部门耦合 ： 加速能源转型的关键概念

部门联轴器 加速的关键概念能量转换 ©IRENA2022 除非另有说明，否则本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、复制、印刷和/或存储，前提是适当的承认IRENA作为来源和版权持有人。本出版物中归因于第三方的材料可能受 单独的使用条款和限制，以及在使用此类材料之前可能需要获得这些第三方的适当许可。 ISBN:978-92-9260-487-5 引文:IRENA行动联盟(2022)部门耦合：加速能源发展的关键概念转化国际可再生能源署，阿布扎比。 关于联盟 IRENA行动联盟将来自世界各地的领先可再生能源参与者与促进可再生能源吸收的共同目标。联盟促进之间的全球对话 公共和私营部门制定行动，增加可再生能源在全球能源结构和加快能源转型。 关于这篇论文 本白皮书由联盟“迈向100%”工作组成员共同制定 可再生能源。基于来自和first-的信息，选择部门耦合案例研究对公司和国家代表的手工访谈，本文提供了部门耦合的概述，如通过直接或间接使用电力来提高能源系统的灵活性和可靠性的策略最终用途部门。白皮书特别旨在支持政府和公司的决策- 使用部门耦合作为100％可再生能源的强大工具的制作和实施过程和净零排放的未来。 Acknowledgements 撰稿人：RainerHinrichs-Rahlwes（欧洲可再生能源联合会），AnnaSkowron （世界未来理事会），DavidRenne（国际太阳能协会），AndrzejCeglarz（可再生能源网格） 倡议），汉斯·约瑟夫·费尔，莉娜·蒂施勒，索菲亚·莱安德拉·宾兹，索菲·马奎坦（能源观察小组），罗希特森，卡纳克·戈卡恩，玛歌·布洛奇（ICLEI-地方政府促进可持续发展），洛塔·皮尔蒂玛（海洋 EnergyEurope),BharadwajKummamuru(世界生物能源协会),andAnindyaBhagirathunderthe 监督RabiaFerroukhi(IRENA知识、政策和金融中心主任)。进一步确认： 有价值的评论和反馈由BrittaScha夫meister和BenjaminLehner（荷兰海洋能源 中心），史蒂文·凡霍尔姆（EKOenergy），西尔维娅·皮亚纳和伊蒂斯姆·哈米（Enel绿色力量），雷什米·拉德瓦 （GWEC），JonLezamizCortazar（西门子Gamesa可再生能源）和EmanueleBianco，YongChen，Jinlei 冯、兰尼亚·乌尔利德和吉德·维斯坎特(IRENA)。 此处的材料是“按原样”提供的。IRENA和IRENA联盟已采取了所有合理的预防措施 rifythereliabilityofthematerialinthispublication.However,neitherIRENA,theIRENACoalitionforAction,noranyofitsent、数据或其他第三方内容提供商提供任何明示或暗示的保证，他们不接受 对使用本文的出版物或材料的任何后果的可能性或责任。 此处包含的信息不一定代表IRENA所有成员或IRENA联盟成员的观点 Action.Mentionsofspecificficcompanies,projectsorproductsdonotimplicateany背书orrecommendation.Thedesignationsemployed 此处材料的陈述并不意味着对IRENA或IRENA行动联盟的任何意见的表达 关于任何地区，国家，领土，城市或地区或其当局的法律地位，或关于边界的划界或边界。 封面照片：从左到右。zhengzaishuru/Shutterstock.com，MarkusPfaff/Shutterstock.com，Kenstoker/Shutterstock.com。 部门联轴器:加快能量转换的一个关键概念3 CONTENTS Figures、TablesandBoxes………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………4 1.引言6 2.部门耦合：现状和趋势…… 2.1概述：行业耦合……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… 2.2行业耦合中的技术应用………………………… 3.各部门联轴器两端使用……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………15 3.1行业耦合关键驱动因素和障碍……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 3.2行业耦合的关键维度………………………………………………………………………………………………………………………… 4. ……………………………………………………………………………………………………………………………… 关键的收益和教训。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 5.案例研究22 eFarmGP焦耳22 Nova创新26 哥斯达黎加29 加拿大温哥华31 卢旺达基加利32 参考文献34 附件A：部门耦合项目的更多示例。 4部门联轴器:加快能量转换的一个关键概念 图，表S和 BOXES 图1部门耦合…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …10 图2潜在的电气化fi阳离子技术应用的示意图………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… 图3电动汽车直接电气化fi的效率。