2024可再生能源面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

專 縮略 執(zhí)行摘 緒 第一部分電動交 電動交通現(xiàn)狀及展 智能電氣化對交通脫碳的重要 政策制定者面臨的盲 交通智能電氣化工具 工具 案例研究加利福尼 交通智能電氣化的創(chuàng)新全 技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè) 市場設(shè)計(jì)和監(jiān) 系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn) 商業(yè)模 第二部分電供熱/制 供熱制冷領(lǐng)域電氣化現(xiàn)狀及展 智能電氣化對未來供熱制冷系統(tǒng)的重要 政策制定者面臨的盲 供熱和制冷智能電氣化工具 實(shí)施指 案例研 智能電氣化供熱和制冷創(chuàng)新全 技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè) 市場設(shè)計(jì)和監(jiān) 系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn) 商業(yè)模 第三部分電制 綠氫現(xiàn)狀及展 智能電氣化在綠氫發(fā)展中的重要 政策制定者面臨的盲 智能綠色制氫工具 實(shí)施指 案例研 智能制氫的創(chuàng)新全 技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè) 市場設(shè)計(jì)和監(jiān) 系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn) 商業(yè)模 參考文 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景圖 系統(tǒng)性創(chuàng) 圖 圖 2018年和2050年世界能源結(jié) 圖 系統(tǒng)性創(chuàng)新的四個維 圖 第一部分圖 IRENA1.5℃氣候路徑中交通用電占比和電動汽車保有 圖 圖 電動汽車智能充電對電網(wǎng)的影 圖 2030年智能充電對比利（上和德（下電力系統(tǒng)凈負(fù)荷的影 圖 電動交通智能電氣化戰(zhàn)略的實(shí)施指 圖 圖 電動交通的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng) 圖 電池性能方面的困 圖 電池創(chuàng)新案 圖 充電基礎(chǔ)設(shè)施的必要性和多樣 圖 電動交通的市場設(shè)計(jì)和監(jiān)管創(chuàng) 圖 電動交通的系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營創(chuàng) 圖 電動交通的商業(yè)模式創(chuàng) 圖 圖 圖 供熱和制冷領(lǐng)域的智能電氣化實(shí)施指 圖 工業(yè)領(lǐng)域溫度范圍及供熱技 圖 圖 圖 電供熱/制冷技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng) 圖 熱泵技術(shù)研究進(jìn) 圖 2021財(cái)年上半年至2022財(cái)年上半年在不同能源成本假設(shè)下選定部分國家使用家熱泵和燃?xì)忮仩t供熱的邊際成 圖 不同工業(yè)流程和熱泵的溫度范 圖 儲熱技術(shù)的工作溫度范圍和時(shí)間范 圖 季節(jié)性儲熱技術(shù)的平準(zhǔn)化供熱成 圖 第五代DHC系統(tǒng)示意 圖 電供熱制冷領(lǐng)域的市場設(shè)計(jì)和監(jiān)管創(chuàng) 圖 系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營的創(chuàng) 圖 亞利桑那州馬里科帕縣在2010年的AC需求和PV發(fā)電 圖 電供熱與制冷商業(yè)模式下的創(chuàng) 圖 廢熱回收系統(tǒng)的布 第三部分圖 終端用能場（深度降碳進(jìn)程中可將清潔氫作為傳統(tǒng)能源有效替代品的一些場景與實(shí)施清潔氫政策的優(yōu)先 圖 圖 電解產(chǎn)能項(xiàng)目的發(fā)展歷史及未來展 圖 增加系統(tǒng)靈活性的技術(shù)替代方 圖 氫能經(jīng)濟(jì)的智能電氣化戰(zhàn)略實(shí) 圖 氫能技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng) 圖 荷蘭2030年氫主干項(xiàng)目計(jì) 圖 市場設(shè)計(jì)和監(jiān)管創(chuàng) 圖 圖 雙向拍賣系統(tǒng)示意 圖 執(zhí)行價(jià)格為65美元/TCO2時(shí)排放交易系（ETS）平均價(jià)格與碳差價(jià)合約補(bǔ)貼之間的關(guān) 圖 系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營方面的創(chuàng) 圖 電制氫商業(yè)模式的創(chuàng) 圖 圖 將氫氣運(yùn)輸至使用終端位 圖 將可再生能源電解槽及使用終端建于同一區(qū) 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景表 涵蓋三大領(lǐng)域的100項(xiàng)智能電氣化創(chuàng) 表 表 100項(xiàng)智能電氣化創(chuàng)新在四個維度的分 第一部分表 影響智能電氣化戰(zhàn)略制定的交通細(xì)分領(lǐng)域主要特 表 表 電動交通基礎(chǔ)工具包內(nèi)的創(chuàng) 表 電動交通智能充電工具包里的創(chuàng) 表 V2G的優(yōu)點(diǎn)和缺 表 交通出行工具包內(nèi)的創(chuàng) 表 表 交通領(lǐng)域智能電氣化創(chuàng)新的現(xiàn)狀和影響概 表 表 表 供熱和制冷領(lǐng)域的基礎(chǔ)工具 表 表 表 表 表 表 表 表 供熱和制冷領(lǐng)域智能電氣化創(chuàng)新的現(xiàn)狀和影響概 表 儲熱的低溫替代技 表 高溫儲熱技 第三部分表 表 智能制氫基礎(chǔ)工具 表 并網(wǎng)電解裝置戰(zhàn)略下的創(chuàng) 表 離網(wǎng)電解裝置戰(zhàn)略下的創(chuàng) 表 表 量化關(guān)鍵創(chuàng)新對終端用能電氣化戰(zhàn)略影響的指 表 綠氫智能生產(chǎn)創(chuàng)新的現(xiàn)狀和影響一 表 表 三種電解裝置的靈活性和服 表 按碳強(qiáng)度劃分制氫稅收抵免額 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景專欄 歐洲的電氣化和能源安 第一部分專欄 專欄 智能充電對比利時(shí)和德國的影 專欄 專欄 EV車型演變的創(chuàng) 專欄 電動汽車電池技術(shù)的創(chuàng)新領(lǐng) 專欄 電池回收技術(shù)的創(chuàng)新領(lǐng) 專欄 建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān) 專欄 無線充電解決方 專欄 為印度的三輪車隊(duì)提供移動式充電服 專欄 中國的V2G示范 專欄 位于加利福尼亞州的寶馬CHARGEFORWARD項(xiàng) 專欄 電動汽車區(qū)塊鏈應(yīng) 專欄 中國智能配電變壓器終端為電動汽車充電提供便 專欄 加州避免為電動汽車充電加裝新分表的做 專欄 專欄 英國配電系統(tǒng)運(yùn)營商的監(jiān)管框 專欄 智能充電提供系統(tǒng)靈活性的若干示 專欄 智能充電標(biāo) 專欄 德國、澳大利亞和美國的V2G并網(wǎng)規(guī) 專欄 美國和德國的電動交通利益相關(guān)者合 專欄 德國漢堡電動汽車充電的智能規(guī) 專欄 比利時(shí)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商ELIA的電網(wǎng)透明度工 專欄 美國和烏拉圭的清潔運(yùn)輸通 專欄 NovaScotia電力公司的智能充電試點(diǎn)增加了可再生電力的使 專欄 荷蘭通過控制充電來降低電動汽車峰值負(fù)荷而德國則通過電動汽車充電來 專欄 電動汽車作為韌性電網(wǎng)解決方案舉 專欄 英國某電動汽車聚合商開展V2G試 專欄 加州的電動汽車充電即服 專欄 微型出行平臺一種E-MAAS模 專欄 專欄 臺灣兩輪和三輪車的換電以及美國電池更換初創(chuàng)公司AMPLE的換 專欄 專欄 成功部署大規(guī)模熱泵:瑞典案 專欄 工業(yè)高溫供熱需 專欄 熱泵的經(jīng)濟(jì) 專欄 MARIENHüTTE鋼鐵軋制 專欄 電裂解爐實(shí)驗(yàn)裝 專欄 專欄 斯德哥爾摩機(jī)場的季節(jié)性含水層儲 專欄 儲熱經(jīng)濟(jì) 專欄 世界上第一個卡諾電（CARNOTBATTERY）以熱能的形式儲存電力：第三生命儲熱 專欄 西班牙巴塞羅那 專欄 專欄 專欄 用于運(yùn)營德國虛擬發(fā)電廠的區(qū)塊 專欄 八達(dá)通AGILEOCTOPUS項(xiàng) 專欄 法國巴黎建筑物能效提升方 專欄 加州首個要求安裝熱泵的建筑規(guī)范獲得批 專欄 專欄 亞利桑那州將制冷符合與太陽能光伏發(fā)電相耦 專欄 丹麥的供熱即服務(wù) 專欄 丹麥FACEBOOK數(shù)據(jù)中心的廢熱回 專欄 中國西藏?cái)?shù)據(jù)中心的廢熱回 專欄 丹麥的生態(tài)工業(yè) 專欄 丹麥社區(qū)級區(qū)域供熱設(shè) 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景第三部分專欄 高壓氣態(tài)儲氫項(xiàng)目示 專欄 專欄 HYAI（人工智能氫能管理平臺項(xiàng) 專欄 H2綠鋼的優(yōu)化軟 專欄 用于未來氫氣或NG/H2網(wǎng)絡(luò)持續(xù)監(jiān)測和安全運(yùn)行的氫NG/H2泄漏檢 專欄 歐盟委員會關(guān)于可再生氫的授權(quán)法案，2023年2 專欄 電解裝置提供輔助服務(wù)的能 專欄 德國提供輔助服務(wù)的電解裝 專欄 共同努力實(shí)現(xiàn)市場標(biāo)準(zhǔn)化國際氫能經(jīng)濟(jì)和燃料電池伙伴計(jì) 專欄 德國購氫的雙向拍賣 專欄 碳差價(jià)合約的執(zhí) 專欄 清潔制氫稅收優(yōu) 專欄 一站式許可服務(wù)站和氫能項(xiàng)目審批綠色通 專欄 中國低碳?xì)淝鍧崥浜涂稍偕茉礆涞臉?biāo)準(zhǔn)與評 專欄 丹麥的監(jiān)管沙 專欄 丹麥輸電系統(tǒng)運(yùn)營商ENERGINET開發(fā)出氫能產(chǎn)能地 專欄 專欄 專欄 專欄 電力和天然氣輸送系統(tǒng)運(yùn)營商合作示 專欄 專欄 西班牙瓦倫西亞一個主要工業(yè)集群的低碳化計(jì) 專欄 奧地利采用加壓堿性電解槽提供電網(wǎng)平衡服 專欄 HYSYNERGY：用于丹麥區(qū)域供熱的過剩熱 專欄 芬蘭拉赫蒂的電轉(zhuǎn)氣轉(zhuǎn)熱設(shè) 縮略語

