面向智能电气化的创新全景：利用可再生能源实现终端用能部门低碳化

电 制 氢 电 供 热 / 制 冷 利用可再生能源实现终端用能部门低碳化 面向智能电创气新全化的景 动 交 通 电 IRENA创新与技术中心著中国电力科学研究院译 关于IRENA 要平台和卓越中心，还是可再生能源政策、技术、资源和金融知识的智囊机构。IRENA推动广泛采用和可持 国际可再生能源署（IRENA）是支持各国向可持续能源未来转型的一个政府间组织，也是国际合作的主 续利用各种形式的可再生能源，包括生物质能、地热能、水电、海洋能、太阳能和风能，从而实现可持续发展、 能源获取、能源安全和低碳经济增长与繁荣。 ©IRENA2023 除非另外说明，本出版物中的材料均可以自由使用、共享、复制、复印、印刷和/或存储，其前提是充分说明IRENA是本出版物的来源和版权所有者。本出版物中归属于第三方的材料可能受单独使用条款和限制的约束，并且在使用此类材料之前，可能需要获得相关第三方的适当许可。 ISBN:978-92-9260-553-7 引用格式：IRENA（2023），面向智能电气化的创新全景：利用可再生能源实现终端用能部门低碳化，国际可再生能源署，阿布扎比。 本文件为“Innovationlandscapeforsmartelectrification:Decarbonisingend-usesectorswithrenewablepower”的译本ISBN:978-92-9260-532-2(2023)。如中文译本与英文原版的内容不一致，概以英文版为准。 本报告中文版由中国电力科学研究院编译，工作人员包括：李博、叶瑾、张会明、郑彬、王真、姚璐璐、薛志英、黄晓华、白婕、丁保迪、胡晨、程鑫、马文媛、赵轩、黄天航、高子寒、赵日晓、田捷、严春华、项栩琛、李扬、应斯、周婧、闫华光、康建东、李梦琳。本报告中文版的校对工作由中国科学院数学与系统科学研究院刘德刚完成。 致谢 本报告在RolandRoesch（IRENA创新与技术中心主任）,FranciscoBoshell（IRENA）和DolfGielen(前IRENA雇员)的指导下完成。本报告撰写人包括ArinaAnisie,JuanPabloJimenezNavarro（IRENA）,TomislavAntic,FrancescoPasimeni及HeribBlanco(前IRENA雇员)。 下述人员也对本报告撰写作出了贡献：RemiCerdan,DanielGutierrezNavarro,LilianaGomez,StefanGahrens,ElenaOcenic(IRENA)；张会明(IRENA/中国电力科学研究院)；GuillaumeDekelver,AlexandreNeve,KarimFarhat,ElpinikiApostolaki,GeorgeWenzel,SandrineBosso,ThibaultMartinelle和NielsLeemput(EngieImpact)。 国 本报告由下述人员审阅：李博,叶瑾,郑彬,姚璐璐(中国电力科学研究院),JersonReyesSánchez(智利家能源委员会),NorelaConstantinescu(欧洲输电系统运营商网络),LeldeKiela-Vilumsone(欧盟委员会),MichelangeloAveta(欧洲电力工业联盟),RejiKumarPillai(印度智慧电网论坛),YohYasuda(日本京都大学),MiniqueVrins(荷兰基础设施和水资源管理部),RedaDjebbar,MartinThomas(加拿大自然资源部),MireiIsaka(日本新能源产业技术综合开发机构),DegerSaygin(经济合作与发展组织),SusanneNies(美国电力潮流控制技术公司SmartWires),闫雨(中国国家电网)和PaulaNardone,PaulKomor,RicardoGorini,LuisJaneiro,Emanuele Bianco,BinuParthan,SophieSauerteig,BenjaminGibson(IRENA)。 下述人员还对本报告相关章节进行了审阅： 盟), 第一部分–电动交通：GillesDillen(荷兰阿姆斯特丹市),ChandanaSasidharan(印度能源效率经济联XavierMoreau(Altergrids),胡晨,马文媛,赵轩,黄晓华,程鑫(中国电力科学研究院),TomokoBlech, MikaZaurinCasanova(日本电动汽车快速充电器协会),MariscaZwesitra(ELAAD),MarcusAlexander(美国电力科学研究院),NilminiSilva-Send(芝加哥大学能源与环境政策研究所),GannaGlandykh(欧洲教育研究协会),IndradipMitra(德国国际合作机构印度代表处),TilBunsen(国际交通论坛),GertRietveld(国家气象研究所，NationalMeteorologyInstitute),HiroshiEnomoto(日本新能源产业技术综合开发机构),PatrikAkerman(西门子公司),AlexanderLandia,RobertSeiler(TheMobilityHouse)。 第二部分–电供热/制冷：高子寒(中国电力科学研究院),KeesvanderLeun(共同未来公司),TorbenFunder-Kristensen,AndreaVoigt(丹麦丹佛斯公司),BaskarVairamohan,RickRanhotra,PerryStephens,AllenDennis(美国电力科学研究院),DinaKoepke,ZoranStajic(艾默生公司),AlexandreManon(EnergyPoolEU),ThomasNowak(欧洲热泵协会),WimvanHelden(国际能源署太阳能供热制冷实施协议任务58/可持续技术研究所),SamanNimaliGunasekara(斯德哥尔摩皇家理工学院),JamesFreeman(三菱电机),MitsutoshiOkada(日本新能源产业技术综合开发机构),HansKeller,JaapvanKampen,OlliNissinen,SimonKobler,MazurOskar(西门子公司),HerbertZondag(埃因霍芬理工大学和荷兰应用科学组织),YvonneDelft(VoltaChem产业联盟/荷兰应用科学组织[欧洲能源研究联盟])。 