于以下潜力:

  • 节能加热和制造的冷却,包括区能量。
  • 电气化运输
  • 部门一体化

城市减排的主要贡献者

图-城市地区减排的贡献者
在欧洲、美国和中国城市地区达到1.5°C的目标。GABC 2018年全球状况报告得出了全球排放量的类似份额。注:不包括建筑物内运行设备的排放。

Navigant的研究表明,实施交通电气化、建筑节能采暖和制冷(包括区域能源)以及行业一体化等现有技术解决方案,可以弥补约一半的差距,实现城市地区1.5°C的目标。

1.5°C路径所需的城市累计减排量的剩余一半将来自其他部门,主要是工业、电器用电和建筑业。

换句话说,我们已经准备好了为我们的城市提供未来防护、满足《巴黎协定》、保障空气质量所需的技术。现在,它将以更快的速度推出,同时在现实生活中的城市试验区创新新的解决方案。

为什么城市?

世界上的城市只占地球土地的3%,但却占世界能源需求的三分之二,温室气体排放的70%。生活在城市地区的80%以上的人暴露在空气质量水平超过世界卫生组织(世卫组织)限制的情况下,这主要是由于建筑物的供暖和制冷以及以化石燃料为基础的运输。换句话说,城市对气候和健康的影响是巨大的。

好消息是,城市的高密度设施和基础设施提供了一个独特的机会来推动成本效益高的技术创新,并利用部门间的协同作用来创建高效的能源系统。

城市可以充当雄心勃勃,鼓舞人心的区域前进者,展示新技术,创造有吸引力的生活和工作。

  • 由于规划、基础设施、资金和交付通常在联邦、州和地方政府之间共享,因此必须与更高级别的政府制定明确的参与战略,以帮助解决政策分歧
  • 现在就采取行动。缺乏领导力,政策承诺,可行的计划和监管未能刺激所需的投资。规划到1.5°C目标的旅程必须发生。
  • 制定雄心勃勃的、可执行的短期、中期和长期目标,以及适当的监管框架,以激励投资。
  • 将能源使用和空气污染联系起来。1.5°C路径为城市地区和城市提供了一个机会,通过综合清洁空气战略,大幅且经济高效地缓解空气污染和温室气体排放。
  • 尽早行动,并通过投资自有资产树立榜样,例如,到2040年将单个公共建筑的能源使用降低至少60%,同时实现供应脱碳,到2030年实现所有公共交通车辆的电气化,并通过部门耦合和能源存储在2040年使用多余的能源。
  • 消除障碍并实施试点项目——创新、测试和展示新技术,确保你的城市成为雄心勃勃、鼓舞人心的地区领跑者,创造有吸引力的生活和工作场所,同时在郊区和农村地区产生溢出效应。
  • 优先考虑建筑节能采暖和制冷(包括区域能源)、交通电气化和行业一体化。只有高度关注能源效率和部门耦合,才能实现符合1.5°C的战略,因为这将确保避免在能源发电和能源基础设施方面昂贵的过度投资。

建筑物占全球能源相关的温室气体排放和最终能源需求的三分之一。
如果所有城市地区投资能源有效的加热和建筑物的冷却,包括区能源,他们将在1.5°C途径中展开城市温室气体排放减少20%的差距。

  • 建立长期改造策略,包括适当的监管和奖励深度和分阶段深度装修,以提高现有建筑物的改造率,目前每年往往至少低于1%至至少2%-3%。
  • 密切监控计划的实施,并立即在需要追踪时行动。
  • 从结果开始技术建筑系统优化为自己的公共建筑供暖和制冷。
  • 为新建筑和现有建筑设计和执行强制性建筑规范,以实现接近零能耗的建筑。这意味着对整个建筑有雄心勃勃的最低性能要求,包括技术建筑系统、建筑围护结构和热量产生
  • 确保对新的或升级的技术建筑系统的实际能源性能进行评估、记录并传递给建筑业主。
  • 确保或便利获得实施资金,例如支持创新金融业务模式,如esco。
  • 扩大和脱碳区域供热和制冷,包括使用可再生能源运行的大型热泵,并通过连接公共建筑引领潮流。阅读更多关于这里的地区能量

2015年,交通运输占全球能源相关温室气体排放的23%,占最终能源需求的26%。

如果所有城市地区都投资于电动汽车、公共汽车、卡车和船舶,那么1.5°C路径所需的城市温室气体减排缺口将减少28%。

  • 从现在开始给公共车队供电;车辆,公共汽车城市船渡轮包括在需要的地方投资充电站
  • 绘制公共及私人交通模式的基础设施收费需求图;为电动汽车和公共汽车充电,为船只、渡轮和游轮提供岸上供应,并相应地进行监管和激励,以确保对所需充电基础设施的投资。
  • 强制要求在新建建筑和装修时(写字楼、住宅、工业、酒店、超市)安装充电站。
  • 引入环境/低排放区域。
  • 引入停车奖励、收费基础设施退税以及其他促进交通电气化的财政激励措施。 
  • 强制安装海岸供应在港口,并展示如何解决所有船只在泊位时使用电岸供应。

