过去的能源系统往往依赖木材、煤炭和石油等燃料,这些燃料需要自行采集,或被运送到使用地点。
电气化极大地改变了能源系统,发电、输电和维护等工作主要由大型公用事业公司负责。
气候担忧、技术进步以及消费者期望的转变,正在颠覆集中式能源模式。
具有讽刺意味的是,能源的未来可能与过去的能源系统颇为相似。在集中式发电出现之前,人们在家中和工作场所使用分散式能源转换系统,其主要能源载体或燃料(如木材、煤炭、石油)需要自行采集,或被运送到使用地点。
随后,电气化彻底改变了能源系统,发电、输电和维护等工作主要由大型公用事业公司或机构负责。随着时间推移,各国的电网彼此相连,甚至跨越国界,以实现电力交易并提高韧性。
需要指出的是,在市场化初期,发电和输电技术并不适合个人或私人部署。如今,得益于廉价太阳能光伏和电池技术的普及,这一情况已不再成立。
如今,在紧迫的气候要求、快速的技术进步以及消费者期望转变的推动下,传统的集中式能源供应模式正在被颠覆。消费者期望承担更多环境责任,要求提高应对自然灾害和政治动荡的韧性,并希望降低自身的能源账单。
塑造能源未来的历史性机遇
消费者不再仅仅是被动的接受者,他们拥有历史性机遇,并承担日益增长的责任,通过积极参与、拥有能源资产和推动创新来塑造能源的未来。
在此背景下,需要区分两类情况:一是发达国家现有能源基础设施的变革,二是新兴经济体和发展中经济体在全球范围内拓展能源可及性的独特机遇。
但是,消费者成为“关键力量”意味着什么?政策制定者、行业领袖、社区和个人又该如何营造条件,使这一转型蓬勃发展?
答案在于认识到消费者行动所产生的深远集体影响,消除参与障碍,并赋予各级利益相关方权力,共同打造更清洁、更智能、更具韧性的能源系统。
作为这一努力的一部分,全球未来理事会能源技术前沿正在研究实现未来能源系统所需的利益相关方群体和创新领域,并以消费者为核心。这凸显了行为作为创新驱动力的重要作用。
研究经常表明,从电器使用到电动汽车(EV)充电时间的选择,用户的各种决策都可以改变电网负荷、减少碳排放,并推迟公用事业公司高昂的基础设施投资。
动态定价或自动化恒温器设置等行为项目已经证明,即使是消费者层面的微小调整,也能累积为显著的系统性效益。
对于战略思考者而言,这凸显了行为经济学在能源创新中的重要性。公用事业公司和技术开发商应设计能够引导、奖励甚至自动实现期望行为的产品,使节能或支持电网的行动成为默认选项。
与此同时,政策制定者可以建立相关框架,认可并奖励消费者的积极参与,涵盖从实时定价机制到需求响应或分布式发电激励措施等多个方面。
能源资源的去中心化
过去十年间,屋顶太阳能、电池储能、智能恒温器和电动汽车等分布式能源资源的激增,模糊了生产者与消费者之间的界限。在全球范围内,住宅和小型企业客户现在发电的份额日益增加,他们还会储存多余的能源,甚至将其回售给电网。
根据国际能源署的数据,到2030年,太阳能装机容量可能增至三倍,其中包括分布式太阳能,这将对脱碳作出实质性贡献。消费者引领能源创新的例子比比皆是。
在德国,由公民拥有的能源合作社走在“能源转型”(Energiewende)的前沿,已在可再生能源领域投入数十亿资金,而在美国纽约布鲁克林,居民通过由初创企业与大型企业合作建立的、支持区块链的点对点平台,交易本地生产的太阳能。与此同时,肯尼亚的农村社区正通过按需付费的太阳能微电网,跨越过时的基础设施。
这些成功案例表明了集体行动和因地制宜解决方案的力量。它们还表明,政策、技术和基层举措如何相互强化,增强消费者的能动作用,并带来广泛的公共价值。
小规模能源生产有助于电网平衡
从根本上讲,小规模参与的价值在于能够实现电网平衡、增强能源韧性并降低用电高峰负荷,从而推迟昂贵的基础设施升级,包括用于应对可再生能源间歇性问题的大型集中式储能能力。
话虽如此,电网(或者更确切地说,类似于万维网的“电力网络”)能否顺畅、可靠地运行,并非定论。互联的电力系统难以平衡,供需管理是一个现实问题。
世界经济论坛如何推动清洁能源转型?
能源与材料中心汇聚各方领导者,帮助理解正在重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。该中心提供一个平台,用于探讨能源安全、可负担性与可持续性之间如何交汇。
通过跨价值链和跨地区的协作,该中心开辟共同路径,帮助合作伙伴围绕切实可行的解决方案达成一致,以实现安全、低碳和公平的转型。
这种失衡曾引发2003年美国历史上最大规模的停电事件。互操作性和技术标准对于确保不同制造商的设备和系统能够相互协作至关重要。需要建立开放的通信协议和反垄断保障措施,以防止形成技术锁定并促进创新。
那么,大型公用事业公司是否将走向衰落?并非如此。屋顶太阳能发电以及中小型社区系统在农村和小城市环境中可能运行良好,但在大城市以及能源需求巨大的工业用户面前,它们将触及自身的局限。
归根结底,能源的未来将呈梯度发展,涵盖从个人到采用集中式系统的大型公用事业公司的各个层面。


