五分钟的城市能源指南

五分钟指南：城市能源 五分钟指南 城市中的能源 我们产生、分配和消耗能源的方式正在发生变化。这种变化的规模和速度对现有城市和新城市都是一个重大挑战，但也带来了巨大的经济、社会和环境机遇。 能源供应 -低碳和可再生能源 城市中的能源 智能电网和微电网 智慧城市中的 数据 建筑系统 储能 城市消耗了世界四分之三的能源，占其温室气体排放的80％。在资源稀缺和气候变化的条件下，未来的城市将需要降低其能源需求和消费，同时支持更大，更富裕的人口并满足公民对当地环境质量的期望。 本指南提供了一个愿景，以帮助城市减少能源需求，提高供应效率并增加低碳和可再生能源的使用。选择指南中的系统和技术来展示创新的能源解决方案，这些解决方案可以使城市实现成功的能源转型 。 1.能源供应-低碳和可再生能源 2.储能 3.智能电网和微电网 4.智慧城市中的数据 5.建筑系统 城市能源导论 到2050年，全球能源需求预计将翻一番甚至三倍，届时全球70%的人口将居住在城市。 显然，城市在应对未来的能源挑战和推动向低碳能源未来过渡方面发挥着决定性作用。 能源对所有城市功能和服务都至关重要；它是实现更健康、更有弹性和繁荣城市的挑战和解决方案的中心。 但是，尽管城市化推动了经济增长，创新和社会进步，但它也加剧了城市的脆弱性。气候变化与城市化密不可分；这是一个全球性问题，对城市的能源服务及其他领域产生了非常局部的影响。 随着世界城市化，城市将需要用更少的资源提供更多的能源。能源输送和管理的创新方法是应对这一挑战的基础。 胡志明市 城市的能源挑战 除了人口增加之外，城市还受到能源需求增加、基础设施老化 安全 、能源市场动荡和气候变化影响的威胁。更新和协调能源服务的需求很少更大。 能源困境 “能源三难”概括了未来能源系统的三个不同目标，同时也认识到这些目标之间的紧张关系： (1)保持可靠和安全的能源供应， (2)确保能源系统的长期可负担性，以及（3）大幅减少与能源供应相关的温室气体排放。 城市可以通过调整其能源输送服务以变得更加灵活，响应迅速和分散来帮助解决这一三难问题。这些适应将使更多的能源由可再生和低碳资源提供；但是，它们也可能增加城市能源系统的复杂性。 除了技术挑战之外，城市还需要确保监管条件和治理适当，以鼓励在替代市场条件下采用新的商业模式。 低碳经济实惠 城市是变革的推动者 城市是采取行动的强大力量。他们越来越多地表明 ，他们拥有领导国家和政府失败的经济和政治力量 。 Governance 能源资产，如风力发电场，区域热网络和屋顶太阳能光伏电池板可以由一系列利益相关者拥有和运营，从州或城市当局到私人行为者，社区团体和个人。监管机制将需要保护每个群体，同时 确保供需以可预测和可靠的方式平衡。 随着能源转型的步伐加快，城市必须支持不断发展的 具有治理战略的技术解决方案，有利于资产和服务的整合以及利益相关者在多个层面的参与。弹性，效率和长期成本节约是可能实现的机会之一 。 知识网络 政府和地方当局 民间社 会 私营部 门 研究/学术 界 城市已经通过C40城市气候领导小组，100个弹性城市和亚洲城市气候变化弹性网络（ACCCRN ）等网络证明了其采取持续，变革性甚至激进行动的能力。 网络用于连接在不同级别的城市治理中运作的众多参与者，为行动和参与提供平台以及共享知识和学习的媒介。 城市能源转型规划 城市在迈向可持续能源未来的转变中发挥着关键作用。 