通过电气化减少建筑物排放

Jahnavi Sajip
作者:Jahnavi Sajip
2019年3月27日,
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    尽管排放通常与交通部门有关,但建筑排放约占全球的40%。在很大程度上,这些排放可归因于以燃烧为基础的加热设备,如果当地电网依赖化石燃料发电厂,电力消耗也要计算在内。

    电气化是使建筑行业更加环保的有效策略,因为它可以在使用点消除排放。例如,高效率热泵可与燃气加热器的运行成本相竞争,但不会产生烟道气体。当在碳密集电网的地方建设电气化设施时,排放只是从建筑物转移到发电厂。然而,这为最终过渡到清洁能源奠定了基础。


    用热泵减少建筑物的热量排放。

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    从煤气加热转换到电加热

    虽然电加热系统已经存在很长时间了,但它们依赖于电阻加热,这是非常低效的。电阻加热器每提供1千瓦时的热量就要消耗1千瓦时的电力,这可能会导致高额的电费。尤其是在电价昂贵的地方,如东北部各州和加州。

    燃气加热器的效率比电阻加热器低得多,但它们以非常低的运行成本弥补了这一点。电阻供暖通常不能与燃气供暖竞争,除非该建筑位于燃气价格非常高而电费非常低的地区。

    空气源热泵通常每消耗千瓦时的电力可以提供2到4千瓦时的热量,而地源热泵每消耗千瓦时的电力可以提供多达6千瓦时的热量。如果热泵同时用于空间供暖和水供暖,它们可以消除建筑物的大部分本地排放。

    热泵也有潜力与可再生发电系统运行,而燃烧加热器总是依赖某种类型的燃料。即使供暖系统使用生物质,燃烧过程也会产生排放。此外,生物质可能会很昂贵,除非一座建筑能够获得大量的有机废物。

    建筑物如何帮助交通电气化

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    电动汽车在减少排放方面潜力巨大,但仍存在一个关键挑战:为大量电动汽车提供足够的充电基础设施。建筑行业可以通过在停车位上增加电动汽车充电器做出贡献,而快速充电系统具有很高的潜力,因为车主通常只在商业建筑里呆很短的时间。

    电气化建筑和电动汽车的结合可以消除城市地区的大部分排放,有助于空气质量和健康。然而,电气化增加了对电力公司的需求;如果它们继续依赖化石燃料,排放只是被转移到发电厂,而不是消除。

    减少电力部门的排放

    近年来,太阳能和风能的成本迅速下降,现在它们的电力成本已经超过了化石燃料——甚至煤炭。然而,这些可再生能源由于对阳光和风能的依赖而受到阻碍,这两种能源都是可变的能源输入。你不能依靠太阳能和风能来满足突然出现的能源消耗高峰,因为没有办法提高它们的产量。

    锂离子电池在电力领域非常有前景,因为它们可以消除太阳能和风能的主要弱点——输出能量的可变。理论上讲,一个太阳能光伏系统或者带电池组的风力涡轮机可以作为一个可调度的电源,就像天然气涡轮机驱动发电机一样。电池仍然受到高成本的制约,但国际可再生能源机构(IRENA)预测,在接下来的十年中,成本将大幅降低。

    标签电气工程|电动汽车充电器|绿色建筑|热泵

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