可再生能源智能电气化：推动能源服务转型

可再生能源智能电气化 推动能源服务转型© IRENA 2022除非另有说明，本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、印刷和 / 或存储，前提是需恰当确认 IRENA 为资料来源和版权所有者。本出版物中属于第三方的材料可能受单独的使用条款和限制的约束，在使用此类材料之前，可能需要获得这些第三方的相应许可。本文件为 “Smart Electrification with Renewables: Driving the Transformation of Energy Services” 的译本 ISBN: 978-92-9260-367-0 (2022)。如中文译本与英文原版的内容不一致，概以英文版为准。摘自IRENA（2022），《可再生能源智能电气化：推动能源服务转型》，国际可再生能源署，阿布扎比。 ISBN: 978-92-9260-542-1下载网址 : www.irena.org/publications.获取更多信息或进行反馈，请联系 IRENA 邮箱：info@irena.org.致谢本报告由 IRENA 的 Asami Miketa、Francisco Boshell、Daniel Russo、Bowen Hong ( 国网能源研究院有限公司 )、Gayathri Prakash、Elisa Asmelash、Luis Janeiro、Sean Collins 和国网能源研究院有限公司的刘俊、冯君淑、张宁、刘小聪、刘龙珠、李苏秀、汤芳、张春成、李江涛、邢璐共同撰写。报告由 John Carey 和 Justin French-Brooks 进行编辑。同时，来自 IRENA 的专家 Dolf Gielen、Paul Komor、Nicholas Wagner、Yunshu Li、Antonina Scheer 以及来自国网能源研究院有限公司的专家蒋莉萍、王耀华、鲁刚、单葆国、代红才、郑海峰对报告提供了指导。专家们的建议和评论使本报告英文版受益匪浅：Louise Anderson（世界经济论坛）、Martin Haigh（壳牌公司）、Mark McGranaghan（美国电力研究协会）、Caitlin Murphy（美国可再生能源实验室）、Ola Rud（挪威国家石油公司）和 Bram Smeets（麦肯锡咨询公司）。本报告中文版由国网能源研究院有限公司编写。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。免责声明本出版物及所使用的资料均按“原样”提供。IRENA 已经采取了所有合理的措施，以验证本出版物中资料的可靠性。然而，IRENA、其任何官员、代理人、数据或其他第三方内容提供者均不提供任何明示或暗示的担保，且对使用本出版物或材料的任何后果不承担任何责任或法律责任。本文中包含的信息不一定代表 IRENA 成员的观点。提及特定的公司或特定的项目或产品并不意味着 IRENA 认可或推荐这些公司或产品，认为其优先于未提及的类似性质的其他公司或产品。本文件中使用的名称和出现的材料并不意味着 IRENA 对任何地区、国家、领土、城市或地区或其当局的法律地位，或对其边境或边界的划定发表任何意见。关于 IRENA 国际可再生能源署 (IRENA) 是一个政府间组织，支持各国向可持续能源的未来过渡，是主要的国际合作平台和卓越的中心，是可再生能源政策、技术、资源和金融知识的储备库。IRENA 促进广泛采用和可持续利用各种形式的可再生能源，包括生物能源、地热、水电、海洋、太阳能和风能，以实现可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。网址请见：www.irena.org。目录21缩略语计量单位关于本报告全球能源转型中的电气化1.1 对能源转型的基本认识1.2 新一轮能源转型的驱动因素1.3 清洁电力成为新一轮能源转型的供应主体1.4 智能电气化转型的多重优势1.5 智能电气化所面临的挑战电气化技术、智能策略和系统权衡主要观点2.1 概述2.2 终端部门电气化——技术、趋势和成本动因综述2.3 智能电气化策略2.4 系统性权衡与经济评估：不同的电气化途径在何时何地最为合理？IRENA与中国国家电网可再生能源电气化前景分析主要观点3.1 IRENA《世界能源转型展望》中的电气化3.2 SGERI关于中国中长期能源和电力行业发展的电气化情景研究可再生能源智能电气化发展之路上的重点工作主要观点4.1 概述4.2 政策制定者的优先事项和行动9101114141517181920202224445767676975848485864356结论参考文献附录附录1 各终端使用部门电气化的历史趋势附录2 某些关键合成燃料的成本预测附录3 智能充电案例研究综述附录4 智能供暖案例研究综述附录5 系统经济评估案例研究综述附录6 全球与区域情景比较附录7 中国情景研究详情94961051051071081111121211305推动能源服务转型数据图图1 全球一次能源消费（1800-2019）图2 部分国家终端电气化水平（1980-2018）图3 电气化最突出的潜在应用概要图4 全球电动汽车的分布图5 交通运输市场的细分图6 公共汽车购买价格分解（1000美元/每辆车）图7 公共汽车运营成本分解（1000美元/100千米）图8 交通燃料成本：单位体积“油井到油箱”成本（左）与单位距离“油井到车轮”成本图9 电力多元化转换技术的分类图10 通过氢能将VRE融入终端图11 绿氢生产成本与电解槽的关系图12 智能充电如何使电动汽车提供灵活性图13 电动汽车可以为电力系统提供的服务图14 使用电力的供热系统类型图15 EPRI 2050年的参考情景下美国东南部的电力需求图16 美国各州高峰负荷所在季节的情况图17 从可再生能源电力开始的不同供暖系统的效率图18 智能电气化路径的总体基础设施格局图19 德国交通与供热部门未来情景敏感性分析中的电气化水平图20 2010-2050年基准能源情景、规划能源情景和1.5℃情景下与能源相关的年度二氧化 碳排放量，以及三种情景下的技术减缓贡献图21 智能电气化与其他减缓措施在1.5℃情景下进一步减缓（与能源相关的二氧化碳吉 吨/年）图22 2018年实际和2050年1.5℃情景下按燃料划分的发电量结构（太瓦时）和发电装机 容量（吉瓦）图23 2050年转型能源情景和2017年按能源载体划分的终端能源消费总量图24 将选定行业二氧化碳排放量降至零的减排措施图25 2017年-2050年两种情况下终端能源消费总量预测（单位：帕焦）152526313234353640404246474951525458657071727374766可再生能源智能电气化图26 2017年-2050年电气化情景下各部门终端能源消费图27