2030年实现零碳建筑的部分技术和创新途径

概念

关于这份报告

该分析是我们的新报告《到2030年实现零碳排放建筑的技术和创新途径》系列的一部分，并提供了国际能源署技术合作项目（TCPs）专家的战略愿景，说明如何帮助实现国际能源署《到2050年实现净零排放路线图》中概述的建筑行业一些最具影响力的短期里程碑；每个报告的标题都反映了其中一个里程碑。了解有关该报告的更多信息并探索TCPs。

突出

在2050年净零排放情景（NZE情景）中，新内燃机汽车的销售将于2035年停止。与此同时，到2030年，电动汽车在总销量中的份额需要达到60%左右，才能坚持到底，并在2050年实现净零二氧化碳排放。2021年底，电动汽车上路数量超过1650万辆。到2030年，全球电动汽车存量将扩大至近3.5亿辆，但未来的增长将取决于电池制造和关键矿产供应多元化的努力，以降低供应瓶颈和价格上涨的风险。

电动汽车的大规模采用将需要监管支持，推动在住宅和商业建筑以及工作场所安装充电器。充电基础设施的部署，尤其是在人口密集的城市地区，将由城市法规和当地政策推动。建筑规范和法规将要求在可行的情况下，在新建和翻新建筑中安装电动汽车充电器。

关联

公路运输电气化带来诸多好处，包括不仅减少温室气体排放，还能减轻对化石燃料来源的依赖。它还在促进向更可持续的能源系统过渡方面发挥着重要作用（例如电动汽车充电需求响应）。

例如，2022年6月，欧洲议会成员投票支持从2035年开始禁止销售柴油和汽油车。由于电动汽车是目前最有希望取代内燃机汽车的技术，充电基础设施需要大幅扩展以满足预计的需求增长。私人乘客使用是最先进的电动汽车市场之一，建筑物通过对充电基础设施的投资在支持这一有机转变中发挥着重要作用。全球约89%的电动汽车充电站是私人的，位于最方便进入的地方，如家里或办公楼。为了让电动汽车充电器更方便、更实惠，城市规划者、建筑开发商和电气设备供应商必须将充电基础设施整合到标准建筑设计计划中。

初速电流状态

充电点的位置将继续从独栋住宅扩展到所有类型的建筑物。在公寓楼、写字楼、停车场或商业中心等建筑中包括或增加充电点至关重要。对于电动汽车车主来说，在家里和工作场所充电通常是最方便、最便宜的选择。尽管电动汽车的大规模部署最终将导致对输电和配电网络的投资需求（由于需求增加），但分时电价或理想情况下的实时电价将促使用户利用电动汽车的电力需求灵活性。当分布式能源被部署并用于电动汽车充电时，对电网的负面影响可能是有限的（尽管必须特别注意大量消费者的监控和平衡）。

电动汽车的库存越来越多，充电器的销量也将同步增长。2021年，中国以330万辆的销量领跑电动汽车市场。在分析建筑充电基础设施时，交流（AC）1级（l 1）和2级（l 2）充电器是主导技术。L1充电器是汽车制造商提供的电动汽车的标准设备。L2充电器可能经常直接从汽车制造商那里购买，在一些城市，它是新建或翻新建筑的必需品。L1是最慢的充电设备；它可以直接插入标准的120伏或240伏交流电源插座。L2充电器可以在单相或三相交流电下工作，因此电压可以根据地区分别从120 V到240 V和从380 V到480 V变化。预计到2030年，L1和L2充电仍将在建筑电动汽车充电器市场占据主导地位。

挑战

除了高昂的前期成本之外，许多电动汽车用户还需要在家中或建筑物中投资充电基础设施。此外，建筑物停车场昂贵的电网连接目前是更快采用电动汽车的最大障碍之一。充电者正在积累资产的新举措将减少电动汽车所需的投资

此外，为了实现交通电气化的最大影响，电动汽车应被视为一种分布式能源。汽车内的电池提供了通过协调能源生产和需求来提高可再生能源渗透率的机会，并利用电网服务（V2G）或聚合政策的灵活性。这些新范例和商业模式应伴随着必要的监管变革和电力市场适应。为了允许电动汽车被指定为分布式能源，充电点应集成到建筑能源管理系统中。

技术层面也存在挑战。虽然L1和L2充电器预计将继续为电动汽车提供大部分能源，但一些新技术和挑战正在到来:

• 充电事件的动态电源管理需要管理电动汽车的大规模部署，电动汽车使用电动动力总成技术和互联基础设施来实现车辆和车队的电动推进，并避免峰值功率或拥堵问题。
• 通过以用户为中心的解决方案，身份识别、支付和互操作性对于促进向用户收费至关重要。
• 像开放充电点协议（OCPP）和通信标准（如ISO 15118）这样的新协议已经到位，汽车和充电器需要适应它们以允许所有启用的功能。
• 需要V2B和V2H充电器，使车辆能够向家庭/建筑物放电，从而实现灵活性、剥削和电网服务。
• 无线充电和其他新的充电技术将在未来几年出现，并可能进入建筑充电器市场。

国际能源机构技术合作计划涵盖的创新主题

• 研究建立能源管理系统，以聚合电动汽车负载并提供灵活性服务。
• 展示V2B/V2H/v2g控制系统，以便大规模部署。
• 调查和测试可降低电动汽车车主总拥有成本的新业务模式。
• 定义互操作性标准和协议开发。
• 将电动汽车充电器纳入建筑规范。