第4第5E-ENTSO-創(chuàng)新是推動全球能源轉(zhuǎn)型以實(shí)現(xiàn)碳中和未來的驅(qū)動力。能源轉(zhuǎn)型不僅關(guān)注能源生產(chǎn)，也關(guān)注風(fēng)能和太陽能技術(shù)近年來發(fā)展迅速，為電力系統(tǒng)提供了大量的清潔電力。然而，需求側(cè)并沒有同步發(fā)展。直至最近，全社會還是沿用以化石燃料為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)能源消費(fèi)方式。如今，交通和供熱IRENA1.5202022增至203029205051%。這一目標(biāo)可以通過電氣化技術(shù)的大量普及來實(shí)現(xiàn)，其中許多難以直接電氣化的終端用能部門可以使用可再生能源發(fā)電生產(chǎn)的“綠”氫來實(shí)現(xiàn)脫碳，這一過程IRENA1.5(IRENA,2023c20502020,還需要從電力部門到終端用能部門的能源價(jià)值鏈上所有利益相關(guān)方的參與。這種綜合性的方法被稱為智能電氣化。智能電氣化使（1）（2）電力系統(tǒng)的靈活性，進(jìn)而消納更高比例的可再生能源，使電力系統(tǒng)更具魯棒性和彈性。對于用能終端來說，電氣化是（3）使其脫碳的最經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。基于可再生能源的智能電氣化構(gòu)建了一種良性循環(huán)。電氣化創(chuàng)造了可再生能源的新用途和新:包括以創(chuàng)新方式規(guī)劃電力部門與終端用能部門和運(yùn)行系統(tǒng)的耦合，最大限度地整合可再生能源發(fā)電，并盡量減少電力系統(tǒng)的額外負(fù)荷。S.1|面向智能電氣化的創(chuàng)新全景S.1|1001234充電站的多樣性和普5678V2G9數(shù)字化能源管理和智101112

13141617簡化充電基礎(chǔ)設(shè)施1819V2G

20跨部門合作及統(tǒng)籌21將電動汽車負(fù)荷納222324電力系統(tǒng)靈活性與25電動汽車柔性負(fù)荷26通過電動汽車負(fù)荷27電動汽車作為韌性

2829利用分布式能源削30退役電池的梯次31電動汽車充電即3233公共充電站的所有34在家中和公共區(qū)域3512345678第四代區(qū)域供熱制冷9第五代區(qū)域供熱制冷10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱1213數(shù)字化賦能電力系

14151617提高熱泵運(yùn)行可預(yù)18建筑和工業(yè)的能效19基于電供熱的建筑20簡化熱力基礎(chǔ)設(shè)施

2122（冷熱負(fù)荷23制冷負(fù)荷耦合光伏24具有熱慣性的智能25季節(jié)性儲熱的智能26工業(yè)供熱的智能化27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)

2829滿足供熱和制冷需3031數(shù)據(jù)中心的廢熱32生態(tài)工業(yè)園和工業(yè)34社區(qū)級區(qū)域供熱/35面向智能電氣化的創(chuàng)新全景1加壓ALK2PEM3SOEC4AEM5678用于綠氫生產(chǎn)的數(shù)字9

1011用于綠氫生產(chǎn)的可12具有成本效益的13電解槽提供電網(wǎng)1415161718簡化電解槽項(xiàng)目審1920

21輸電系統(tǒng)運(yùn)營商在22（陸上和海23智能儲氫運(yùn)營和電2425電力和天然氣運(yùn)營

26272829為電力系統(tǒng)提供靈30（氧注：ALKPEMSOECAEMV2G本報(bào)告不僅概述了具有發(fā)展前景的創(chuàng)新，還為如何使用這些創(chuàng)新工具箱來構(gòu)建智能電氣化戰(zhàn)略提供指導(dǎo)。為做到這一點(diǎn)，創(chuàng)新按“工具包”分類，這些工具包是根據(jù)戰(zhàn)略目標(biāo)為三個終端用能部門而定義，可以相互補(bǔ)充。首先，基本工具包包含了開始向電氣化過渡的基礎(chǔ)創(chuàng)新。然后，結(jié)合每個場景的需求及目標(biāo)，在基本工具包基礎(chǔ)上又定義更為具體的工具包。S.2|智能電氣化戰(zhàn)略工具包面向智能電氣化的創(chuàng)新全景緒論了廣泛應(yīng)用，目前已占據(jù)全球新增發(fā)電市場的主導(dǎo)地位。建設(shè)更加智能、靈活的電網(wǎng)。在主要的終端用能部門，尤其是工業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的生產(chǎn)制造過程中，大幅增加清潔電力占比。終端用戶電氣化促進(jìn)了能效技術(shù)的應(yīng)用，而廣泛的電氣化與能效技術(shù)相結(jié)合，將減少全球能IRENA2015202022%205051%，I.1I.1|2018年和2050年世界能源結(jié)構(gòu) 374EJ終端能源消費(fèi)總 353EJ終端能源消費(fèi)總

（現(xiàn)代利用）生合成燃料 其中可再生能源發(fā)電占 IRENA,降低對新建發(fā)電容量的需求。通過行業(yè)耦合、靈活運(yùn)行和提高能效，智能電氣化不僅可以削減高峰用電負(fù)荷，還是幫助能源行業(yè)，包括終端用戶，實(shí)現(xiàn)低碳化的強(qiáng)有力手段。智能電氣化幫助電力系統(tǒng)以經(jīng)濟(jì)高效的方式消納新能源，增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性，實(shí)現(xiàn)了可再生能源高比例接入，提高了系統(tǒng)的魯棒性和韌性。智能電氣化也是交通運(yùn)輸業(yè)和供熱行業(yè)等主要終這反過來又加速了終端用戶的電氣化，進(jìn)一步促進(jìn)了可再生能源的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新還可以降低成本，創(chuàng)造新的投資和商業(yè)機(jī)會。創(chuàng)新是智能電氣化和全球能源轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。大多數(shù)創(chuàng)新都不能孤立地實(shí)施，因?yàn)檫@不僅僅是基于技術(shù)的解決方案。技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施、市場設(shè)計(jì)和監(jiān)管、系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營，以及商業(yè)模式等皆要創(chuàng)新。因此，創(chuàng)新性解決方案來自能源系統(tǒng)各部分的發(fā)展與互補(bǔ)，并在“系統(tǒng)性創(chuàng)新”的過程（1）（2）I.2戶的各個環(huán)節(jié)，讓所有參與者和利益相關(guān)方共同發(fā)揮作用，才能使創(chuàng)新解決方案成功實(shí)施。I.2|系統(tǒng)性創(chuàng)新的四個維度面向智能電氣化的創(chuàng)新全景和系統(tǒng)的具體屬性而有所不同，這包括既定電力系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特性、社會文化環(huán)境等方面的1.5℃IRENA1.5℃IRENA1.5℃（TFEC）中201921203029%、205051%。這有賴于電力技術(shù)IRENA2023)，如電動汽車（EV）能效的重要性。鑒于電氣化和低碳化帶來的巨大好處，各國政府不應(yīng)將快速的智能電氣化當(dāng)成威I.1I.1|基于IRENA1.5°C2050年的電氣化進(jìn)程近 22%1%電能在建筑業(yè)的占比(34%電能在工業(yè)中的占比(20%102212近 <158熱泵所需投資（十億美元/年641.1I.1I.1|Snapshotfreddy?面向智能電氣化的創(chuàng)新全景100（I.2，150I.3|智能電氣化的直接和間接路線I.2|100項(xiàng)智能電氣化創(chuàng)新在四個維度的分布351234充電站的多樣性普遍

1314

20跨部門合作及統(tǒng)籌21將電動汽車負(fù)荷納22

2830退役電池的梯次516173163271833V2G19V2G34在家中和公共區(qū)域351112

27電動汽車作為韌性注:ALKPEMSOECAEMV2G面向智能電氣化的創(chuàng)新全景3512345678第四代區(qū)域供熱制冷9第五代區(qū)域供熱制冷10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱1213數(shù)字化賦能電力系

14151617提高熱泵運(yùn)行可預(yù)18建筑和工業(yè)的能效19基于電制熱的建筑20簡化熱力基礎(chǔ)設(shè)施

2122（冷熱負(fù)荷23制冷負(fù)荷耦合光伏24具有熱慣性的智能25季節(jié)性儲熱的智能26工業(yè)供熱的智能化27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)

2829滿足供熱和制冷需3031數(shù)據(jù)中心的廢熱32生態(tài)工業(yè)園和工業(yè)33城市循環(huán)能流—增34社區(qū)級區(qū)域供熱/35注:ALKPEMSOECAEMV2G351加壓ALK2PEM3SOEC4AEM5678用于綠氫生產(chǎn)的數(shù)字9

1011用于綠氫生產(chǎn)的可12具有成本效益的13電解槽提供電網(wǎng)1415161718簡化電解槽項(xiàng)目審1920

21輸電系統(tǒng)運(yùn)營商在22（陸上和海23智能儲氫運(yùn)營和電2425電力和天然氣運(yùn)營

26272829為電力系統(tǒng)提供靈30（氧注:ALKPEMSOECAEMV2G電動交通1 1電動交通：現(xiàn)狀及展望IRENA1.5℃2030年，全球電動3.6205021.8(IRENA,2023)。停售新燃油汽車、凈電動汽車成本正逐步降低，用戶逐漸認(rèn)識到電動汽車的好處（電動汽車數(shù)量的迅猛增長給電力系統(tǒng)的供需平衡帶來了挑戰(zhàn)。IRENA預(yù)測，交通領(lǐng)域的電氣1.1)。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）2040年全球電動汽車3000太瓦時(shí)（TWh）2040年全球電動汽車的用電需求約4500TWh2021106TWh(BloombergNEF2021a)。BNEF預(yù)測情景估計(jì)，204035的電動汽車充電將在家中完成。公共快充將占24%7%。電動公交車和電動卡車的超級快充將占用電需27IRENA的1.520509IRENA2023)。BNEF裝和維護(hù)方面還需持續(xù)投入約1~1.4萬億美元。2022（50（kW）1兆瓦（MW）方面的投資占充電設(shè)施總投資的70%，這一比例將在2040年降至60%(BloombergNEF,2021a面向智能電氣化的創(chuàng)新全景1.1|IRENA1.5℃氣候路徑中交通用電占比和電動汽車保有量

