Obsah tohoto blogu se poprvé objevil jako článek, jehož spoluautory jsou Lisa Cascio (PR Manager) z NEEP a Dave Lis (ředitel technologických a tržních řešení) ve vydání časopisu BuildingEnergy Magazine z podzimu 2017, publikace Asociace udržitelné energie na severovýchodě. Původní článek najdete od strany 10.
Pojďme na cestu. Pojďme na chvíli skočit do našeho stroje času DeLorean inspirovaného Návratem do budoucnosti, abychom si představili budoucnost, kde bude výroba energie co nejčistší, vysoká účinnost a obnovitelné zdroje jsou široce ceněny a komunity po celé zemi využívají svou vlastní sílu k dosažení (a možná dokonce překonat) jejich cíle v oblasti snižování uhlíku. V tomto výhledu budoucnosti vidí Marty McFly a Doc Brown zemi, kde většina, ne-li všechna, energie pochází z výroby nefosilních paliv.
Tento hi-tech svět však není příliš daleko v budoucnosti. Mnoho jurisdikcí v zemi – včetně několika států na severovýchodě – přijalo cíle snižování emisí agresivních skleníkových plynů (GHG). Některé z nich již při plnění těchto cílů značně pokročily. Ve skutečnosti byly v šesti státech Nové Anglie emise z využívání energie v roce 2015 o 19 procent nižší než v roce 2001. Tyto státy se zavázaly zmírňovat dopady změny klimatu.
Aby však bylo dosaženo snížení o 80 procent pod úroveň roku 2001, je nezbytná hluboká dekarbonizace. Tradiční metody zvýšení energetické účinnosti a dekarbonizace elektrické sítě nestačí. Potřebujeme integrovat třetí strategii – napájení klíčových koncových použití nízkouhlíkovou elektřinou namísto fosilních paliv.
Toto je oblast velkých příležitostí. Malý počet koncových použití v budovách, průmyslu a dopravě představuje 85 procent přímého využití fosilních paliv v New Yorku a Nové Anglii. Pokud identifikujeme a zaměříme se na tato koncová použití, můžeme pečlivě plánovat a přijímat informovaná rozhodnutí o tom, jak a kdy je přesunout na elektřinu. Vstupte do strategické elektrifikace.
Co znamená strategická elektrifikace?
Strategická elektrifikace nebo chytrá elektrifikace, jak se jí někdy říká, je definována Severovýchodním partnerstvím pro energetickou účinnost (NEEP) jako pohon koncových uživatelů elektřinou namísto fosilních paliv způsobem, který zvyšuje energetickou účinnost a snižuje znečištění a zároveň snižuje náklady pro zákazníky a společnost. , jako součást integrovaného přístupu k hluboké dekarbonizaci.
Takto řečeno, strategická elektrifikace zní jako mlhavý koncept. Zdá se, jako by to bylo jen pár kroků od akčního plánu. Jednoduše řečeno, strategická elektrifikace je energetická změna. Je to posun ve způsobu, jakým přemýšlíme o energii. Jak v současnosti využíváme energii a jak můžeme být v tomto využívání efektivnější a efektivnější? Jak můžeme vyrábět a využívat energii k vytvoření zdravějšího, pohodlnějšího prostředí, planety odolnější vůči klimatickým změnám a stabilnější sítě?
Cesta k hluboké dekarbonizaci
Přestože strategická elektrifikace je naší nejlepší cestou k hluboké dekarbonizaci, tato cesta není bezplatná a jasná. Abychom mohli plně využít sílu strategické elektrifikace, musíme nejprve kultivovat jak technologie založené na elektřině, které mají potenciál uspokojit různorodé potřeby a požadavky zákazníků, tak trhy, které je podporují. Překážky tohoto růstu mají několik forem: ekonomické, technické nebo infrastrukturní, sociální nebo institucionální a politické nebo regulační. Jsou náročné, ale ne nepřekonatelné.
Podívejte se na možnosti elektrifikace
Uprostřed těchto tržních bariér, které zpochybňují rozšířené používání elektrifikačních technologií, existuje velká příležitost. Konkrétně malý počet konečných využití – prostor a ohřev vody – představuje velkou část přímého využití fosilních paliv, což vytváří situaci zralou na příležitosti. Pojďme se na některé z nich podívat:
Budovy
Na základě státních předpokladů představuje spotřeba energie v budovách pro tepelnou energii a aplikace HVAC v celém regionu Severovýchod zhruba jednu třetinu veškeré spotřeby energie a emisí skleníkových plynů souvisejících s energií. Tato oblast je vysoce závislá na fosilních palivech pro aplikace vytápění prostor, a to jak rezidenční, tak komerční. Cíleným strategickým zaměřením na elektrifikaci budov je vytěsnění a nahrazení zařízení na fosilní paliva používaná pro vytápění/chlazení a ohřev vody technologiemi tepelných čerpadel, které pracují s výrazně vyšší účinností. Snížení zátěže prostorového vytápění prostřednictvím účinnosti, včetně rozsáhlých energetických renovací ve stávajících budovách a výstavby domů s nulovou spotřebou energie, je doplňkovou strategií ke strategické elektrifikaci budov. Problémy s elektrifikací jsou minimalizovány, když je minimalizováno zatížení.
