美国加利福利亚州能效标准和能效项目ppt课件

1、Energy Efficiency in CaliforniaStandards and Programs美国加利福利亚州能效规范和能效工程美国加利福利亚州能效规范和能效工程International DSM Implementation Forum, February 26, 2021国际电力供求侧管理实施论坛国际电力供求侧管理实施论坛北京，北京，2021年年2月月26日日 Dr. Arthur H. Rosenfeld, CommissionerChair, Energy Efficiency CommitteeCalifornia Energy Commission加利福利亚州能源委员会

2、主席加利福利亚州能源委员会主席ARosenfeEnergy.State.CA.US/commissioners/rosenfeld.htmlor just Google “Art Rosenfeld请访问以上网站，或直接请访问以上网站，或直接Google “Art Rosenfeld(2005)= 4,000kWh/yr = $165/capita(2005)= 4,000千瓦时/年 = $165/人Electricity Use in California加州电力运用加州电力运用While US electricity has steadily grown, Cal

3、ifornia has become a model of energy efficiency.美国用电稳步添加，加州成为能源效率的典范。美国用电稳步添加，加州成为能源效率的典范。kWh/personUnited States美国美国California加州加州Per Capita Electricity Sales (not including self-generation)人均电力销售 不包括自行发电Per Capita Income in Constant 2000 $恒量2000美圆个人平均所得19752005% change改动改动美国 国内消费总值/人US GDP/capita1

4、6,24131,44294%加州 州国民消费总值/人Cal GSP/capita18,76033,53679%千瓦时千瓦时/每人每人1 2% of electric billAnnual Energy Savings from Efficiency Programs and Standards能效工程和能效规范产生的年能源节省能效工程和能效规范产生的年能源节省05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00019751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901

5、991199219931994199519961997199819992000200120022003GWh/yearAppliance Standards电器规范电器规范Building Standards建筑规范建筑规范Utility Efficiency Programs and Market Transformation 公共事业公司效率工程与市场改革公共事业公司效率工程与市场改革15% of Annual Electricity Use in California in2003年加州年度用电的年加州年度用电的15% 2003吉瓦小时吉瓦小时/年年United States Refri

6、gerator Use v. Time 美国冰箱运用与时间美国冰箱运用与时间02004006008001,0001,2001,4001,6001,8002,000194719521957196219671972197719821987199219972002Average Energy Use per Unit Sold (kWh/yr)0100200300400500600700Refrigerator volume (liters)Energy Use per Unit每台冰箱能耗每台冰箱能耗Refrigerator冰箱冰箱 Size (liters),尺寸公升尺寸公升 Right Sca

7、le右刻度右刻度Refrigerator Price冰箱价钱冰箱价钱 in 1983 $ 1983年美圆年美圆$ 1,270$ 462每售出一台平均能耗千瓦时每售出一台平均能耗千瓦时/年年冰箱容量升冰箱容量升Annual Electricity Use and Volume of a New Refrigerator Sold in China and the US中国与美国新售出冰箱的年用电量与容量中国与美国新售出冰箱的年用电量与容量0100200300400500600700800900100019901992199419961998200020022004200620212021Sour

8、ces来源来源: DGFridleyLBL.gov and DGoldsteinNRDC.orgElectricity Use (kWh/year)0100200300400500600700Average Volume (liters) US 美国美国 China 中国中国Volume (right scale) 容量右刻度容量右刻度use (left scale) 耗电左刻度耗电左刻度Volume (right ) 容量右容量右 use (left scale)耗电左刻度耗电左刻度2000 Std2000年规范年规范2005 Std2005年规范年规范2021 Std 2021年规范年规范

9、用电千瓦小时用电千瓦小时/年年平均容量升平均容量升0204060801001203 Gorges三峡三峡Refrigerators冰箱冰箱 Air Conditioners 空调空调TWh2000 Stds2000年规范年规范2000 Stds2000年规范年规范2005 Stds2005年规范年规范2005 Stds2005年规范年规范If Energy Star能源之星能源之星If Energy StarTWH/Year3.07.5Value (billion $/year)Comparison of 3 Gorges to Refrigerator and AC Eff

10、iciency ImprovementsNote: Savings calculated 10 years after standard takes effect. Calculations provided by David Fridley, LBNLValue of TWh3 Gorges三峡三峡Refrigerators 冰箱冰箱 Air Conditioners空调空调 Wholesale (3 Gorges) at 3.6 c/kWh大批量销售大批量销售 三峡三峡3.6 美分美分/千瓦时千瓦时Retail (AC + Ref) at 7.2 c/kWh零售零售 空调空调+冰箱冰箱7.