(1.5°C 國際可再生能源署IRENA2022a)TFEC

充電基礎(chǔ)設(shè)施的增加將減少電動汽車用戶的里程焦慮和增加對電動汽車的信心，此舉將促進(jìn)1.2)。1.2|電力需求 充電網(wǎng)絡(luò)（百萬連接點(diǎn)

USDUSD

315

891

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362ETSNZSETSNZSETS

ETSNZSETSNZSETS

ETSNZSETSNZSETS2021

2021

2021

家庭 工作場所公共慢充公共快充 電動公交和電動卡車來源BloombergNEF注：ETSNZS1.1|1.1|20286%2026%98%（主要是水力發(fā)電。275-6Paraj,21)用可再生能源發(fā)電滿足不斷增長的電動汽車充電需求，是電網(wǎng)目前面臨的一大挑戰(zhàn)。這就需要通過智能電氣化策略降低電網(wǎng)阻塞，在提升可再生能源消納的同時(shí)降低負(fù)荷高峰。智能電氣化還可以通過電源的靈活性和儲能服務(wù)幫助電力系統(tǒng)獲益，包括降低系統(tǒng)溫室氣體排放、減少峰值以減少對額外發(fā)電、輸電和配電容量的需求，這些都是為了最大限度地降低投資成本。在不受控（或不協(xié)調(diào)）若使用實(shí)時(shí)電價(jià)結(jié)算，智能充電可以幫助車主使用低價(jià)電進(jìn)行充電。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景|

9高峰負(fù)荷升高

%太陽能發(fā)電占比%（

%0.5%11%高峰負(fù)荷升高 20%高峰負(fù)荷升高

升高5%（V2G）降低

10-

10%-23%

8-

8-13%

%（），萬輛

能源棄電，15%高峰負(fù)荷升高

43-50%43%-來源：IRENA在配電網(wǎng)中，智能充電可以避免配電組件和設(shè)備過載、提高電壓質(zhì)量和減少電能損失。在滿足電網(wǎng)運(yùn)行約束下，這些優(yōu)勢可以幫助提升分布式能源（DER）的利用率。雖然很難評估智能充電對配電系統(tǒng)的運(yùn)行價(jià)值（Anwar202215-360每輛電動汽車每年可減少新能源棄電23-2400kWh1.2|到20301.417TW307%20301.G6.5G131415%（30-35歐元25%（50-55。20301.4|2030（上（下10998

7 7666

0h1h2h3h4h5h6h7h8h9h10h11h12h13h14h15h16h17h18h19h20h21h22h46413631262116116

0h1h2h3h4h5h6h7h8h9h10h11h12h13h14h15h16h17h18h19h20h21h22h 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景規(guī)模經(jīng)濟(jì)和技術(shù)創(chuàng)新將促進(jìn)降低成本、刺激投資、提振銷量，惠及更多的城市和社區(qū)。但是目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，一是缺乏清晰的商業(yè)模式來支持建設(shè)公共充電設(shè)施，同時(shí)保證充電服務(wù)的兼容性，二是支付系統(tǒng)兼容性差，三是缺乏完善的網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，四是審批流程復(fù)雜、監(jiān)管措施力度不足等。同時(shí)，向人口密度大的住宅區(qū)居民提供智能電氣化服務(wù)也存在智能充電可以降低高峰負(fù)荷，但并不要求向電網(wǎng)返送電。在電動汽車向電網(wǎng)返送電技術(shù)成熟之充電站應(yīng)大規(guī)模布點(diǎn)。多數(shù)充電是在車輛長時(shí)間停放時(shí)進(jìn)行，例如夜間或工作時(shí)間。在途司機(jī)目前由于急于建立充電基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致系統(tǒng)間相互競爭、互不兼容，這種現(xiàn)象并不利于電動汽更便宜。太陽能發(fā)電高峰通常在中午，此時(shí)大多數(shù)乘用車處于停車狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)鼓勵在辦公場所利用屋頂政府機(jī)構(gòu)間應(yīng)分工明確，不重復(fù)制定關(guān)于電動汽車及其接入電網(wǎng)等方面的規(guī)定，秉持開放、一面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2235這些創(chuàng)新涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，從電動汽車（EV、充電基礎(chǔ)設(shè)施和電力系統(tǒng)的進(jìn)展，到完善2.12.1|領(lǐng) 使用場 充電時(shí) 充電地 停車時(shí) 影響電氣化戰(zhàn)略的主要特任何時(shí)間（白30-個人出行（包夜間、工作時(shí)樁、工作場所充電樁、公共90其戰(zhàn)略取決于行駛模式和汽車大部間表；在駕駛路（包括時(shí)間公共站點(diǎn)（車隊(duì)），公交站息時(shí)間；夜間面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2.2|18V2G

1819V2G

222324電力系統(tǒng)靈活性與

32..注:V2G 但是，不存在一個放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。最佳的智能電氣化戰(zhàn)略，既取決于各國國情，也 依賴于系統(tǒng)的各種變量因素，同時(shí)，還必須考慮到當(dāng)?shù)氐纳鐣臀幕橐龑?dǎo)政策制定者根據(jù)各自情況設(shè)計(jì)智能電氣化戰(zhàn)略，我們提供了一套工具箱，其中包含三2.1)。2.1面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2.3)。規(guī)確保了新基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)在電力和交通部門之間得到充分協(xié)調(diào)，并為公共充電站提供合適的所2.3|1

18

22

LSPLSPEM?智能充電工具包在基礎(chǔ)工具包的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)充，以確保采用智能方式實(shí)施電氣化戰(zhàn)略，最大限度地減少不受控充電對電力系統(tǒng)的影響。這一步是必須要做的，因?yàn)樗鶕?jù)實(shí)際的電力系統(tǒng)和國家情況，提出最合適的戰(zhàn)略，還包括市場設(shè)計(jì)和監(jiān)管方面的創(chuàng)新，以確保向電力系統(tǒng)提V2GV1GV2G技術(shù)則難度很大，而且成本高昂。因此，特定地點(diǎn)或V2GV2GV2G并網(wǎng)導(dǎo)則，用于推進(jìn)部署，并使電動汽車與電網(wǎng)能2.1)。2.4|

25電動汽車柔性負(fù)生能源的協(xié)同管理26通過電動汽車負(fù)

8V2G

19V2G注:V2G面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2.1|（V2（V2（V280不過，實(shí)施V2G電動汽車電池在V2GV2G的V2V2G的部署還應(yīng)考慮是V2GV2H和V2B(表2.)。2.5|V2G優(yōu) 缺·V2G·V2G可以為TSO·V2G·V2G可以為DSO（·V2G·V2G·V2G·V2H/V2B·V2G充電器比V1G·V2H/V2B，甚至V2G都可以用作系統(tǒng)停電期間的韌·（過注:DSOTSOV1GV2BV2GV2H交通出行工具包涵蓋私家車和營運(yùn)車輛。私家車輛大部分時(shí)間是停駛的，而營運(yùn)車隊(duì)的停駛2.6|75623車充電采用單一賬單（機(jī)能夠在任何合適的插座上為汽車充電，從而減少續(xù)航焦慮（。對所有類型的車輛都可能涌現(xiàn)出新的商業(yè)模式。對于兩輪和三輪車來說，電動汽車換電服務(wù)服務(wù)是一種有趣的商業(yè)模式，因?yàn)槠潆姵剌^輕且易于操作。對于大型車輛，電池更換服務(wù)也面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2.7威一樣，加州也是全球向電動汽車和零排放汽車轉(zhuǎn)型的領(lǐng)先地區(qū)之一。加州的目標(biāo)是到2030年5002025252.7|124充電點(diǎn)的多樣性和推12

17簡化充電基礎(chǔ)設(shè)施18

20跨領(lǐng)域合作和統(tǒng)籌21將電動汽車負(fù)荷納22

33公共充電站的所有8V2G9數(shù)字化能源管理和智

1319V2G

25電動汽車柔性負(fù)荷26通過電動汽車負(fù)荷27電動汽車作為韌性

28

23綠色清潔高速公 32注:V2G從基礎(chǔ)工具包開始，加州已經(jīng)在對電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模投資，新建了數(shù)千個充電系統(tǒng)。該州還成立了一個“車輛電網(wǎng)集成工作組加州正在實(shí)施單向和雙向充電。一些項(xiàng)目和試點(diǎn)正在測試車輛-電網(wǎng)集成，例如“智能 InCISIV）ChargeForwar” 電力市場。加州公用事業(yè)委員會設(shè)計(jì)了新的規(guī)則，允許更快地部署分布式能源（DERs，包括太V2GV2G充電。此外，加州一家電網(wǎng)公司為住宅電動汽車車主提供分時(shí)電價(jià)，另一家電力公司（PG&E）使用包括電動汽車在內(nèi)的分布式能源，來（NuvveV2G“寶馬充電先鋒ChargeForwar”試點(diǎn)項(xiàng)目的結(jié)果表明，到2030年，200萬輛電動汽車2400GWh2018年并網(wǎng)太陽能發(fā)電量132020)。加州還采用了交通出行方式工具包中的多項(xiàng)創(chuàng)新。該州計(jì)劃建造一條清潔能源高速公路，稱為“西海岸清潔運(yùn)輸走廊MomentumDynamics公司和索拉納交通管理局（STA）300千瓦的自動無線快速充電網(wǎng)絡(luò)。加州還正在涌現(xiàn)出不同的商業(yè)模式。例如，SemaConnect公司提供電Ample公司則正在為車隊(duì)提供模塊化換電服務(wù)。 33智能交通電氣化的創(chuàng)新全景其對智能電氣化的影響（對需求響應(yīng)和提高電力系統(tǒng)靈活性的貢獻(xiàn)多少3.23.1|3.2|交通領(lǐng)域智能電氣化創(chuàng)新的現(xiàn)狀和影響概述12312356568.V2G

9數(shù)字化能源管理和智

181819.V2G

16.“充電權(quán)監(jiān) 高 中 低面向智能電氣化的創(chuàng)新全景維 類 創(chuàng) 創(chuàng)新成熟

20跨部門合作及統(tǒng)籌22.電網(wǎng)數(shù)據(jù)透明

. .28.電動汽車聚合 29利用分布式能源削減.

