在這項(xiàng)研究中，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究人員評(píng)估了4100萬棟獨(dú)立式單戶建筑在當(dāng)前和未來（2050 年）條件下自給自足能源供應(yīng)的潛力。

 

科學(xué)家們確定了4,000 座代表性建筑，計(jì)算耐候成本最低的能源系統(tǒng)，并將優(yōu)化結(jié)果轉(zhuǎn)移到整個(gè)歐洲建筑群。分析表明，季節(jié)性低、電力采購成本高的地區(qū)的建筑自給自足的潛力很大！

 

在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，4100 萬棟建筑中的53%在技術(shù)上能夠通過僅使用當(dāng)?shù)匚蓓斕栞椛洫?dú)立于外部基礎(chǔ)設(shè)施自行供電，到2050 年，這一比例可能會(huì)增加到75%。與采用電熱供應(yīng)的依賴電網(wǎng)的系統(tǒng)相比，到2050 年，建筑業(yè)主可以使超過200萬座建筑完全實(shí)現(xiàn)能源自給自足。

 

規(guī)模經(jīng)濟(jì)和時(shí)間平滑效應(yīng)，正在使人們相信，廣泛、高度互聯(lián)的能源系統(tǒng)成本將會(huì)最低。然而，可再生技術(shù)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)不太明顯。組織和監(jiān)管的復(fù)雜性隨著系統(tǒng)規(guī)模的增加而增加，并且能量通常不會(huì)長(zhǎng)距離傳輸。

 

考慮到這一點(diǎn)，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究人員做了上述研究。他們發(fā)現(xiàn)，在低季節(jié)性（例如西班牙）和高電價(jià)（例如德國(guó)）的地區(qū)，離網(wǎng)建筑具有巨大的潛力。如果建筑物業(yè)主愿意支付高達(dá)50%的溢價(jià)，到2050年將有200萬棟建筑物放棄電網(wǎng)。

 

“我們的結(jié)果表明，即使到 2050 年，脫離電網(wǎng)也不會(huì)是最經(jīng)濟(jì)的選擇，但如果你愿意為自給自足支付更多費(fèi)用，那么投資此類自給自足的建筑可能是有意義的，”卡爾斯魯厄理工學(xué)院的能源經(jīng)濟(jì)學(xué)首席研究員馬克斯·克萊內(nèi)布拉姆 (Max Kleinebrahm) 介紹。

 

該研究發(fā)表于科學(xué)雜志《焦耳》，標(biāo)題為“到 2050 年，兩百萬歐洲單戶住宅可能放棄電網(wǎng)”。

 

總部位于柏林的墨卡托全球公域和氣候變化研究所 (MCC) 9 月份的計(jì)算顯示，近年來太陽能電池板的價(jià)格大幅下降，過去10年太陽能成本下降了近 90%。）。

 

首席研究員 Felix Creutzig 表示，成本下降可能意味著2050 年世界全部能源消耗可能“完全且經(jīng)濟(jì)高效地由太陽能技術(shù)和其他可再生能源覆蓋”。

 

德國(guó)典型四人獨(dú)戶住宅能源需求和供應(yīng)靜態(tài)變化的可視化

 

上述圖片顯示的范圍均基于30 個(gè)歷史天氣年（1991-2020）的模擬，代表 10%/90% 分位數(shù)和平均值。在圖（A）中，提出了空間加熱和冷卻的有用能量需求，從而區(qū)分了兩種典型的改造狀態(tài)。(B) 中顯示了設(shè)備類別特定的電力和生活熱水需求。在 (C) 中，顯示了歸一化的光伏和小型風(fēng)力渦輪機(jī)功率曲線以及電池和加壓氫存儲(chǔ)的充電狀態(tài)。盡管歸一化功率曲線用作能源系統(tǒng)優(yōu)化的輸入，但存儲(chǔ)水平代表優(yōu)化結(jié)果。

 

埃克塞特大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員上個(gè)月發(fā)表的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，太陽能已經(jīng)達(dá)到了“不可逆轉(zhuǎn)的臨界點(diǎn)”，將在三十年內(nèi)成為世界主要能源。

 

埃克塞特大學(xué)的Femke Nijsse表示：“可再生能源的最新進(jìn)展意味著以化石燃料為主的預(yù)測(cè)不再現(xiàn)實(shí)。”

 

“通過使用三個(gè)跟蹤正反饋的模型，我們預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉太陽能光伏發(fā)電將在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。”