11、2 美分美分/千瓦时千瓦时三峡与电冰箱、空调能效改良对比三峡与电冰箱、空调能效改良对比注：规范生效后10年节能量，计算由美国劳伦斯伯克力国家实验室 David Fridley提供能源之星6太瓦时太瓦时/年年价值十亿美圆价值十亿美圆/年年The CEC is now regulating TVs加州能源委员会加州能源委员会曾经开场对电视的能耗进展管理曾经开场对电视的能耗进展管理 Sales of conventional (CRT) televisions are rapidly declining in favor of flat screen technology (LCD) . 传统显像管

12、电视CRT的销售量曾经开场快速下滑，而平板电视技术LCD更受消费者的青睐。 TV load is now 10% of total residential electricity load and is growing 3-4% per year. 电视用电量目前占住宅用电总量的10%，而且还在以每年3-4%的比例上升。 Standards will cap or reverse growth! 能效规范却可以控制甚至改动这个上升的趋势！Power Consumption by TV vs Total Residential in CA, 36 Million people电视用电量 vs 加

13、州住宅用电总量加州人口为3600万Power Use (W) by Average Size TV平均一台电视的耗平均一台电视的耗电量电量 （W)CA Energy Consumption Per Year in Billon kWh/year加州每年能耗（十亿千瓦加州每年能耗（十亿千瓦/年）年）CRT (Cathode Ray Tube) （显像管电视）1014LCD (Liquid Crystal Display) （液晶电视）1443Other 其他-2Total TV 电视用电总量9Compare Total Residential Electric Use与住宅用电总量相对比90Pr

14、oposed Standards and “Energy Star Data提交的能效规范方案和“能源之星数据1 2% of electric billAnnual Energy Savings from Efficiency Programs and Standards能效工程和能效规范产生的年能源节省能效工程和能效规范产生的年能源节省05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,0001975197619771978197919801981198219831984198519861987198819891990199119921993

15、1994199519961997199819992000200120022003GWh/yearAppliance Standards电器规范电器规范Building Standards建筑规范建筑规范Utility Efficiency Programs and Market Transformation 公共事业公司效率工程与市场改革公共事业公司效率工程与市场改革15% of Annual Electricity Use in California in2003年加州年度用电的年加州年度用电的15% 2003吉瓦小时吉瓦小时/年年Types of Energy Efficiency Pro

16、grams能效工程类型Rebate Upstream (to manufacturers), Midstream, (e.g, to installers of roofs or windows), or RetailAudit Inspection of a home or business to identify energy efficiency opportunitiesDirect Install Installation of energy efficiency measures at no cost to the customerAppliance Turn-In Takes i

17、nefficient appliances out of circulation with free or rebated recycling servicesEducation Training for the general public as well as trade allies such as builders or building operatorsPerformance Contracting Typically nonresidential programs; provides rebate for equipment and building retrofit per u

18、nit of energy saved rather than per measure purchased or installedEnergy Management Services Typically Nonresidential programs. A combination of audit services, rebates and/or direct install, as well as load management and self-generation折扣折扣 上游上游 到制造商到制造商, 中游如安中游如安装屋顶或窗户，或者是零售，即用装屋顶或窗户，或者是零售，即用户户审查

19、审查 检查住宅或公司，确定其能源效检查住宅或公司，确定其能源效率时机率时机直接安装直接安装 安装能效措施，不对用户产安装能效措施，不对用户产生任何费用生任何费用电器对换电器对换 提供免费或打折的在循环效提供免费或打折的在循环效力，使低效电器停顿流通力，使低效电器停顿流通教育教育 对普通公众、贸易同伴如施工人对普通公众、贸易同伴如施工人员或建筑管理人员，进展培训员或建筑管理人员，进展培训业绩挂钩业绩挂钩 典型的非住宅工程；根据典型的非住宅工程；根据节约的能源量，而不是购买或安装的节约的能源量，而不是购买或安装的措施数量，对设备和建筑物翻新提供措施数量，对设备和建筑物翻新提供折扣折扣能源管理效力能

20、源管理效力 典型的非住宅工程。综典型的非住宅工程。综合了审查效力、打折和合了审查效力、打折和/或直接安装，或直接安装，以及负荷管理和自行发电以及负荷管理和自行发电Temperature Rise of Various Materials in Sunlight各种物品在日照下的升温情况0.00.81.050403020100Temperature Rise (C)Galvanized Steel 镀锌钢IR-Refl. Black红外回流焊 黑色Black PaintGreen Asphalt ShingleRed Clay TileLt. Red PainLt. Green

21、 PaintAl Roof Coat.Solar Absorbance 日照吸收率升温摄氏度升温摄氏度) C黑色油漆白色油漆本白绿色沥青瓦红色粘土瓦管绿色油漆红色油漆白色沥青屋顶板Shingle)White Roofs白色屋顶白色屋顶 In California and a growing number of US states, white roofs are required for new buildings, and re-roofing to reduce air conditioning load and “smog(O3). 在加州以及越来越多的美国其他州内，白色屋顶是建筑新建筑