. 高 中 低注：V2G3.開始。3.2|

12345678V2G9101112注：V2G面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

3.13.1|EV（ElectricVehicleDatabase2022）。ataAeEBgBaset和Fpkart

020101200/12/，航里程，以便乘用車和運(yùn)輸車輛的電池可以更容易地應(yīng)用于車輛接入電網(wǎng)）模式。對電池電動汽車電池領(lǐng)域一個新的技術(shù)關(guān)注點(diǎn)是用于制造電池的關(guān)鍵材料的可得性，如鈷?？尚械臒o鈷電池技術(shù)已經(jīng)存在，如磷酸鐵鋰，但其能量密度還需要提升。電池技術(shù)的創(chuàng)新將提高性能、增加續(xù)航能力、延長電池壽命，促進(jìn)電動汽車的進(jìn)一步普及。3.2|3.3|電池性能方面的困境成本（以充電循環(huán)次數(shù)為單位23.4|23.4|電池創(chuàng)新案例CATL開發(fā)的CTC（電池底盤一體化）方面，CATL發(fā)布了第一代鈉離子電池，其單體能量密度高達(dá)160Wh/kg2023

電池含有鋰、鎳、鈷、錳、石墨、銅和鉛等材料，這些材料的開采和不當(dāng)處置對環(huán)境和有礦物元素都能被回收利用。因此，需要采取措施來解決物流、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和監(jiān)管等方面的各種挑戰(zhàn)，并設(shè)計(jì)可回收電池，實(shí)現(xiàn)回收過程的靈活性、可擴(kuò)展性和高效性。與鉛酸電池相比，鋰離子電池的復(fù)雜性和其化學(xué)構(gòu)成的多樣性，使得很難采用統(tǒng)一的回收流程實(shí)現(xiàn)所有類型電池的可靠回收，并也很難為回收提供成熟的商業(yè)案例。目前使用的回收方法包括使用高溫或水溶液來提取金屬、正極組件和其他材料，在新電池或其他行業(yè)中重新使用。在這方面，創(chuàng)新尤為重要，因?yàn)?3.3|電池回收技術(shù)的創(chuàng)新領(lǐng)域95含雜質(zhì)的回收率也達(dá)到95%33.3|電池回收技術(shù)的創(chuàng)新領(lǐng)域95含雜質(zhì)的回收率也達(dá)到95%99%IRNA,2023。

為了推動充電服務(wù)的普遍使用，充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展必須考慮位置、充電類型、充電模式和其他性能。在城市中，任何共享的停車位都可以成為一個為工作、商業(yè)和公共場所提供充電機(jī)會的充電點(diǎn)。基于私人車位的住宅充電費(fèi)用不高，基本上沒有建設(shè)障礙，而對于停車位有限的社區(qū)和公寓，需要提供共享充電的解決方案。在車輛停放時(shí)間較長的地方，如家庭和工作場所，V2G（3.4。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景3.4|建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵3.5|

電動汽 充充電 ?！ぃ▎蜗唷ぃㄈ?/p>

··

··

··住 公共場 辦公場 公 移動充電（注：V2GV2HV2B

著時(shí)間的推移也在提高。通過使用地面設(shè)備，電動汽車可以在停放時(shí)（靜態(tài)充電，或在移動過 3.5于資金密集型技術(shù)，也需要更多的研發(fā)投入。3.5|無線充電解決方案IP-PRIMOVE系統(tǒng)利用磁感應(yīng)技術(shù)為輕型或重型車輛路線的一端或兩端設(shè)置IPT車就可以在等待時(shí)充電510分（IPTechnology,202。中國的高端汽車一汽紅旗E-HS91千瓦的無線充7是一款配備1

面向智能電氣化的創(chuàng)新全景 66

插拔電的需要，可以安全地提供交流電或直流電。架線充電的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)椴煌能囕v供電，容易擴(kuò)展，而且不需要停車充電。車輛也可以配（西門子,2021額投資，而且不如其他方法靈活?？梢耘鋫涓〉碾姵兀瑥亩岣哒w能源效率，減輕車輛重量，降低車輛成本。

三輪車和輕型車輛，或作為緊急路邊援助。這類充電器既可以是具有先進(jìn)的充電控制和保護(hù)功能制造商不再安裝車載充電器，從而降低車輛的重量、成本和復(fù)雜性。73.6|73.6| V2G

V2G（V2G-AC）或充電站（V2G-DC）CHAdeMO（IEC61851-23,-24）V2G-DC技術(shù)已經(jīng)在英國、丹麥和日本成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。也有一些V2G-AC的例子，如美國和歐洲的校車項(xiàng)目（WeDriveSolar項(xiàng)目。目前，V2GV2G-ACV2G-DC用于公共充電樁。考慮到直流電已有低壓用電安全相關(guān)的ISOV2G-DCV2G系統(tǒng)的主要好處不僅在于交通出行，例如，V2G可為平抑電網(wǎng)中負(fù)荷和發(fā)電變化提供幫助，參與靈活性和電力平衡相關(guān)輔助服務(wù)，還可以為電動汽車車主帶來潛在的收入，降低3.7|中國的V2G北京中再V2G示范站是中國第一個商業(yè)化運(yùn)作的V2G0元0.元2020V2G站共接122280至1個省市建成個VG609個V面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

使用數(shù)字技術(shù)管理能源的一個典型應(yīng)用是分布式能源（DERs）管理系統(tǒng)，例如屋頂太方面帶來了更大挑戰(zhàn)，但也為建立更有效和更強(qiáng)大的電力系統(tǒng)提供了重大契機(jī)。例如，插電式電動汽車可以幫助避免為了尖峰負(fù)荷建設(shè)昂貴備用容量，減少電網(wǎng)擴(kuò)建需求，提高對波動性可再生能源發(fā)電的承載能力。但同時(shí)，也需要加大在能源管理平臺方面的創(chuàng)新力度，解決網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)電動汽車車主的成本，這都有益于加速電動汽車的推廣。3.8|ChargeForwardChareForward1010

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種用于交易驗(yàn)證的分布式的數(shù)字賬本。它可以幫助管理使用可再生能eamin支付。3.9|電動汽車區(qū)塊鏈應(yīng)用218ennIBMandebroEquigyqugrequencyResorationReservennTqugyenn,21。同時(shí)，Oslo2RomeOslo2RomeBANULransnetBWTSOBBBadenovaranhoferIOOLIysemsScwarzGruppeSmartlab和斯圖加特大學(xué)等10ranhoferI,202。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè) 11智能配電變壓

入的車輛充電負(fù)荷變化，從而提升對電動汽車充電負(fù)荷的承載容量。3.10|202APP0電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè) 12智能電表和分

智能電表測量和記錄用電情況（通常是實(shí)時(shí)的并反饋給電力供應(yīng)商，以便進(jìn)行監(jiān)測和計(jì)費(fèi)。通過支持雙向通信和雙向信息流，智能電表已成為況的監(jiān)測。這類電表可以實(shí)現(xiàn)對電動汽車充電使用單獨(dú)費(fèi)率計(jì)費(fèi)，而非居民用電的統(tǒng)一費(fèi)率。宜的時(shí)間進(jìn)行充電，為雙方帶來更大效益。同時(shí)，充電樁智能分表也為實(shí)現(xiàn)“車聯(lián)萬物V2”減少了技術(shù)阻礙3.1。3.113.11|20223.12|面向智能電氣化的創(chuàng)新全景3.63.6|

131516171819V2G13

動態(tài)電價(jià)鼓勵消費(fèi)者等到電價(jià)更低時(shí)再充電，用來減少同步負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)擁塞（所有電動汽車司機(jī)在晚上回家后都插上電源充電時(shí)將會發(fā)生這種情況，并降低電動汽車充電的解和采用，并能為普通電動汽車用戶節(jié)省大量充電費(fèi)用。1414

智能有序充電允許配電系統(tǒng)運(yùn)營商（DSO）利用智能充電帶來的靈活性，減少配電基礎(chǔ)設(shè)施增容需求（smartEN歐洲智能能源，2022年DSODSO或聚合商可以直接控制充電負(fù)荷，他們擁有更完整的電動汽車充電負(fù)荷信息?？刂齐妱悠嚦潆娯?fù)荷參與需求響應(yīng)，還可以向電網(wǎng)提供電壓支撐服務(wù)，應(yīng)對需求突然變化引起的電壓變化?？梢酝ㄟ^車輛控制充電負(fù)荷，也可以直接通過充電設(shè)施進(jìn)行控制（加州公用事業(yè)委員會，2020ENTSO-E，20222011。場為市場運(yùn)營商和有序充電參與者提供收入，同時(shí)也改善配電網(wǎng)的運(yùn)營。DSO管理電網(wǎng)擁堵并控制電壓。重要的是要設(shè)計(jì)配套的監(jiān)管框架，并為這些服務(wù)設(shè)定適當(dāng)?shù)膬r(jià)格激勵。3.13|219Ofgem為DSODSO新規(guī)定促使英國的六家SOEXSPTOESoexOfem（smartEN,面向智能電氣化的創(chuàng)新全景15

