世界各国特别是新兴经济体国家电器和设备的能源消耗逐年增长,这主要是由于建筑物数量的增加以及能源消耗设备的拥有率和使用量在不断扩大。
为了步入2050年净零排放情景的轨道,2030年销售的大多数电器和设备都需要与现存的最佳可用技术相匹配。尽管许多区域因更严格的最低能效标准而提高了效率,但还需取得更进一步的成果,同时必须改变以用户为中心的行为,以减少家庭用电需求。各国政府需加强努力,以实现这一目标。
二氧化碳排放
家电效率的提高和电力碳强度的下降抑制了排放量的增长。2021年,电器和设备的排放量略有反弹,如图1。电力碳强度的提高抵消了热力活性和能源需求增加带来的上行压力。为了步入净零情景的正轨,需要进一步提高能源效率,同时继续降低电力的碳强度。优先使用更严格的最低能源绩效标准(MEPS)和电力生产的进一步脱碳将是实现这一目标的关键。
图1 2010—2030年净零情景下电器的二氧化碳排放量和排放强度
能源
能源消耗继续上升,但需要趋于平稳才能遵循净零情景。如图2,2021年,家电类的总能耗增长了近4%,这也推动了排放量的增加。尽管能源效率有所提高,但家电拥有量的增加推高了消费,特别是在大型新兴经济体国家中尤为突出。
图2 2000—2030年净零情景下电器和设备的能耗
热力活性
越来越多的联网设备正在推动更高的能源消耗。随着世界经济财富的积累,耗能设备变得相对廉价,随着时间的推移,即便是不太富裕的国家的民众,也可以购买更多的大型电器。例如,大多数家庭现在拥有一台冰箱,同时拥有一台以上的电视机。
由于现在大众居民普遍生活在较小的家庭单位中,随着全球人口数量的持续增加,家用电器的库存量也在继续增长,如图3。所有巨大的热力活性上行压力正在推动能源消耗和排放量的增加。
图3 2000—2030年净零情景下全球平均家用电器拥有率和家庭数量
技术部署和创新
目前已具备相关技术可以显著提高现销售电器的效率。冰箱、冰柜等许多主要电器的技术现在都比较成熟。即便如此,市场上仍存在能效水平较差的电器,转向销售更高效的产品可以实现显著的节能效果。例如,在欧洲销售的滚筒式干衣机逐步普及使用热泵技术,该技术大大降低了使用的能耗——消耗的能源约为传统通风或冷凝滚筒式干衣机的一半。从历史数据来看虽然成本非常高,但随着其产销量的不断上升,采购成本在不断下降。
在净零情景下,到2035年所有可用产品都将达到最佳性能。但是,还有其他的方式可以减少能源消耗的需求,例如,洗碗机上也可以使用热泵,以减少能源的消耗。这些技术最近已被引入瑞士市场的商用机器设备中。一些主要电器的使用时间控制可以用作分布式资源,以帮助管理电网并减少对备用发电机的需求。2022年,英国启动了一项能源智能家电计划,通过智能电表和能源管理系统,来测试可互操作的需求响应。
政策
(1)最低能效性能标准(Minimum Energy Performance Standards,MEPS)被广泛用作提高效率的关键政策驱动因素
强制性MEPS(最低能效性能标准)体系为投放市场的新产品规定了最低能效要求,已被证明是政府可以用来提升高能效产品销售效率的高效政策工具。最近的证据表明,家电能效政策有助于将冰箱、电视和洗衣机等主要电器的全球总能耗减半。高能效产品购买价格可控,并且在大多数情况下,由于能源运行成本较低,生命周期成本也较低。
MEPS被越来越多的国家用于更广泛的电器品类中。例如,目前约有80个国家将MEPS用于家用冰箱和冰柜,这意味着约80%的全球住宅制冷最终能耗被此政策覆盖。然而,其他电器的政策覆盖面较小,例如洗衣机(刚刚超过50个国家,78%的能源覆盖率),电视(不到50个国家,接近75%的能源覆盖率)和显示器(不到40个国家,43%的能源覆盖率),如图4。
图4 2000—2022年强制性MEPS(最低能效性能标准)覆盖的最终能源使用比例
在全球范围内,各国正在引入和修订电器的MEPS。例如,2022年1月,泰国制定了家用洗衣机的MEPS。自2023年9月1日起,哥伦比亚将实施冰箱和冰柜的新能效指标范围。
(2)强制性能源比较标签帮助消费者选择更高效的电器