20% 照明 +控件 20% 子计量 +调试 草案Proofing 3,378K硬超级玻璃 18,337KEasy3,180K硬腔墙 房屋17,262K易于绝缘 房屋2,541K硬地板绝缘1,729KEasy1,599KHard 房屋 8,682KEasyLoft绝缘房屋1,190K Hard 5,900KEasy实心墙房屋绝缘 1,074K硬 5829K简易住宅 20% 热回收 20% 电压优化 3m2 /家庭 5m2 /家庭 70% 的潜力 50% GlazingG 值 95% 的潜力 25% GlazingU 值 15% 区域供热 35% 燃气锅炉 7% 区域供热 100%空气 Conditioning 太阳能 热 PV面板 50% 固体U 值 硬 Retrofits 41% 热泵 46% 燃气锅炉 36% 热热泵 14% 电阻 加热 17.5° Easy Retrofits 交付 + + 6% 电阻加热 10% 冷却交付 + + 热传递 5% 平均温度 技术改进v 2010最佳 + 10% 用水 90% 性能差距 照明使用 50% 技术v最佳实践 100%空气 Conditioning 照明技术节 能 210515 10% 51% 燃气锅炉 冷却交付 New 10% 区域供热 性能差距 55% 热泵10% 区域供热 24% 热油泵电阻 热 15%交付 加热 现有 热 9 61 0.2 30% 燃气锅炉 New 交付 + 5% 电阻加热 3m2 /家庭 现有 1161 105 15 碳路线图使用情景建模来说明建筑环境所需的政策，目标 行动，以实现英国政府到2050年非将国内温业室务气体排放量减少 0％的目标。 + 太阳能 热 国内业务 + PV 面板 10m2 /家庭 39209 能源转型不会一蹴而就。在可预见的未来，城市将继续依赖遗留系统和化石燃料来帮助满足基本能源 服务，包括供暖和运输。过渡过程需要经过深思熟虑，以指导变化，帮助我们从现在到想要到达的地方。 建模和方案规划 »低 和 8 能源建模和情景规划将帮助城市制定目标并制定现实的计划和计划，以过渡到低碳未来。 城市能源-解决方案摘要 解决方案 能源供应-低碳和可再生能源 储能 智能电网和微电网 智慧城市中的数据 建筑系统 城市的能力和效益 可再生能源将在国家电网规模（以城市以外的大型生物质，风能，太阳能 ，水力发电和潮汐发电厂的形式）上部署，以取代传统的集中式发电站 ；以及在城市内部的配电或建筑规模（以微型可再生能源和低碳热源的形式，例如热泵，生物质和废物CHP和太阳能热能）。两者都将有助于城市满足不断增长的能源需求，同时减少温室气体排放。 能源存储可以优化 供应和需求，有助于缓解电网基础设施的限制，并有助于可再生能源的无缝集成。使用包括电池，压缩空气，飞轮，氢气和超级电容器在内的解决方案，存储有助于提高系统各个点的效率和可靠性。具有储热功能的区域供暖可以提供额外的平衡（当从热泵或CHP提供时 ）。 智能电网是一个总括的定义 ，其中包括许多技术和运营策略，这些技术和策略被应用到电力网络中，能够提供灵活、负担得起、可靠和高效的电力。电力和数据的双向流动是智能电网的关键运营特征。微电网 (智能电网的一个子集)通过分散发电的智能耦合来协助局部配电 和需求响应可靠和高质量的供应。 智能城市利用技术来改造基础设施，更好地利用能源和资源。信息和通信技术（ICT） 可以部署以创建使城市中心更高效的新智能方法。实时数据为智能系统提供信息，以促进向有助于低碳经济发展的行为转变。 建筑物的能源减少可以对城市的整体能源使用产生重大影响。增加现有和新建筑库存的运营效率可以通过以下方式实现 结合设计，法规，材料和技术解决方案。例如 ，集成的建筑物管理系统允许能源使用和需求 监测和优化，可以导致较低的能源使用，成本和碳排放。 2345 能源供应-低碳和可再生能源 提供低碳和零碳能源将需要集中和分散的能源相结合，以满足不断增长的需求和全球温室气体排放目标。 城市内 城外 电力回到电网。 大型可再生能源，如太阳能发电场 （光伏和太阳能集中）和风电场，以及运行的水力和潮汐技术 在城市边界之外，需要与城市内部的分销规模系统相结合。 区域供热和制冷网络提供低碳需要对老化的电力基础设施进 能源行升级，以使城市能够向低 向社区和热电联产厂出口碳未来过渡。 