智能充電提供的靈活性不僅有利于本地配電系統(tǒng)，還可以通過本地靈活性市場之間的互中未激活的投標(biāo)，會轉(zhuǎn)移到具有類似要求的輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO）市場（例如手動頻率恢復(fù)備用市場）（smartENSmartEnergyEurope，2022年。使用這種方法進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)在技術(shù)上已經(jīng)可行，并且在經(jīng)濟(jì)上可以獲利，北歐、英國、法國和德國等電網(wǎng)已經(jīng)有所實(shí)踐。DERTSODSO之間的合作。為電力系統(tǒng)提供靈活性將有助于實(shí)現(xiàn)靈活性的創(chuàng)收價(jià)值，并提高負(fù)荷控制能力，使TSO和DSO能夠更好地聚合電動汽車參與電網(wǎng)互動。另一方面，這將提高消費(fèi)者使用電動汽車3.14|挪威NorFlex項(xiàng)目：2022年1月，挪威的NorFlex（TSmFRR市場提供3MWmFRR采購的最低投標(biāo)額而實(shí)RTE是法國的一家TSV2G智能充和歐洲（FCR-N）Nuvve的V2GGIVe平臺控制的10kWNuvve的軟件通過控制電池的15Nu15NuvvrederiksbergForsyning2年和2182000Nuvv丹麥的ParkeV2G1860歐元。202年12452k81000k4.8Hz來源smartENSmart2022CHAdeMO2022aNuvve2020202116

“充電權(quán)”規(guī)定賦予所有電動汽車駕駛員安裝或使用充電設(shè)施的合法權(quán)利。這對于為居住在多住宅單元、在多租戶建筑物中工作或缺乏便利的路邊停車位的人們提供充電的便利至關(guān)重要。指定最低數(shù)量的充電樁。一種可能的創(chuàng)新是在路燈柱上布線，用于路邊充電。EV面向智能電氣化的創(chuàng)新全景17

審批過程應(yīng)包括檢查電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的位置和配置，以確保安全。簡化審批程序的建議包括以下內(nèi)容。易于獲取信 簡化申請流安裝指 提供在線申 劃分某些基礎(chǔ)設(shè)施安裝為次要工對外介紹業(yè)務(wù)流 創(chuàng)建靈活的檢測要平的競爭環(huán)境，特別是在已經(jīng)存在加油站的高速公路上，并且因?yàn)槌潆姌秾⒏菀装惭b或使用，1818

到充電樁、充電樁到車輛、充電樁運(yùn)營商到充電樁、充電樁運(yùn)營商之間、能源聚合商到電網(wǎng)、 電的軟件平臺必須符合最新標(biāo)準(zhǔn)，無論充電樁位置或硬件如何，都應(yīng)支持通信并滿足業(yè)務(wù)需求。SAE來了挑戰(zhàn)。對于確保電動汽車所有類型的充電站、充電應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的兼容性和通信3.15|智能充電標(biāo)準(zhǔn)重要的V1G/V2G2022ISO15118（交通部，2021年。同樣在2022年，CHAdeMO協(xié)會發(fā)布了一項(xiàng)摩托車和小面向智能電氣化的創(chuàng)新全景19V2G

由于電動汽車需要的充電功率可能比正常家庭連接提供的充電功率更高，并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)必出有功功率的發(fā)電機(jī)的要求IREN，2022。在歐洲，ENSO-EV1GV2）V1G定義V2G并網(wǎng)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)對于允許電動汽車輕松連接到電網(wǎng)、并智能地與電網(wǎng)交換能量非常重要。這些規(guī)范允許智能有序和雙向充電，有助于控制電網(wǎng)峰值負(fù)荷并為電網(wǎng)提供許多其他利益，可讓對電網(wǎng)、配電變壓器和電纜的投資減少約50%（ElaadNL-CHAdeM，2022。3.16|V2G（VDEFNN，2019）（100kW的充電設(shè)施，必須配備雙向AS4777V2G（Jones等人，2021年）VG（如儲能或小型發(fā)電機(jī)eV8。交通行業(yè)的電氣化，需要電力和交通部門之間前所未有的協(xié)調(diào)與配合，以便充分發(fā)揮電動汽3.7應(yīng)對額外負(fù)荷做好準(zhǔn)備，并利用電動汽車的特點(diǎn)，大幅度提高全球電力系統(tǒng)的彈性，減少由于極3.7|

2022232425262720

為了實(shí)現(xiàn)交通出行部門零排放和零碳電網(wǎng)，電動汽車生態(tài)系統(tǒng)中所有的利益相關(guān)方都需要合作并調(diào)整其政策進(jìn)程和激勵措施，以支持電動汽車與電網(wǎng)的融合。這些利益相關(guān)方包括監(jiān)管機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)營商、能源電力零售商、充電樁運(yùn)營商、交通出行服務(wù)提供商，以及作為需跨領(lǐng)域合作和政策協(xié)調(diào)將減少購買和使用電動汽車的監(jiān)管障礙，并降低企業(yè)、公民和政府的成本。如果能努力做好合作與協(xié)調(diào)，就能在政策制定過程中考慮到所有的利益相關(guān)方（及3.17|政策行動建議，以推進(jìn)電動汽車與電網(wǎng)融合（Gridworks2019年）。3.17|政策行動建議，以推進(jìn)電動汽車與電網(wǎng)融合（Gridworks2019年）。（項(xiàng)目協(xié)調(diào)hySOLUTIONSGmbH（項(xiàng)目管理、漢堡國際金融銀行（投資和發(fā)展銀行Stromnetz-2121

2020 時(shí)間尺度給電網(wǎng)帶來的額外負(fù)荷。電動汽車充電負(fù)荷預(yù)測依據(jù)電動汽車保有量、智能有序充電和V2G但同時(shí)電動汽車也具備平抑負(fù)荷波動和提供電網(wǎng)韌性調(diào)節(jié)的能力。電動汽車接入電網(wǎng)位置的隨機(jī)性增加了規(guī)劃工作的復(fù)雜性。電動汽車滲透率及其對電網(wǎng)的支撐作用將影響對未來發(fā)電、輸電和配電的規(guī)劃。規(guī)劃和監(jiān)測電力和充電系統(tǒng)中的柔性負(fù)荷有助于緩解電網(wǎng)擁堵，并延緩電網(wǎng)改造升級，同時(shí)能夠確定電網(wǎng)擴(kuò)容需求?？紤]靈活負(fù)荷的電力系統(tǒng)規(guī)劃還將減少電動卡車和城市周邊服務(wù)于長距離旅途的大型充電站對電力系統(tǒng)的影響。3.18|未來201.8GW的基礎(chǔ)上增加402030（總共萬輛估計(jì)耗資20萬歐元將避免200萬歐元的電網(wǎng)升級改造投資。（IRENA,2222

2222

面做出優(yōu)化決策，數(shù)據(jù)至關(guān)重要。3.193.19|比利時(shí)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商ELIAELIA數(shù)據(jù)促使系統(tǒng)中的活躍用戶聯(lián)合起來避免電網(wǎng)出現(xiàn)問題。ELIA還創(chuàng)建了一個進(jìn)階版的平臺，其中包括電動汽車和風(fēng)電的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，這也將有助于解決電網(wǎng)相關(guān)問題（ELIA集團(tuán)，2022年）。丹麥的Energienet公司和荷蘭的23

路通道需要電力公司、汽車制造商、充電設(shè)備供應(yīng)商和各州政府之間的合作，以確?；ゲ僮餍圆⒕G色高速公路通道可以解決影響電動汽車廣泛推廣的最大挑戰(zhàn)——無需長時(shí)間等待充強(qiáng)度和當(dāng)?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電情況。3.20|間隔約503.20|間隔約503.5MW（Griffo，2022年。23232424

臨快速且不受控充電的問題，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、變壓器或線路堵塞或其他問題。些資產(chǎn)包括分接開關(guān)變壓器（可以改變電壓、電容器和提供無功控制的類似設(shè)備，以及基于逆變器的發(fā)電機(jī)。電力系統(tǒng)運(yùn)營商還可以要求其他柔性化服務(wù)提供商提供幫助，如發(fā)電公司或綜合需求響應(yīng)提汽車無序并網(wǎng)和不受控充電給電網(wǎng)帶來問題，避免技術(shù)和經(jīng)濟(jì)損失，并使電力系統(tǒng)能夠以最佳狀態(tài)運(yùn)行。電動汽車充電負(fù)荷與電力系統(tǒng)其他靈活性可調(diào)資源的協(xié)同控制也很重要，可以最大限度

交通領(lǐng)域零碳化需要推廣電動汽車，并盡量使用可再生能源發(fā)電為電動汽車充電。這過雙向充放電設(shè)施將可再生能源反饋給家庭或電網(wǎng)。從長遠(yuǎn)來看，電動汽車的推廣應(yīng)用將增加電網(wǎng)靈活性，使更多可再生能源并網(wǎng)成為可能。利用電動汽車和可再生能源之間的協(xié)同作用，將使系統(tǒng)運(yùn)營商能夠整合利用數(shù)量不斷增長的電動汽車，也有利于提高可再生能源發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中的比重，從而大幅減少化石燃料調(diào)峰發(fā)電廠的使用，加快能源轉(zhuǎn)型。3.21|NovaScotia00NvaStae350加元獲得ChareointHomeFlexEVNovaStaowe在兩年500mmaarrat2020。CC7CC7?面向智能電氣化的創(chuàng)新全景26

為了防止電網(wǎng)局部因電動汽車充電而過載，尤其在用電高峰時(shí)段，系統(tǒng)運(yùn)營商可以仔細(xì)規(guī)劃、監(jiān)測和控制不同地點(diǎn)電動汽車的負(fù)荷，將充電從用電高峰時(shí)段轉(zhuǎn)移到非高峰時(shí)段。這項(xiàng)創(chuàng)新適用于輕型、中型和重型車輛，但由于不同的充電配制和電池規(guī)格，具體策略可能因不同的車3.22|由EnexisNetbeheer（荷蘭電網(wǎng)運(yùn)營商138DSO控制的智能充電將峰值負(fù)荷降低了40（Elaadnl，2020。德國ransnetBWPVsiftTRASNETB20222727

大規(guī)模電動汽車的應(yīng)用可以為電網(wǎng)提供靈活調(diào)節(jié)性，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)韌性提供方案，可降低 電力短缺或停電的持續(xù)時(shí)間和嚴(yán)重程度。電動汽車電池也可以成為重要的備用電源選擇，尤其是 秒，是響應(yīng)能力最快的靈活性可調(diào)資源。同時(shí)由于電動汽車成本已經(jīng)由車主支付，與其他靈活性斷電、計(jì)劃停電或公共安全斷電（例如在惡劣天氣期間）的情況下，可以使用電動汽車的靈活V2G3.23|Nuvve公司部署的具有V2GNuvve正在測試?yán)∟uvve，2020。2022款Lightning202年2月冬季風(fēng)暴導(dǎo)致德Busby202Morend202。根據(jù)日產(chǎn)的BlueSwitch計(jì)劃（2018年至今面向智能電氣化的創(chuàng)新全景3.8|電動交通的商業(yè)模式創(chuàng)新 28