部门一体化是指将电力、供暖、建筑、运输和工业部门连接起来,以便更好地利用这些部门之间的协同作用,从而使能源系统实现更有成本效益的脱碳。这包括研究如何通过使过剩/废弃能源的再利用、将过剩电力储存在电池、热网、建筑和运输中,以及鼓励部门清洁电气化和互联互通,来提高能源系统的整体效率。

  • 重新考虑能源计划考虑和支持扇区集成。准备如何根据热需求的可靠数据,建筑物的状态,热源和基础设施的可用性以及利用部门之间的协同作用的潜力的声音评估,准备能源系统的本地计划。保证一种成本效益的脱碳,避免无效的投资或锁定效果。
  • 利用协同效应,例如利用数据中心的余热为建筑供暖,而不是投资额外的热量供应。或者重复利用废水处理厂的过剩能源,为另一个部门提供能源。或者在生产过剩的时候利用地区能源网络从风力涡轮机中吸收能量。
  • 允许城市监管免费测试区创新和开发新的节能技术,通过去除部门之间的重用能源的技术,监管和财务障碍。
  • 确保电源信号激励/奖励能量存储和其他灵活性服务。

亲爱的市长,以下是提高您城市能源效率的现成解决方案

能源效益建筑采暖及制冷(地区能源)

电气化运输

部门一体化

探索其他解决方案和技术

电机系统消耗全球50%的电力。80%的电动机没有配备可变速度驱动器,这意味着它们无论需要如何全速工作。通过部署变速驱动器和其他系统范围的效率措施,我们可以将机动能耗降低至多40%,全球电力消耗量为8%(来源:IEA WEO 2016)。投资回报时间:2 - 4年。

使人们能够控制能源的使用:优化供暖、制冷和通风系统的控制,使每栋建筑的能耗平均降低22%,回收期为2年(来源:Ecofys)。两个关键是室温控制和平衡:超过5亿个散热器仍然配备手动阀,不允许市民控制室温和能耗。安装单独的房间控制装置(如恒温散热器阀)每年可节省100-150亿欧元。

了解更多有关我们可以提高建筑效率的信息。

能量中性水循环:供水和废水设施占市政总能源账单的30-50%,占全球电力消耗的4%。但是,结合能源效率措施和能源回收,整个水务部门可以做到能源中立。在丹麦奥胡斯,该市将当地的一个废水处理设施转变为可再生能源(沼气)的生产商(来源:IEA WEO 2016)。投资回收期:5年。

了解奥尔胡斯如何通过废水处理产生剩余电力

数据中心在全球范围内,英国消耗的电力已经超过英国,排放的碳相当于整个航空业的排放量。电力通常是数据中心运营成本中最大的一个因素,从25%到60%不等。在瑞典的Facebook数据中心,我们削减了近50%的能源成本(案例故事)。

我们现在就可以开始实现,以解决滚雪球般的数据中心挑战。

从制冷系统中回收热量:丹麦Sønderborg的一个小型超市,通过能量恢复实现了30,000欧元,减少了34%的二氧化碳排放量减少了34%。在欧洲,大约2%的电能消耗用于超市的制冷,类似的措施可能导致每年2.6微米的最终节能,节省能源成本为18亿欧元。投资回报时间:1.5年。

了解更多关于超市解决方案


区域余热能源:
区域能源是利用低能耗、低品位废热或免费冷却源最终用于建筑物的唯一途径(UNEP)。它可以利用数据中心、工业流程甚至污水的余热。回收欧洲所有的废热可以满足我们整个建筑的供暖需求。

超市带来的灵活性:超市制冷系统中使用的压缩机未利用的运行能力可以作为一个热泵,当连接到区域能源网络时,在风峰生产期间从电力中产生热量。这些措施将允许欧盟超市提供150太瓦时的热量。制冷系统也可用于需求侧管理。500家超市可以增加26.5兆瓦的短期灵活性。


集中供热和制冷可以平衡可再生电力的不稳定性:在供过于求的时期,来自风力等的多余电力可以通过大规模的热泵来产生热量,甚至可以存储在区域能源网中。蓄热比蓄电便宜100倍。

开发数字互联解决方案的潜力:智能控制加热,冷却和通风可以增加这些技术的性能。平均而言,每栋建筑的能源消耗可减少38%。新的数字技术可以不断监控和适应消费,告知消费者的能源使用,优化可再生能源自我消费,并帮助将建筑物整合到电力和区供暖和冷却系统中。投资回报时间:3 - 5年。

学习如何重新思考建筑的效率