Slibné technologie, které tomuto návrhu vyhovují, přicházejí v několika podobách. Tepelná čerpadla vzduch-zdroj, včetně mini dělených, centrálně kanálových a čerpadel, která fungují v chladném klimatu, jsou dominantní technologií v aplikacích vytápění obytných prostor. Systémy země-zdroj také hrají svou roli, zejména v nové výstavbě. Pro komerční budovy nabízejí velkou příležitost vzduchová tepelná čerpadla, systémy země-voda a variantní proudění chladiva. A konečně, ohřívače vody s tepelným čerpadlem jsou skvělou elektrifikační možností pro ohřev vody.
Průmysl
Průmyslový sektor je rozmanitý ve své řadě obchodních modelů, technologií a přímého využití fosilních paliv. Bez ohledu na nuance v těchto různorodých podnicích jsou dvě dominantní formy využití průmyslových paliv procesní vytápění a výroba páry. Tato konečná použití představují 86 procent průmyslové spotřeby fosilních paliv v zemi. Přeměna pouhé jedné pětiny paliva používaného pro teplo a páru na elektřinu by se rovnala elektrifikaci celého jakéhokoli jiného průmyslového využití fosilních paliv.
Doprava
Sektor dopravy je stejně rozmanitý jako průmyslový sektor. Více než 90 procent paliva používaného v dopravě pochází z ropy, což vede k produkci 27 procent celostátních emisí skleníkových plynů. Elektrifikace dopravy motorovými vozidly je nejúčinnější příležitostí pro strategickou elektrifikaci v dopravě. Náhrada konvenčních spalovacích motorů elektrickými motory a široké přijetí těchto elektrických vozidel je primární metodou elektrifikace v sektoru dopravy.
Mezi státy v našem regionu došlo k rychlému nasazení EV a očekáváme pokračující pokrok. Aby se to usnadnilo, bude však nutné vybudovat dobíjecí infrastrukturu. Podobně přechod na elektrifikovanou kolej je velkou příležitostí pro středně těžká a těžká nákladní vozidla.
Politika podpory příležitostí
Není žádným tajemstvím, že regulační orgány v několika státech po celé zemi přehodnocují obchodní model, který v současnosti informuje většinu energetických společností. Převedení sítě do 21. století bez dramatického dopadu na ceny zákazníků je na mysli každého. Strategická elektrifikace může pomoci v tomto přehodnocení tím, že nám poskytne způsob, jak řešit příležitosti uvedené výše.
Severovýchodní region je lídrem v politikách a programech souvisejících se strategickou elektrifikací. Výkonné vedení jde vpřed na cestě k inteligentnějšímu využívání elektřiny. Zde jsou některé důležité body:
- Vermont začlenil strategickou elektrifikaci do svého státního energetického plánu, přidal kategorii úspor pro „projekty transformace energie“ a nabídl způsoby, jak financovat vzduchová tepelná čerpadla, ohřívače vody s tepelnými čerpadly a nabíjecí stanice pro elektromobily.
- New York poskytl politický rámec pro vytápění a chlazení z obnovitelných zdrojů, nabídl mnoho slevových a pobídkových programů pro vysoce výkonné rezidenční a komerční elektrické technologie a zavádí míru doby používání pro nabíjení elektrických vozidel. V rámci reformy energetické vize (REV) se New York snaží stanovit společenské náklady uhlíku.
- Massachusetts je v procesu dokončování Alternative Portfolio Standard pro integraci tepelných čerpadel a dalších možností obnovitelné energie, nabízí robustní slevy pro elektrické technologie a rozšiřuje program Solarize Mass tak, aby zahrnoval tepelná čerpadla, elektrická vozidla a úložiště.
- Rhode Island si stanovil vznešený cíl dosáhnout do roku 2050 vozového parku osobní a nákladní železniční dopravy s nulovými emisemi, vydal strategii rozvoje trhu s obnovitelnými tepelnými zdroji a zkoumá programy zapojení pracovní síly a rozvojové programy, které by podpořily využívání tepelných čerpadel.
Přeměna příležitosti v akci
Výše uvedené příležitosti nejsou bez mnoha výzev a překážek. Pokud se však podíváme na projednávané a implementované politické rámce, vidíme, že perspektivní státy jsou ochotny změnit současné paradigma energetické účinnosti, které se tradičně zaměřovalo na snižování spotřeby elektřiny. Místo toho, zaměření na zvýšení účinnosti, snížení znečištění a minimalizaci dopadu na spotřebitele, mohou tvůrci politik umožnit, aby se současná paradigmata programů energetické účinnosti posunula směrem k začlenění strategické elektrifikace. To přinese větší přínos pro stabilitu sítě, zmírnění klimatu a vytvoření zdravějšího prostředí.
Státy na severovýchodě již přijímají opatření pro pokračující zavádění obnovitelných zdrojů energie, jako je pobřežní větrná a solární energie, s cílem řešit stranu dodávek a podpořit elektrifikaci. Různé zúčastněné strany se aktivně zapojují do zkoumání různých aspektů této transformace. Northeast Energy Efficiency Partnerships sdružuje tyto zúčastněné strany, aby vytvořili úplnější obrázek o výzvách, příležitostech a tržním potenciálu pro rozšířenou strategickou elektrifikaci.
Tento proces vývoje trhu, reformy politiky, dat, testování a analýz nám pomůže dospět k zásadní změně ve způsobu využívání energie. Iterativní proces nás krok za krokem dovede k čisté energetické budoucnosti, na kterou můžeme být hrdí.