29303132333528

聚合商將不同的分布式能源DE）虛擬電廠。他們可以通過負(fù)載轉(zhuǎn)移、輸電系統(tǒng)運(yùn)營商S）平衡和配電系統(tǒng)運(yùn)營商DS）的本地靈活性配置等服務(wù)為電網(wǎng)增加多種效益。作為電動汽車與電力系統(tǒng)運(yùn)營商或電力市場之間的獨(dú)立的公司或能源零售商。單獨(dú)一臺電動汽車無法有意義地參與到市場中或提供電網(wǎng)服務(wù)，但一批電動汽車一起卻從而從多個可能的收入流中獲取更多價(jià)值，或者可以將電動汽車池與其他資產(chǎn)（如固定電池或可控負(fù)載）聚合，從而產(chǎn)生更大收益。3.24|英國某電動汽車聚合商開展V2G在世界上最大的住宅V2G3.24|英國某電動汽車聚合商開展V2G在世界上最大的住宅V2GSciurus項(xiàng)目正在英國聚合320個V2G充電樁，以便對電網(wǎng)提供支持并獲得收V2G單元通過KaluzaPiclo（UKowerNetwork。2929

28292829 配對，通常以太陽能屋頂或頂篷的形式出現(xiàn)。將吸收原本可能因需求不足而浪費(fèi)的電力，因此這樣可最大限度地利用分布式能源發(fā)電，還避免了為并網(wǎng)充電站提供大量電力所需的配電投資和電網(wǎng)容量擴(kuò)張。在電網(wǎng)薄弱的地方，離網(wǎng)太陽能充電系統(tǒng)將加速電動交通出行的轉(zhuǎn)型，避免電網(wǎng)擴(kuò)張的需要。30

盡管電動汽車電池已被證實(shí)其壽命可達(dá)數(shù)十萬公里，但終將會因?yàn)闊o法提供足夠的能量和續(xù)航里程而失效。然而，它們可能仍有高達(dá)原始容量的80%的電力，使它們能夠作為固定電池獲得第二次壽命，為電力存儲要求低于電動汽車的應(yīng)用場景提供動力。二次電池比新電池便宜得多，因此固定式存儲成本更低。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景303031

在充電即服務(wù)Caa）商業(yè)模式中，車主為電動汽車充電付費(fèi)，而無須實(shí)際擁有或管CaaS照固定或浮動費(fèi)率現(xiàn)收現(xiàn)付。aaS和企業(yè)。CaaS商業(yè)模式為消費(fèi)者降低了前期購買充電器和軟件的成本，消除了電動汽車更大規(guī)模應(yīng)用的潛在障礙。它還使服務(wù)公司能為更廣泛、更便捷地使用電動汽車做出貢獻(xiàn)，有助于加快3.25|EVmatchE2。3232

在出行即服務(wù)（MaaS）模式中，人們購買交通服務(wù)，而不是購買和擁有私家車。出行 即服務(wù)捆綁了多種交通方式，讓旅行者得以根據(jù)自己的偏好、價(jià)格和可用的交通方式組織旅行。在電動出行即服務(wù)（E-MaaS）踏板車和電動自行車。E-MaaS的車輛以及相關(guān)的充電和能源基礎(chǔ)設(shè)施都由第三方集中所有，由 客戶使用，客戶為使用車輛付費(fèi)。E-MaaS模式可用于通過市場化方式使用電動商用車隊(duì)。E-MaaS降低或消除了改用電動出行的前期成本，并讓人們和企業(yè)能夠選擇最便宜、最方便、最環(huán)?；蜃羁斓姆桨竵頋M足他們的需求。E-MaaS模式下的共享汽車通常比私家車具有更高的利用率，從而降低了電動汽車的總體成本（其資本成本高，但運(yùn)營成本低，并加速了能源轉(zhuǎn)型。此外，有了V2G，E-MaaS3.26|E-MaaS其中一個最早出現(xiàn)的E-MaaS面向智能電氣化的創(chuàng)新全景33

33公共充電基礎(chǔ)設(shè)施對于擴(kuò)大電動汽車的使用至關(guān)重要，其初始高昂的投資成本成為了其推廣的主要障礙，但公共充電基礎(chǔ)設(shè)施所有權(quán)和運(yùn)營正在涌現(xiàn)出一些創(chuàng)新性的商業(yè)模式，包括333.273.27|印度初創(chuàng)公司KiranaCharzer34

單一賬單商業(yè)模式使電動汽車車主能夠在其家庭電費(fèi)賬單上支付公共充電費(fèi)用。該服他地點(diǎn)簽訂電力合同的規(guī)定。在家中和公共區(qū)域支付充電費(fèi)用的單一賬單商業(yè)模式消除了阻礙電動汽車推廣的又一個障礙。3535

電動汽車換電模式使用戶不需要對車內(nèi)的電池充電，而是用充滿電的電池組替代放完電例如電動兩輪和三輪車。對于重型車輛，電池的更換要復(fù)雜一些，需要機(jī)械師的協(xié)助。用快速更換電池替代可能的長時(shí)間充電，這對車隊(duì)經(jīng)理來說非常有用。與此同時(shí)，供應(yīng)商不僅可以從換電客戶那里獲得收入，還可以使用存儲在更換點(diǎn)的電池向電網(wǎng)提供服務(wù)，從中獲得收入。3.283.28|Ample臺灣制造商GogoroGoor2022。Ample（Ampl2022。3.29|5-10%，年均二氧化碳排放量減少13.71730噸。4 4供熱和制冷領(lǐng)域電氣化：現(xiàn)狀及展望供熱和制冷約占全球終端能源消耗的一半，它是終端用能最多的行業(yè)，超過了電力（占比20%）和交通（30%，40%化石燃料（煤、石油、天然氣）供熱是主要的供熱方式，也有部分熱源來自不可持續(xù)的生物2022a20167EJ2050年，全球制冷能源需求量將增加到12EJ，增長45%（IE，2018。這種增加的一個原因是目前全球生活在炎熱氣候地區(qū)的人口（IPC，2018制冷設(shè)備的需求增加，特別是隨著發(fā)展中國家生活水平的提高，例如，2010202060以上，預(yù)計(jì)在當(dāng)下這個十年內(nèi)將增加三倍（GreenCoolingInititiv，202主要用于建筑物空間冷卻約占制冷用能的一半，其余則主要為工業(yè)和商業(yè)制冷(GenCooingInitit，202。由于制冷已經(jīng)主要由電力驅(qū)動，低碳化收益將與智能電氣化戰(zhàn)略相面向智能電氣化的創(chuàng)新全景電氣化，主要是供熱電氣化，是供熱制冷低碳化的關(guān)鍵戰(zhàn)略（20501.5℃）1。國際可再生能源署（IRENA）1.5℃20507334%20507.93580014205027%(IRENA,20234.1IRENA1.5℃20302050（<100℃，工業(yè)領(lǐng)域通常需要更高的溫度（>150℃型區(qū)域供熱系統(tǒng)。每種終端能源都有不同的現(xiàn)狀和發(fā)展速度，因此需要針對性的創(chuàng)新。（DistrictHeatingandCooling，DHC）2019201032202116EJ1-23.5ResearchandMarkets,2022)。20206226(12%)3?？稍偕茉吹恼急阮A(yù)計(jì)將迅速增加。工業(yè)領(lǐng)域既使用低溫?zé)嵩矗?00℃，也使用高溫?zé)嵩矗ㄤ撹F，1000℃，并且主要依賴化石燃料（202089%。高溫生產(chǎn)4.1|IRENA為工業(yè)和建筑領(lǐng)域設(shè)定的1.5°C