第三部分–电制氢：KofiMbuk(CarbonTracker),李扬(中国电力科学研究院),MartinHartvig(丹麦国家电网公司),LeonoreVanVelzen,CaronOag,ScottCrawford(爱米克公司),KaijungePuring(德国弗劳恩霍夫研究所，Fraunhofer),NikolaosLymperopoulos(欧洲燃料电池和氢联合组织),KoheiMasubuchi(日本新能源产业技术综合开发机构),VolkmarPflug,LackKogut,StefanBischof,ChristianTollmien(西门子公司),OctavianPartenie(瑞典大瀑布电力公司Vattenfall)。 本报告相关章节的撰写得益于对下述人员的访谈： 第一部分–电动交通：MarkFrank(DPD瑞士分公司),JonathanSprooten(Elia，比利时电网运营商),MathiasWiecher(德国意昂电力公司),SveinungKvalø(挪威电动汽车协会),GregoryPolasne(Nuvve公司), HenrikEngdahl(沃尔沃公司)。 第二部分–电供热/制冷：VeronikaWilk(奥地利技术研究所),TorbenFunder-Kristensen(丹麦丹佛斯公司),OlivierRacle,LorraineDevouton,AntonioDiCecca,JohannaAyrault(Engie),ThomasNowak(欧洲热泵协会),MarekMiara(德国弗劳恩霍夫研究所),WimvanHelden(国际能源署太阳能供热制冷实施协议任务58/可持续技术研究所),SamanNimaliGunasekara,MonicaArnaudo(斯德哥尔摩皇家工学院),WimVandezande(Mayekawa),SilviaMadeddu(德国波茨坦气候影响研究所),SandroIacovella(Thermovault),TimRyan(TikoEnergy)。 第三部分–电制氢：NicolasGeilis(Elia，比利时输电运营商),JanJustusSchmidt(Enapter),MartinHartvig(丹麦国家电网公司),NikolaosLymperopoulos(欧洲燃料电池和氢联合组织),BenjaminMaluendaPhilippi(智利能源部)。 IRENA对日本经济产业省和挪威外交部对本报告的编制给予的支持表示感谢。 如有进一步信息或反馈：publications@irena.org 本报告可以从www.irena.org/publications网址下载 免责声明 本出版物和此处的材料按“原样”提供。IRENA已采取一切合理的预防措施来验证本出版物中材料的可靠性。但是，IRENA以及IRENA的所有官员、代理商、数据或其他第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示保证，并且他们对于使用本出版物或材料的所有后果均不承担任何责任或义务。 此处包含的信息不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品并不意味着IRENA即认可或推荐它们，也不意味着优先于未提及的类似性质的其他公司或产品。此处使用的名称和材料的呈现并不意味着IRENA对任何地区、国家、领土、城市或地区或其当局的法律地位，或对边界亦或对边界的划定表明任何IRENA的意见。 序 面向智能电气化的创新全景利用可再生能源实现终端用能部门低碳化 FrancescoLaCamera 国际可再生能源署 总干事 最近发生的几起国际事件更加突显了探讨能源转型的紧迫性。但是很显然，为落实将全球气温升幅控制在工业化前水平1.5℃之内的集体承诺，并构建清洁能源的未来，仅靠可再生能源发电的举措是远远不够的。成功而具有包容性的能源转型必须解决能源安全、能源获取、竞争力、投资、社会公平等问题，从而使所有人受益。 《联合国气候变化框架公约》缔约方第二十八次会议（COP28）将 确立各国政府未来2-3年的具体实施计划，以大幅加快脱碳进程。为了解这些零碳路径并将其转化为具体的行动方案，各国政府需要指导确定其创新性方案的最佳组合，以适应各国特定国情。因此，创新不仅是全球能源系统持续转型的驱动力，也是大幅加快成果交付从而实现日益紧迫的气候目标之关键所在。 2022年，全球能源转型技术投资达1.3万亿美元，创历史新高。 但是，每年投资额必须增至该数值的四倍，才能满足IRENA发布的《世界能源转型展望》中详述的1.5℃气候路径。由于世界主要经济体均实施了大规模经济刺激计划，比如美国的《通胀削减法案》和欧盟的《净零工业法案》，因而投资需要转向一系列新兴技术，诸如储能和电解槽制绿氢。这些举措和相关投资在很大程度上是技术、政策、市场设计和融资工具等方面创新的结果。 序 在1.5℃气候路径下，电力将成为未来的能源载体——满足全球50%以上的能源消耗，而在2020年这一占比仅为22%。需要实现交通和供热/制冷行业的电气化，以及生产绿氢并推动难以电气化的行业（比如化肥生产，以及用于航运和航空的化学品和合成燃料生产）实现脱碳。同时，还需要全面的智能电气化战略实现有效的能源经济结构转型，促进交通、建筑和工业的电气化，从而加速太阳能和风能的利用，并最大程度地降低所需