2024年4月2日，落基山研究所发布最新报告《具有高成本效益的电网交互式节能建筑——美国某零碳建筑集群的脱碳潜力》。报告以建筑用能的需求响应为主要关注点，着重介绍“电网交互式节能建筑”这一面向未来的零碳建筑形式，并以美国某大型零售商的节能改造项目为案例，分析评估了电网交互式节能建筑的节能降碳潜力以及经济效益。该报告的发布旨在为电网交互式节能建筑在我国的应用提供参考，充分挖掘建筑部门需求侧灵活性潜力，减少用电峰值负荷，为建设清洁、高弹性的电网赋能。
随着人民生活水平的提升、建筑电气化率的增长以及气候变化带来的极端天气频发，建筑用电总量及用电负荷均迅速增长，这将为电力系统的稳定运行带来进一步的挑战。由于建筑的用电峰值负荷主要来源于制冷和供暖（通常大于50%），建筑可以通过储热转移负荷，从而实现需求响应，为电网提供更多的灵活性。与电池储能等提升电网灵活性的方式相比，建筑储热的需求响应方式经济性更高，且安全隐患较低，拥有巨大的潜力。
《具有高成本效益的电网交互式节能建筑——美国某零碳建筑集群的脱碳潜力》报告
电网交互式节能建筑(Grid-interactive Efficient Building, 下文简称‘GEB’)是近年来新兴的建筑发展理念，美国能源部(Department of Energy, 下文简称‘DOE’)对它的定义是，“能以连续整合优化的方式主动利用智能技术和分布式能源设施，同时提供电网服务、满足用户需求以及降低用能费用的高能效建筑”。电网交互式节能建筑主要从降低需求、负荷削减、负荷转移、负荷调节、可再生能源发电五个方面，对建筑自身及整个能源系统的节能降碳做出贡献。
电网交互式节能建筑的典型日建筑符合情况及其改变用电量的方式
电网交互式节能建筑需要具备智能技术（包括先进的控制系统、传感器及数据分析模型）以满足建筑使用者的需求，并对不断变化的电网和天气情况分别做出反应。目前，包括具有变频功能的空气源热泵/冷热水机组、储热/蓄冷设施、分布式光伏、电动汽车、用户侧储能在内的分布式能源硬件设施（Distributed Energy Resource，以下简称“DER”）通常是由建筑的设计方及运营者单独评估、规划、实施和管理的。电网交互式节能建筑能够通过自动化的能源管理平台对这些DER进行整合及持续优化，使建筑所有者、使用者和电网都从中受益。
本研究选取了美国某零售商旗下113家零售门店，通过建模对比分析了在这些零售门店中采取三种不同电网交互式节能建筑改造方案的经济性以及节能减碳潜力。结果显示，电网交互式节能改造措施可以以10%的高内部回报率（IRR）减少零售门店26%的年度能源成本，降低19%的碳排放，并降低高达17%的用电峰值负荷；降低内部回报率（即投入更多的改造成本）可以最高减少零售门店37%的年度能源成本并降低27%的碳排放。报告还提出，使用集中化的企业级能源管理系统、空气源热泵热水器、屋顶太阳能等措施是对整个零售行业具有高成本效益的碳减排策略，无论零售门店所处地区的电价以及气候条件如何，落实GEB措施都能带来可观的经济效益，零售企业应从整个集团的层面对于GEB进行规划落实，减少行政管理负担以及项目成本，最大化项目收益。
电网交互式节能建筑示意图
（来源：Grid-interactive Efficient Buildings Technical Report Series: Overview of Research Challenges and Gaps）
落基山研究所常务董事兼北京代表处首席代表李婷表示：“随着新能源普及水平的持续提高和电力系统转型升级的持续深化，建筑和电网的深度融合互动将成为未来的重要趋势之一，电网交互式节能建筑将在充分挖掘建筑部门需求侧灵活性潜力方面扮演关键角色。未来，落基山研究所将持续与各行业伙伴携手，推动电网交互式节能建筑的技术落地与试点开展，并开发和完善相应的市场机制，助力其实现规模化落地，切实支撑建筑部门在新型能源体系建设中发挥核心作用。”