工業(yè)領(lǐng)域所占用電份額工業(yè)領(lǐng)域所占用電份額<100

注：TFECmoomoophotograph?4.1|瑞典得益于其豐富的水電資源和20世紀(jì)70、80年代的核電站建設(shè),其發(fā)電量遠(yuǎn)超過需求。然而，由于向鄰國的輸電能力有限，電力盈余無法出口。為了利用一些富余電力，瑞典開發(fā)了帶有大型熱泵的區(qū)域供熱系統(tǒng)，在20804.1|瑞典得益于其豐富的水電資源和20世紀(jì)70、80年代的核電站建設(shè),其發(fā)電量遠(yuǎn)超過需求。然而，由于向鄰國的輸電能力有限，電力盈余無法出口。為了利用一些富余電力，瑞典開發(fā)了帶有大型熱泵的區(qū)域供熱系統(tǒng)，在20801527MW80%仍在使用。2000溫度和應(yīng)用范圍，特別是應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域等。ZsoltZsoltBiczo?降低成本和對環(huán)境的影響，增加電力系統(tǒng)靈活性，使其更高效，避免對輸、配電網(wǎng)進(jìn)行額外的增 智能電氣化戰(zhàn)略的實(shí)施需要因地制宜，沒有哪一種解決方案適用于所有場景。以下是不同國預(yù)測和自適應(yīng)算法可以根據(jù)實(shí)時(shí)電力市場狀況儲熱（m3）（PV）提供的制冷需求份額增加55-70%（Laine等人，2019）00歐元/MWh的成本提供100MW的上行儲備432歐元/MWhGeorgesetal.,27整60-80%（Danfos27Daikin和德extKrfterD。48小時(shí)內(nèi)上下調(diào)節(jié)25%50%16%60（deeplakewatercooling，DLWC）系統(tǒng)的Enware25000（CityofToronto2021）。4（即熱泵+儲熱）面向智能電氣化的創(chuàng)新全景供熱領(lǐng)域電氣化帶來的挑戰(zhàn)眾所周知，且大多尚未解決。首先，建筑物房主和其他小規(guī)模的終端用戶一直不愿放棄傳統(tǒng)的化石燃料供熱技術(shù)，如燃?xì)忮仩t。此外，不是所有用戶都能意識到智能電氣化戰(zhàn)略的好處，例如降低家庭或企業(yè)的用能成本。信息（如電表后端數(shù)據(jù)。一些地區(qū)可能缺乏具有專業(yè)知識的從業(yè)人員，無法保證安裝的質(zhì)量和一致性。另外，制造商可能也不愿意生產(chǎn)高質(zhì)量的電力相關(guān)產(chǎn)品，因?yàn)檫@些產(chǎn)品會與他們現(xiàn)有的在工業(yè)領(lǐng)域，除非能保證相關(guān)企業(yè)在電氣化后的成品質(zhì)量不受影響，或者經(jīng)濟(jì)效益足夠大，并且能夠完全滿足更換現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)的時(shí)間、精力和成本，否則企業(yè)將不愿意改變現(xiàn)有的生產(chǎn)（，但從發(fā)展趨勢（RNA,2c;EA,22er5150儲熱增加了電力系統(tǒng)的靈活性，提高了可再生能源的利用率并降低了運(yùn)營成本。儲熱有許多優(yōu)度上提供從小時(shí)到整個季節(jié)的靈活性等，能夠滿足隨季節(jié)變化的供熱制冷需求。儲熱具有可拓展性，實(shí)用性較強(qiáng)，可為單個家庭和大型DHC網(wǎng)絡(luò)提供靈活性。另外，無論是應(yīng)用于多個獨(dú)立家庭供熱還是直接用于DHC系統(tǒng)，儲熱都可以提供平衡調(diào)節(jié)服務(wù)，提高供應(yīng)安全性，整//策略。制冷需求的增長為廣泛采用熱泵提供了另一個強(qiáng)有力的論據(jù)，因?yàn)榭赡鏌岜媚軌蛞暂^低的附加成本提供制冷。可逆熱泵通過全年提供服務(wù)，使熱網(wǎng)更加高效且獲得更高的利潤。制冷需求建筑規(guī)范可以促進(jìn)智能供熱制冷解決方案的落地，并有助于挖掘建筑行業(yè)智能電氣化潛力。2030地能源市場。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景有低碳化路徑的基礎(chǔ)。通過能效措施減少用電負(fù)荷，有效降低對新增可再生能源容量或強(qiáng)固很多措施來減少這些熱量排放，但在熱量的回收再利用方面仍有巨大提升潛力。數(shù)據(jù)中心的5 5供熱和制冷智能電氣化工具包智能化策略的有效性取決于多種因素，如電力系統(tǒng)或電網(wǎng)容量有多大的靈活性，但在所有場景下，其實(shí)施都會帶來明確且顯著的價(jià)值收益。供熱和制冷智能電氣化，不僅需要供熱和制冷技術(shù)的進(jìn)步，還需要商業(yè)模式、市場機(jī)制設(shè)計(jì)和監(jiān)管、系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營等方面的協(xié)同革新。此外，打破公用事業(yè)公司、電網(wǎng)運(yùn)營商、區(qū)域供熱制冷（DHC）公司以及建筑和工業(yè)能源管理者等利益主體間的相互孤立狀態(tài)，也是推進(jìn)供熱和制355.1面向智能電氣化的創(chuàng)新全景5.1|影響智能電氣化戰(zhàn)略選擇的供熱/制冷客戶之間的差異細(xì)分市 溫 規(guī) 使用案 技 利益相關(guān) 電氣化戰(zhàn)略主要特傳統(tǒng)依賴化石燃料的某些應(yīng)用、需要超過1000℃的應(yīng)用、靈活a.在早期的DHC系統(tǒng)中，在某些情況下要使用溫度超過100.c.5.2|1234567891011人工智能用于冷熱負(fù)荷需求1213

14151617采暖和制冷設(shè)備18建筑和工業(yè)的能19基于電制熱的建20簡化熱力基礎(chǔ)設(shè)

2122（冷熱23制冷負(fù)荷耦合光24具有熱慣性的智25季節(jié)性儲能的智26工業(yè)供熱的智能7調(diào)供熱和制冷

2829滿足供熱和制30供熱和制冷即31數(shù)據(jù)中心的廢熱32生態(tài)工業(yè)園和工3334社區(qū)級區(qū)域供熱/35社區(qū)級電供熱面向智能電氣化的創(chuàng)新全景編制一項(xiàng)智能電氣化戰(zhàn)略，需要充分利用技術(shù)、市場法規(guī)、商業(yè)模式以及系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營這四個維度不同創(chuàng)新之間的協(xié)同作用。同時(shí)，還應(yīng)充分考慮當(dāng)前能源系統(tǒng)的可用能力及可用潛力。例如，在瑞典，豐富的水力資源為熱泵的大規(guī)模應(yīng)用提供了良好的資源稟賦條件。由建筑、工業(yè)和區(qū)域供熱等工具包組成，用戶可以根據(jù)具體需求靈活選取（5.1。5.1基礎(chǔ)工具包用于支撐跨領(lǐng)域創(chuàng)新，如熱泵和儲熱，以及在市場設(shè)計(jì)、系統(tǒng)規(guī)劃和商業(yè)模式等5.3，稍后將對其進(jìn)行詳細(xì)討論。5.3|1613數(shù)字化賦能電力系

1417提高熱泵運(yùn)行可預(yù)18建筑和工業(yè)的能效20簡化熱力基礎(chǔ)設(shè)施

21城市整體規(guī) ?28聚合建筑供熱工具包可提供除基礎(chǔ)工具包之外更多的創(chuàng)新技術(shù)來支撐住宅建筑領(lǐng)域的智能電氣化5.4100%工業(yè)供熱工具包用于支撐工業(yè)領(lǐng)域電氣化供熱的創(chuàng)新。工業(yè)領(lǐng)域以盈利為主，通常需要在高負(fù)載條件下連續(xù)運(yùn)行，許多創(chuàng)新因此可能會遇到阻力。另一方面，如高溫?zé)岜茫?.1）和廢面向智能電氣化的創(chuàng)新全景5.4|建筑供熱工具包210物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱12

151619基于電供熱的建筑

23制冷負(fù)荷耦合光伏24具有熱慣性的智能

29滿足供熱和制冷需355.5|工業(yè)供熱工具包3457

1516

26工業(yè)供熱的智能

3032生態(tài)工業(yè)園和工業(yè)5.1|工業(yè)高溫供熱需求特定行業(yè)需要超過1000℃的高溫如圖5.2所示。5.2| 1 1 1 1 1 2

面向智能電氣化的創(chuàng)新全景區(qū)域供熱工具包旨在為熱網(wǎng)制定智能電氣化策略，包括第四代熱網(wǎng)（4GDH（5GDG）以及廢熱發(fā)電技術(shù)。廢熱發(fā)電技術(shù)沒有包含在建筑物工具包中，因?yàn)槠鋺?yīng)用需要大量熱量。而建筑物供熱和區(qū)域供熱在市場創(chuàng)新和商業(yè)模式等方面內(nèi)容是相同或相似的（5.6。5.6|區(qū)域供熱工具包248第四代區(qū)域供熱制冷9第五代區(qū)域供熱制冷10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱12

1516

2122（冷熱負(fù)荷23制冷負(fù)荷耦合光伏25季節(jié)性儲熱的智能27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)

3031數(shù)據(jù)中心的廢熱6這里我們認(rèn)為5GDH是通過聯(lián)合供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)冷暖聯(lián)供，而4GDH是通過專用的供熱和制冷網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冷暖單獨(dú)供應(yīng)（Lund等此外，供熱工具包中的關(guān)鍵技術(shù)——熱泵，在制冷方面也發(fā)揮著核心作用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱泵可以5.7。5.7|制冷工具包10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱12

151619基于電制熱的建筑

22（冷熱負(fù)荷23制冷負(fù)荷耦合光伏24具有熱慣性的智能27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)

29滿足供熱和制冷需3034社區(qū)級區(qū)域供熱/面向智能電氣化的創(chuàng)新全景2020（DHC）系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以進(jìn)行冷、熱、電聯(lián)供，同時(shí)可有效利用水庫和污水處理過程中的熱量和冷量。4MW20002.5MW制冷能力。蓄水裝置可看作一個13MWh20255000MWh5.3|塔恩比市DHC（生物質(zhì)能和廢料冷水 廢水處理車 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景5.85.8|16

1418

2148第四代區(qū)域供熱制冷9第五代區(qū)域供熱制冷10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱

15熱負(fù)荷的靈活 ?25季節(jié)性儲熱的智27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)

3034社區(qū)級區(qū)域供熱//再生能源91//DH）歐洲最大的虛擬電廠（TikoEnergy，2022年。該公司通過數(shù)字平臺控制這些電器設(shè)備進(jìn)行削設(shè)備與分布式發(fā)電（如屋頂光伏）系統(tǒng)，進(jìn)一步減少了用戶的電費(fèi)開支。5.4|平臺布局 面向智能電氣化的創(chuàng)新全景Tiko100MW，是瑞士在多種可再生能源整合、分布式發(fā)電、供熱制冷電氣化以及能源系統(tǒng)數(shù)字化方面的關(guān)鍵參與者（SwisscomEnergySolutionsA，2018。Tiko中的技術(shù)要素。此外，案例還耦合了光伏與制冷需求，引入了制冷方面的技術(shù)要素。12

18建筑和工業(yè)的能效

21城市整體規(guī) ?28聚合48第四代區(qū)域供熱制冷9第五代區(qū)域供熱制冷10物聯(lián)網(wǎng)賦能智能電11人工智能用于冷熱

15熱負(fù)荷的靈活 ?24具有熱慣性的智25季節(jié)性儲能的智能

29滿足供熱和制冷需23制冷負(fù)荷耦合光伏6 6制冷創(chuàng)新全景356.1（例如，熱泵的使用）和對智能電氣化的影響（例如，這種創(chuàng)新在多大程度上有助于需求響應(yīng)和提高電力系統(tǒng)靈活性6.2低低中一些國家已經(jīng)開始實(shí)施創(chuàng)新高

面向智能電氣化的創(chuàng)新全景6.2|

12轉(zhuǎn)換技 ?3高溫?zé)?2445678910

11人工智能用于冷熱負(fù)荷12基于區(qū)塊鏈的交 13數(shù)字化賦能電力系統(tǒng)靈141617采暖和制冷設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)

18建筑和工業(yè)的能效改 高 中 低

19基于電制熱的建筑規(guī)

