扩大电力在建筑物终能源消耗中的份额是实现到2050 年/2060年净零排放情景（NZE 情景）的一个关键里程碑，该情景中用于发电的太阳能和风能供应量将从 2020 年的 9% 上升到 2020 年的 40% 2030. 空间供暖和热水发电的电气化程度提高，以及对空间制冷和电器的需求不断增长，将支撑这些收益。在技术成本降低、政策支持和技术成熟度的推动下，到 2050 年，在 NZE 情景下，太阳能光伏和风能在发电中的份额将达到 68%。

为了弥合可变可再生能源生产和使用时间之间的差距，需要包含电力和热能（由电动热泵产生的电力）储能以及动态定价和智能家居控制等灵活性机制。到 2030 年，建筑物将日益成为能源系统的灵活性来源，使可变光伏和风能与建筑用电（例如供暖/制冷）有效耦合。智能电网和储能的灵活性可以促进电动汽车的双向充电，无论是电池（也是汽车电池）还是热存储（冷热存储）。结合经济驱动因素、灵活性和部署在智能建筑中的储能有望进一步推动消费者和商业层面的能源意识行为和吸收。

一、相关技术发展情况

风能和光伏达到建筑行业 40% 的电力需求与建筑能源需求的转变密不可分。虽然目前的风能和光伏发电量可以被建筑需求吸收，但需要采用可变可再生能源的发电量以及建筑和地区层面的能源系统设计。在供暖、制冷和电器用电量不断变化和增长的背景下，以及电动汽车 (EV) 带来的更高需求的背景下，将需要在建筑物内集成智能/自动化控制的储能解决方案，以进一步增加可再生能源的份额电力超过 40%，并有助于建立更具弹性的能源系统。

现场和地区级太阳能光伏装置是使能源供应脱碳和增加附近可再生能源生产部署的简单选择。接近能源供应的平衡需求（包括供暖/制冷，占能源需求的大部分）将降低由电网运营商的拥塞、配电或费用引起的成本。

建筑级光伏的很大一部分是在不需要时生成的。可以通过智能家电的需求响应来增加自我消费，智能家电的使用可以转移到高光伏生产和存储的时代（包括双向电动汽车充电）。存储选项可以是电动的，也可以通过热泵或冷却器进行热增强。在某些情况下，多余的电力可以存储在本地（社区）存储中，这些存储应该在建筑物之间以短期甚至季节性的协调方式使用。

二、当前状态

储能解决方案是一种大众市场技术，适用于世界许多地区的许多应用。由于技术发展、创新和规模经济，普通建筑的每个储能单元的成本正在下降。随着化石燃料价格和 CO 2配额的上涨，脱碳解决方案的竞争优势变得更加有利。对于新兴市场，可以通过部署储能技术来减少对电网基础设施的投资。

新兴的智能建筑和智能电网解决方案包括触发向电网注入以启动或增加消耗的设备。建筑能源管理系统协调多个智能设备、存储并与其他建筑物和电网利益相关者进行通信，以确保电网安全的灵活激活也在不断发展。

不仅建筑终用途的电气化正在取得进展，而且计算和预测技术的发展，例如广泛使用的仪器和先进的计算机模型等，可以更好地应对可再生能源 (RES) 的间歇性问题。需求侧响应技术的进步（智能电表与热泵、空调和白色家电等智能电器相结合）和智能逆变器（可为系统提供电网支持和控制的逆变器和电力电子设备）部署的增加进一步支持了这一点运营商）。，实时系统感知和管理解决方案（跨输配电网络的仪表和控制设备）使系统运营商能够主动管理电网行为。

三、挑战

尽管与传统系统相比，运营成本可能变得非常具有竞争力，但前期资本成本限制了对新兴智能解决方案的访问。除了初始成本外，舒适性和易于操作性有望帮助加快用户的接受度。

为了促进储能技术的整合，需要解决一些物理适应性问题，包括通过提高储能系统的能量密度来缩小储能系统的规模。在系统集成方面，当在建筑层面耦合各种负载模式（如加热/冷却和电动汽车充电）时，应强调不同技术的互操作性。基于灵活的分时定价结构采取频繁自动化行动的建筑能源管理系统并不普遍，应该加速。然而，需要管理系统之间的协调行动来减轻因对市场信号反应过度而产生的风险。

尽管发电的可变性正在增加，但达到这一里程碑必须与确保电力系统的可靠性同时进行。传统的电力基础设施网络需要变得动态，以促进具有负载模式和更多可变电力需求的不可调度的可再生能源生产。 

四、你需要的关注要点：

1. 组件和系统级别的成本降低支持新的商业模式，其中灵活性和能量存储导致创造经济价值。

2. 开发标准化的即插即用解决方案和简单的系统设计工具。

3. 提高储能技术的紧凑性，以更好地将储能集成到建筑物中。

4. 能源数据的可用性、质量和安全性、储能系统的开源模型以及智能控制算法，大限度地利用建筑物中的光伏和风能，而不会导致电网问题。

5. 系统集成方面包括楼宇集成光伏、热泵、储能和电动汽车双向充电系统的智能控制。也为能源社区和正能量区提供系统解决方案，包括集中式或分散式技术。

6. 调查用户参与能源系统自动化技术的社会维度，以了解终用户对自动化的信任是如何建立和维护的。

7. 了解支持更广泛部署点对点、社区自我消费和交易能源模型所必需的政策、监管、社会和技术条件。

8. 未来能源系统中建筑物的能源灵活性，以增加可再生能源和相关商业案例的吸收。