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 图4a不同车辆技术的总体e_ciences。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 图5各地区可再生能源在fiNal总能耗中的份额 哥斯达黎加：一切照旧(BAU)和低碳 图4b不同供暖（系N统D的P和总体NZeC-）cie情nc景ies。…。…。…。…。…。…。…。…。…。……。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。……。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。……。…。…。…。…。…。 …………………。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。……。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…。…………………………16 方框1 方框2 方框3 部门耦合的Defi定义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 IRENA为100％可再生能源工作组采取行动联盟……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………8 间接电气化fi阳离子和e-ciency损失……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………16 6部门联轴器:加快能量转换的一个关键概念 01INTRODUCTION 成功实现《联合国2030年可持续发展议程》规定的目标 发展和2015巴黎协定要求整个国家的能源系统迅速转型 全球走向高份额，最终实现100%可再生能源。随着越来越多的国家宣布雄心勃勃的承诺和行动，逐步淘汰化石燃料，并根据实现 到2050年或更早的净零排放，可再生能源将需要在整个所有部门。 可再生能源在COVID-19大流行期间表现出了一致的韧性，并将继续引领各行各业的脱碳。国际可再生能源署的 (IRENA)findings表明，在2018年，可再生能源在最终用途部门中的份额如下： 26%的电力，14%的工业，3%的运输和34%的建筑（IRENA，2022a）。1可再生能源的渗透与其他部门相比，电力部门的能源显著领先。增加份额 各部门和技术中的可再生能源将需要迅速而显著的fi规模扩大在最终用途电气化fi阳离子、直接使用可再生能源、能源效率和基础设施建设。 部门耦合战略和技术有可能增强能源系统的fi灵活性 并由此整合更高的可再生能源份额。耦合不同的部门有许多优势：它增加各部门可再生能源的份额，从而减少与能源相关的排放， 包括温室气体，例如通过取代运输中的汽油和柴油，或取代天然 (化石)天然气、煤炭和石油，用于建筑物供暖(IRENA，2021a)。 扇区耦合还可以通过扩大调度选项来提高电网的灵活性来自可变可再生能源的电力-如果耦合部门可以在一个 智能和智能方式。这些调度选项有效地增加了可再生能源的份额跨部门，导致较低的能源相关排放。例如，电动汽车中的电池 （EV）可用于在不使用车辆（车辆到电网）的时候向电网重新供电，如果智能充电系统已经到位，并提供了明确的经济激励措施。 数字化、电气化和分散化的不断发展正在为显著的fi 电力部门的进步，同时还实现了平稳和智能的系统集成 低成本可变可再生能源(IRENA，2019)。最终用途部门电气化的目标-要么直接或间接-提供强大的经济和环境利益fits。可再生电力 1《2022年全球现状评估》显示，2020年可再生能源在电力行业中占29%的份额(REN21,2022)。 部门联轴器:加快能量转换的一个关键概念7 (通常来自风能和太阳能，这要归功于它们相对于化石燃料的成本竞争力提高- 基于电力)为直接和间接电力fi阳离子提供了一系列机会，2允许传统上，非电力最终用户受益于fit，同时减少他们的碳 footprint.Tocapaliseontheseopportunities,itiscriticaltomakesuretheintegratedsystemcanbe 以智能和智能的方式进行互操作，从而高度地可执行。这包括物理 系统和市场设计（IRENA，2022a）。技术，如私人或商业电池存储，电动汽车、绿色氢气和电力到天然气可用于将不同的部门与电力部门耦合到实现一个高度互联的、可扩展的、集成的能源系统。 本白皮书概述了部门耦合作为提高能源系统fi灵活性的策略 和可靠性，通过在最终用途部门的应用中直接或间接使用电力，加速向100%可再生能源转型的目标。白皮书特别旨在 支持政府和公司在决策和实施过程中使用 部门耦合是实现100%可再生能源和净零排放未来的有力工具。 没有普遍同意的defi部门耦合。IRENAdefines部门耦合作为 将电力部门与更广泛的能源部门联系起来的过程(例如加热，冷却，流动性，工业过程)，从而促进可变可再生能源的更高份额的整合 能源通过增强电网的灵活性进入电力组合(IRENA，2021a)。在本白皮书中， IRENA行动联盟开发了一种更全面的部门耦合定义fi 方框1 IRENA行动联盟同意以下定义 对于扇形耦合： 成为向100%可再生能源转型的强大和支持性驱动力 使用时，扇区耦合的概念需要扩展到为电力系统提供灵活性之外促进向基于完全可再生能源的可靠能源供应的综