22、和重新改换屋顶时必需运用的，从而到达降低空调用电量以及“烟尘(臭氧O3).的作用 But a new concept is that white roofs also cool the world directly. 同时，一个新开展的理念是：白色屋顶还可以直接降低地球的温度。100 m2 of a white roof, replacing a dark roof, offset the emission of 10 tons of CO2 每用100平方米的白色屋顶替代黑色屋顶，就可以抵消10吨的CO2Akbari et al. Main Finding 主要发现主要发现论文来源：Akba

23、ri, H., S. Menon, and A. Rosenfeld. 2021. “Global cooling: increasing solar reflectance of urban areas to offsetCO2, 2021, Climatic C/2021publications/CEC-999-2021-020/CEC-999-2021-020.PDF, or just Google “Akbari, Menon, Rosenfeld请查询以上的网页链接，或者直接Google“Akbari, Menon, RosenfeldEffec

24、t of Solar Reflective Roofs and Pavements in Cooling the Globe太阳能反射屋顶和路面对全球降温的作用 Solar Reflectivity 太阳能反射率CO2 Offset by 100 m2 每100m2 抵消的CO2 CO2 OffsetGlobally 全球范围内抵消的CO2White Roof 白色屋顶0.4010 tonsAverage Roof 屋顶平均*0.256.3 tons24 GtCool Pavement 冷铺路面0.154 tons20 GtTotal Potential 总体潜能44 GtValue of 4

25、4 Gt CO2 at $25/t $1 Trillion 若按每吨25美元的CO2计算，44Gt的CO2，共可节省约1万亿美元(Source: Akbari, Menon, Rosenfeld. Climatic Change, 2021)来源： Akbari, Menon, Rosenfeld. Climatic Change, 2021White Roof will be “diluted by cool colored roofs of lower reflectivity, and roofs that can not be changed, because they are lon

26、g-lived tile, or perhaps they are already white. 白色屋顶被有更低反射率的冷彩色屋顶“冲淡了，而且房顶普通不会改动，由于他们是长寿命的瓦片，或者他们曾经是白色的了。Compare 10 tons with a family car, which emits 4 tons/year. 可以把这10吨抵消的CO2，与一辆家庭用车比较。一辆家庭用车每年排放4吨CO2 。*Additional Backup Slides, not for ForumAdvanced Metering Infrastructure (AMI)/Smart Meters先进

27、的丈量设备 (AMI)/智能仪表Goal: Install “smart meters and communicating thermostats throughout California 目的： 在全加州安装“智能仪表和温控器Gives customers access to information and greater control over their energy use and bills. 允许客户获取能源运用和账单信息的信息，扩展其相关控制权Critical Peak Pricing (CPP) with additional curtailment option额外节能选

28、项紧急尖峰电价传统电厂01020304050607080Price (cents/kWh)价钱美分价钱美分/千瓦时千瓦时Standard TOU规范峰谷分时电价Critical Peak Price紧急尖峰电价Standard Rate规范费率 Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday周日周日 周一周一 周二周二 周三周三 周四周四 周五周五 周六周六Extraordinary Curtailment Signal, once per year额外节能信号额外节能信号 每每年一次年一次CPP Price Signal10

29、x per year传统电厂价钱信号传统电厂价钱信号10 x 每年每年?Potential Annual Customer Savings:潜在的年度用户节约：潜在的年度用户节约： 10 afternoons x 4 hours x 1kw = 40 kWh at 70 cents/kWh = $30/year 10下午下午x 4小时小时 x 1千瓦千瓦 = 40 千瓦小时，千瓦小时， 40千瓦小时千瓦小时x70美分美分/千瓦小时千瓦小时 = $30/年年Source: Response of Residential Customers to Critical Peak Pricing and

30、 Time-of-Use Rates during the Summer of 2003, September 13, 2004, CEC Report.来源： 2003年夏住宅用户对紧急尖峰电价和峰谷分时电价的反响，2004年9月13日Residential Response on a typical hot dayControl vs. Flat rate vs. CPP-V Rate住宅对典型热天控制的反响住宅对典型热天控制的反响 vs. 一致费用一致费用 vs. 传统电厂传统电厂-V 费用费用( Hot Day, August 15, 2003, Average Peak Temper

31、ature 88.50)kW0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0Noon2:307:30MidnightCPP Event 传统电厂影响传统电厂影响CPP rates Load Impacts 传统电厂费用传统电厂费用 负荷影响负荷影响Most customers ( 80%) Saved Money and Most (60%) thought all customers should be offered this type of rate.大部分用户约大部分用户约80%节约费用，用户中的大部分约节约费用，用户中的大部分约60%采用此类采用此类费率。费率。Control控制CPP w/T-stat传统电厂Source来源: Pat McAuliffe, pmcaulifenergy.state.ca.usPossible Stra