集中和分散供应的结合将多种可再生和低碳技术的整合 提高弹性和能源安全。将减少对化石燃料的依赖。 这将需要间歇性可再生能源和存储机制之间的智能接口，以确保可靠的供应和稳定，平衡的系统。 能源供应-城市分散能源 Ened Barnet 沃尔瑟姆森林 H箭头 Redbridge Hangey Havering 布伦特 哈克尼 伊斯灵顿 吠叫和达格纳姆 卡姆登 nHgdon 纽汉姆 塔哈姆雷特 Eang 威斯敏斯特 伦敦金融 城 肯辛顿和切尔西 哈默史密斯和富勒 姆 Hounslow Southwark 格林威治 Bexley LAmbeh Wandsworth Lewsham 泰晤士河畔里士满 默顿 伦敦的目标是到2025年从分散 的能源中提供25％的能源。由于已经启动和运行的项目数量，这一目标有望超过。地图显示了 泰晤士河畔的金斯敦 被确定为适合区域供暖/制冷网 布罗姆利 络的区域。 萨顿 012 4 6 8 克罗伊登 公里数 再生能 的机会。 分散式能源（DE）计划为在人口稠密的城市实现低碳能源供应提供了一种负担得起的方式。 分散的能量在本地产生，并在传统电网之外产生。 电力:分散式能源可以通过家庭或社区层面的小规模可再生能源或低碳技术来提供。 468 公里数 »DE相对于集中式供应品是可快速部署»DE可以在建筑物或社区级别部署，网»DE为城市中扩大可的。络最终变得互连。源发电提供了宝贵 »本地解决方案有助于满足城市日益增长»互连发电技术可确保供应安全并提高弹的需求，同时提高能源安全和减少排性。 放。 加热/冷却:区域能源网络可以为整个社区甚至城市提供供暖/制冷。DE系统还可以通过帮助城市应对燃油价格冲击并更准确地管理供暖和电力需求来提高弹性。 能源供应-供热和冷却网络 供热和制冷网络代表了一种经济实惠，高效，低碳，有弹性的解决方案，可满足人口稠密地区家用和非家用建筑物的舒适性和热水需求。 RewableHeat 例如地源热泵 热电联产 垃圾焚烧 二次热源 例如地下车站通风井 Thesesystemsconsistsofadistributionnetworkcarryingheatedorcooledwaterfromthegenerationsourcetotheendusersthusavoidtheneedforindividualsystems.Asaresult,thesenetworkscanfacilitatedeploymentofalargeramountofrenewableheatthanbyindividualstakers. 此类网络的成本和能源效率优势也使其成为城市应对能源贫困等社会挑战的潜在工具。 加热和冷却网络的能源包括传统的选择，如当地的发电站和较小规模的热电联产发动机，但也包括自然来源，如水体和地热资源；城市基础设施来源，如地下列车通风井，污水管道和变电站中的废水；以及耦合的加热和冷却负荷，从冷却空间（如数据中心）排出的热量可以被捕获并用于加热空间（如住宅单元）。 城市存储-促进整合低碳和可再生技术。 工业商业存储 邻里网络平衡 国内存储 可再生存储 集中式网格存储 电力储存如何促进能源转型？ 可再生能源发电的最大挑战之一是匹配供需 。当前的系统依赖于根据需要切换化石燃料发电的开/关， 因此，城市存储将增加系统的冗余和灵活性 城外城内 ，并有助于城市复原力和向低碳未来的过渡。 从生成点到点，可以在网络上的各个点上安装不同的存储技术 使用。电力存储的好处包括: •允许可再生能源在最有效的时候产生，并储存到有需求为止。 •在系统故障时提供备用容量。 •保持供应质量。 •避免对天然气资产的投资。 »发电时的存储：在城市发电厂增加存储，例如废物发电厂的能源。 »邻里存储：可以实际实现向变电站添加存储。 »建筑物中的分散式存储：在城市可实现的规模上，这可以显着降低