强制性能源比较标签通常与MEPS相结合使用,为消费者提供其购买新电器的一致性和可靠性的相关信息。还可以构成其他政策选择的基础,例如为消费者提供帮助,或用作设定政府采购要求的基础。
采用强制性标签的国家数量正在增加,近80个国家使用冰箱标签,60个国家使用洗衣机标签,使用洗碗机标签的国家有40多个。
世界各国正在为电器制定实施新的标签或持续更新中。2022年,新西兰采取行动,使其市场与澳大利亚的家用冰箱法规保持一致。部分国家能源战略政策如表1。
表1 部分国家能源战略政策索引
国际合作
国际举措正在向政府制定有效的家电政策提供能力支持。促进节能电器国际合作的主要组织和举措包括:节能终端设备(Energy-Efficient End-use Equipmen,4E)成立于2008年,是国际能源署的技术合作计划(Technology Collaboration Programme,TCP),来自亚太、欧洲和北美的15个国家共同分享信息和交流经验,以支持节能电器和设备领域良好政策的制定。
超高效设备和电器部署(Super-Efficient Equipment and Appliance Deployment,SEAD)倡议于2010年在清洁能源部长级会议上启动,联合20多个政府、国际能源署和其他合作伙伴进行合作,旨在加速和加强电器和设备能效政策的制定和实施。SEAD提供知识和工具,以完善政策,提高对高效电器重要性的认识,明确节能技术并提供技术专长。
在SEAD的呼吁号召下,在2021年联合国气候变化大会(COP26)召开之前,国际能源署与英国政府一起制定了产品效率行动方案,旨在将全球销售的关键电器的效率提高一倍。
清洁照明联盟(Clean Lighting Coalition,CLASP)于1999年以“协作标签和电器标准计划”进行启动,于2005年成为国际非营利性组织,并扩大了其在电器方面的影响。
能效联合组织(United for Efficiency,U4E)起源于2010年,是支持发展中国家和新兴经济体将其市场偏好转向节能电器和设备的全球性组织。U4E由环境署、全球环境基金、联合国开发计划署、国际铜矿协会、CLASP和自然资源保护理事会联合发起,并得到了其他国际合作伙伴的支持。
针对决策者的建议
(1)加强国际协调和长期战略目标
政府需要共同努力,并与主要合作者确保世界各地的市场向消费者和制造商发出有效的信号,以最大限度地提高效率,同时控制未来因变化产生的成本。为应用MEPS建立共同的国际目标帮助市场参与者规划和提供具有成本效益的高效电器。
通过G20能效中心等计划可以实现更好的协调,该中心于2019年启动。首批成立的任务组于2021年9月由超高效设备和电器部署(SEAD)计划。
(2)扩大MEPS和强制性能源标签的使用范围并增加其严格性
目前约有120个国家正在使用或正在考虑使用最低能效标准和能源标签,来提高在其市场上销售的电器和设备的效率,目前涵盖60多种电器类型。
目前不使用MEPS或标签的国家应考虑引入,并在可能的情况下与区域性要求保持一致,允许其以更简单、更低成本的实施以实现其优势。可基于已建立的模板(例如欧盟的模板)或遵循模板(例如U4E提供的模板)。
对于有最低能效性能标准制度经验的国家,应考虑随着时间的推移持续修订和提高能效水平。还应考虑扩大这些条例的范围,既包括不同类型的规章,也包括将扩大到涵盖某些设备系统的集成产品的政策。
(3)自愿采取措施推广高效能电器
标准和标签计划一直是最成功的家电效率政策,但作为更全面的一揽子政策的一部分,可以产生更大的影响。例如,高效率性能标准可以定义一个阈值,超过该阈值的产品将被识别为高效(通常通过带有背书标签,例如美国的能源之星),进而可以通过政策或其他举措促进高效产品和设备的销售。
图文来源:IEA 跟踪报告 – 2022年9月。
https://www.iea.org/reports/appliances-and-equipment
原标题:Appliances and Equipment
原作者:Kevin Lane,Chiara Delmastro,Clara Camarasa,Fabian Voswinkel