20簡化熱力基礎(chǔ)設(shè)施的審

21232425262223242526

27在區(qū)域系統(tǒng)中協(xié)調(diào)供熱2829滿足供熱制冷需求的分303031

32生態(tài)工業(yè)園區(qū)和工業(yè)過34社區(qū)級區(qū)域供熱/制 35社區(qū)級電供熱資 高 中 低面向智能電氣化的創(chuàng)新全景技術(shù)創(chuàng)新通常是系統(tǒng)創(chuàng)新方法的基礎(chǔ)。技術(shù)創(chuàng)新使得實(shí)施其他方面的創(chuàng)新以及創(chuàng)造新的收TE/冷DH）6.76.1|電供熱/制冷技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新12

34567

89

111213

電動壓縮熱泵是供熱和制冷行業(yè)電氣化方向最具潛力的技術(shù)。它能高效地將熱量從多100℃的溫度下高效供熱甚至可以088（low-GWP）的“第四代”制冷劑，因?yàn)?030年前歐盟會逐步淘汰面向智能電氣化的創(chuàng)新全景6.2（燃?xì)猓ㄈ細(xì)? （從而允許單價(jià)或單（McSurd201996.1|熱泵的經(jīng)濟(jì)性事實(shí)上，在瑞典或丹麥等國家，熱泵與其最大的競爭對手燃?xì)饫淠仩t相比，已經(jīng)具備成本競爭力。在其他一些最近，由于歐洲能源危機(jī)和天然氣價(jià)格飆升，熱泵變得更具有經(jīng)濟(jì)吸引力。如果天然氣價(jià)格保持在2022年高位，那么熱泵相比燃?xì)忮仩t具備更有利的市場條件。因此，挑戰(zhàn)在于出臺合適的激勵措施，加快從燃?xì)忮仩t向熱泵的 2021財(cái)年上半年能源價(jià) 2022財(cái)年上半年能源價(jià)（IEA,9面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

混合熱泵通過將熱泵與備用供熱（如燃?xì)忮仩t）相結(jié)合，當(dāng)熱泵運(yùn)行的條件不理想時(shí)，由備用熱源提供熱量。這些情況可能包括極端寒冷天氣或高電價(jià)時(shí)段。在極低的室外溫度下，熱通過控制熱泵和備用供熱技術(shù)運(yùn)行之間的平衡，該系統(tǒng)可以以效率最高、成本最低的方式運(yùn)行。備用供熱技術(shù)通常是燃?xì)饣蛏镔|(zhì)鍋爐，但也可以使用太陽能技術(shù)，甚至微型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。，2022需要一個有效的控制系統(tǒng)能將天氣、舒適度和市場條件考慮在內(nèi)。因此，混合熱泵可以支持使用新型創(chuàng)新控制管理系統(tǒng)，包括人工智能技術(shù)。解決單熱泵系統(tǒng)的一些問題，并允許用戶在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上安裝熱泵，從而加快熱泵的市場推因此，混合熱泵應(yīng)被視為一種過渡性創(chuàng)新。

盡管對高溫?zé)岜貌]有一個統(tǒng)一的定義10（HTHP）可以產(chǎn)生高達(dá)90℃至150℃之間的高溫（Arpagaus等人，2018。目前正在開展將高溫?zé)岜玫臏囟确秶岣叩?00℃的研究（deBoer，2020。 100100℃以上熱量的熱泵，將能夠?qū)崿F(xiàn)很大一部分工業(yè)需求的電氣化。例如，在歐洲，工業(yè)領(lǐng)域使用熱泵將能夠滿足歐盟工藝總熱26%（508）（deBoer20206.4到目前為止，高溫?zé)岜眉夹g(shù)還不成熟，供應(yīng)商的數(shù)量有限。6.2|Marienhütte位于奧地利格拉茨的奧地利鋼鐵軋制廠Marienhütte安裝了兩臺大型熱95°C的611MW（30°C至35°C讓工廠每年減少46GWh11700噸2排deBoer202。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景6.4|不同工業(yè)流程和熱泵的溫度范圍行 工業(yè)流 溫 90-110-40-50-40-40-60-100-70-40-60-50-60-40-20-100-110-130-120-80-20-汽 樹脂成70-60-20-20-30-30-20-40-90-40-50-20-40-40-60-40-40-120-120-40-70-80-50-40-20-20-30-20-技術(shù)完備程度

來源Arpagaus（2018年

4Rankine收低溫余熱，以及卡林納（Kalina）循環(huán)，利用氨、水混合的工作流體中氨和水的不同沸點(diǎn)。4相比，將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的技術(shù)效率低，但因?yàn)閺U熱是免費(fèi)的，這類技術(shù)也降低了成本，而且不會產(chǎn)生額外的二氧化碳排放。此外，產(chǎn)生的電能可以就地消納或參與電力市場交易，為電網(wǎng)提供額外的靈活性，尤其是在用電高峰時(shí)段。盡管各行業(yè)都制定了本地廢熱回收規(guī)劃，以便盡可能多地利用能源并減少廢熱，但發(fā)展廢熱發(fā)電技術(shù)的潛力仍然很大。

201570%Madeddu等人，02可再生燃料間接實(shí)現(xiàn)電氣化。面向智能電氣化的創(chuàng)新全景6.3|電裂解爐實(shí)驗(yàn)裝置2023年的測試表明該解決方案可20256.3|電裂解爐實(shí)驗(yàn)裝置2023年的測試表明該解決方案可20256.46.4|該項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)6座節(jié)能中頻爐和81.2MW萬噸增加到5增加到約4300（3億元人民幣1000（7000萬元人民幣60GWh。310儲熱TE）技術(shù)使供熱或制冷需求與發(fā)電分離成為可能。這種分離帶來了許多重要優(yōu)勢，6.5IRN，2020）11(>500(100-500(>500(100-500(0-100(<0顯熱 潛熱 熱化學(xué) 機(jī)械熱11面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

低溫儲熱技術(shù)可以在小時(shí)、天、周或月的時(shí)間尺度內(nèi)蓄熱（蓄冷，然后在0-100℃的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)需求釋放儲存的熱能或冷能。儲存有三種基本類型（6.3）：6.3|儲熱的低溫替代技術(shù)儲存類 細(xì)分市 范 儲熱時(shí)間成（歐元

技 技術(shù)50-水箱地下<0°C50-50-15-·吸附、鹽的水化來源IRENA2020b6.6|儲熱經(jīng)濟(jì)性（隨著儲能容66.6|儲熱經(jīng)濟(jì)性（隨著儲能容6.6Co243000/100（Lund2016。6.6|6.5|（ArlandaAirpo6.5|（ArlandaAirport2以儲存9GWh（3-6°1525°C20°C面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

100500℃以上。與低溫技術(shù)類似，高溫技術(shù)可用于短期或長期儲熱，也可分為顯熱、潛熱和熱化學(xué)儲存三類（6.4。6.4|高溫儲熱技術(shù)儲存類 細(xì)分市 范 儲熱時(shí)間成（歐元

技 技術(shù)完備程50-150°C1·（例60-75-500°C80-·（鈣高溫儲熱具有與低溫儲熱類似的優(yōu)點(diǎn)（例如提供靈活性和降低成本。然而，鑒于許多工業(yè)流程有的需要高溫，有的產(chǎn)生出高溫?zé)崃浚虼烁邷貎釋τ诠I(yè)供熱制冷的智能電氣化十200°C到500°C（Vecchi2022。DLRCHESTER聯(lián)盟的合50（Smallbone等人，2017年。容量為1000MWh面向智能電氣化的創(chuàng)新全景

19的DHC系統(tǒng)被稱為“第四代”系統(tǒng)。與前幾代系統(tǒng)相比，其工作溫度更低，因?yàn)榭梢允褂闷肺桓停囟雀停┑臒嵩?，因此第四代區(qū)域供熱系統(tǒng)更高效，并且相關(guān)的供應(yīng)成本也更低。被歸類為第四代系統(tǒng)的區(qū)域供熱系統(tǒng)4G，必須要使用智能集成技術(shù)來最大限度地提高端用戶實(shí)際需求溫度6070）的熱量或冷量。與第三代系統(tǒng)相比，第四代系統(tǒng)相對較低的供應(yīng)溫度）減少了區(qū)域供熱系統(tǒng)的損耗，并有利于利用更多的廢熱源例如數(shù)據(jù)中心的廢熱。第四代供熱系統(tǒng)還使用效率更高的大型熱泵，進(jìn)一步利用低溫廢熱源或環(huán)境熱。儲熱或儲冷技術(shù)也有可能被用來支持熱泵的智能化運(yùn)營undOeaa，2021。64.52.7%。6.8|西班牙巴塞羅那西班牙最大的區(qū)域供熱/113M79MW40MWh的儲水箱和一個120MWh的20.20090654噸增加到219年的29792噸。

第五代區(qū)域供熱制冷系統(tǒng)在比第四代供熱制冷系統(tǒng)更低的溫度下輸送熱量。這需要終端用戶使用額外的分布式熱泵來提高溫度und202通）也可以是產(chǎn)能端第五代區(qū)域供熱系統(tǒng)，也稱為中性循環(huán)，不應(yīng)被視為第四代的下一代，而應(yīng)被視為第四代的變體或“兄弟姐妹（Lund等人，2021。第五代系統(tǒng)尤其適用于制冷和供熱需求規(guī)模相似的應(yīng)12。第五代系統(tǒng)使用的是雙向管道和現(xiàn)代化控制與通信基礎(chǔ)設(shè)施6.，允許用戶消耗或產(chǎn)生E-O，2022ensaHtPum，2026.7|第五代DHC12雖然沒有正式區(qū)分4GDH和5GDH面向智能電氣化的創(chuàng)新全景6.9|荷蘭海爾倫的6.9|荷蘭海爾倫的Mijnwater過200000升級后的系統(tǒng)與傳統(tǒng)供應(yīng)系統(tǒng)相比，通過最大限度地利用廢熱和可再生能源，能耗減少了30%。巴黎-薩克雷10

I的物理設(shè)備。這些設(shè)備也稱為“連接設(shè)備”和“智能設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)電力和熱力行業(yè)智能化耦合的重要工具。它的使用將有助于節(jié)約能源，降低成本和碳排放，并通過自動化實(shí)現(xiàn)最大限度地利用可再生能源。6.10|2196.10|219到2041111

測模型是人工智能一個特別有潛力的應(yīng)用，該模型