具有成本效益的网格互动高效建筑

经济高效的网格交互高效建筑 ：WinnCompanies 投资组合的潜力2023 作者和致谢AuthorsMaggie HuangSheldon Mendonca林赛 · 拉斯穆森Connor Usry分析师凯拉 · 阿克 - 卡特Joey Cathcart邢晨菲利普 · 库恩Cody NearyFatemeh ShahsavariRaghuram Sunnam贡献者克里斯蒂娜 · 麦克派克， WinnCompaniesRois Langner国家可再生能源实验室 (NREL)Tim LaClair国家可再生能源实验室 (NREL)Zahra Fallahi科罗拉多大学博尔德分校作者和贡献者按字母顺序列出。所有作者都来自 RMI 。联系人Sheldon Mendonca, smendonca @ rmi. org 版权和引文Maggie Huang, Philip Keuhn, Sheldon Mendonca, Lindsay Rasmussen, and Connor Usry, Cost -有效的电网互动高效建筑 ： Winn 公司投资组合的潜力 ， RMI ， 2023 年 ，https: / / rmi. org / insight / GEBs - potential - for - the - WinnCompanies - portfolio.RMI 重视合作 ， 旨在通过分享知识加速能源转型和见解。因此 ， 我们允许感兴趣的各方通过以下方式参考、分享和引用我们的工作知识共享 CC BY - SA 4.0 许可证。 https: / / creativecommons. org / licenses / by - sa / 4.0 / 。除非另有说明 ， 否则所有使用的图像均来自 iStock. com 。关于 RMIRMI 是一个独立的非营利组织 ， 成立于 1982 年 ， 通过以市场为导向的解决方案 ， 与 1.5 ° C 的未来保持一致 ， 并确保清洁 ， 繁荣 ， 零碳所有人的未来。我们在世界上最关键的地区工作 ， 参与企业 ， 政策制定者 ，社区和非政府组织确定和扩大能源系统干预措施 ， 将削减温室到 2030 年 ， 气体排放量至少达到 50 ％ 。 RMI 在科罗拉多州的玄武岩和博尔德设有办事处 ； 新约克城 ； 加利福尼亚州奥克兰 ； 华盛顿特区 ； 和北京。1 目录EXECUTIVE SUMMARY1背景钥匙 Findings更广泛 多家庭 Portfolio 洞察力122INTRODUCTION TO GEBS4What is a GEB?45建筑 块 to 实现 a 脱碳 建筑物 PortfolioWINNCOMPANIES ' 投资组合6State of Portfolio现有 Conditions 在 the PortfolioBusiness 案例7910建模 进近11投资 场景 AND Results146% IRR Scenario10 年 投资回报 Scenario1518GEB IMPACT ON 需求 配置文件20Monthly 峰值 需求 配置文件Daily 需求 配置文件2022业务 CASE: 租户 VS 。 业主 节省25LESSONS FOR 多家庭 住宅 建筑物 超越 WINNCOMPANIES ' 投资组合 27响应 to Local 与气候有关 代码 要求28ENDNOTES292 执行摘要背景随着气候危机的恶化 ， 这是建筑业的义务 ， 它负责全球每年 39% 的排放量 ， 我将研究、投资和整合最佳实践 ， 以确保到 2050 年 ， 我们可以脱碳。建筑物占美国用电量的 70 ％ 以上 ，很大程度上未开发的潜力 ， 可以转移和减少他们的能源使用 ， 以使投资组合所有者受益 ，租户、电网运营商和社会。本报告的重点是评估可再生能源、能源储存、建筑负荷的战略使用灵活性和网格协调。这些重点领域是实现智能、互联、和高性能建筑 ， 以及支持电网互动高效建筑 (GEB) 的进步技术及其在美国住宅建筑中的采用。这项研究分析了GEB 策略在 Winn 子集上的潜在价值公司的多户住房投资组合和制定能源项目投资计划。通过对投资组合的广泛评估 ， 该研究建议了优化投资组合范围的投资 ， 并提供投资途径以支持脱碳。总共选择了 29 个属性用于分析六个状态和三个状态具有不同计量结构、建筑几何形状、供暖、通风和空气的气候区 -空调 (HVAC) 系统和建筑类型。投资方案基于与 WinnCompanies 进行讨论 ， 并代表一系列技术来制作建筑更高效 ， 对价格信号做出反应 ， 并能够实现碳减排目标 ，同时提供可接受的投资回报。报告中分析的两种情况包括,•6% 折扣率方案 ：一种不太激进的财务回报方案 ， 在这种方案中 ， 措施每栋建筑的选择和包装必须达到 6% 的投资回报率阈值。•10 年回报方案 ：一种场景 ， 其中所有推荐的度量包都满足10 年简单投资回报的最低标准。本研究报告如下 -截至 RMI 2022 年 3 月报告中提出的调查结果美国零售 Portfolioiii 的脱碳潜力及其 2019 年报告电网的价值潜力 -GSA 投资组合中的交互式高效建筑 ： 成本效益分析。报告确定了几个降低峰值需求、提高效率和减少碳排放的成本效益战略在零售投资组合和美国总务管理局 (GSA) 投资组合中建筑物 ， 分别。在本报告中 ， 我们重新审视并将一些相同的概念应用于多户住房行业—特别是负担得起的住房投资组合。随着越来越多的城市实施建筑脱碳政策针对大型建筑 （ 包括多户住宅 ）包括纽约市的地方法律97 （ LL97 ） 和波士顿的建筑物排放减少和披露条例 （ BERDO ） -GEB战略可以帮助实现政策目标。 GEB 战略通过减少能源使用和建筑物的排放 ， 管理需求高峰期 ， 并帮助我们的电力系统成为更清洁 ， 更可靠。1 关键发现WinnCompanies 正在很好地管理其产品组合的能源使用和电力需求 ， 其中有一些关键改进的机会。为每栋建筑创建了一个代表性的 E + 模型 ，独特的几何形状 ， 加热和冷却设备 ， HVAC 分配和公用事业率。每个模型如有可用 ， 已校准为每月能源使用。有关建模的更多信息方法 ， 请参考建模方法报告中的部分。我们为投资组合中的 21 栋建筑确定了几种具有成本效益的策略 ， 以降低峰值需求 ， 提高效率 ， 减少碳排放。成本和收益包括所有者和租户空间。••有可能将年度最大峰值需求削减高达 8 ％ 或 800 左右21 栋建筑物的年电力峰值需求千瓦 (kW) 。在 10 年的投资回报方案中 ， 投资组合可以将年度能源公用事业成本降低641, 755 美元或 9% ， 同时将碳排放量减少 6% (每年节省 1500 吨二氧化碳) 。将收益率阈值降低到 6% 的内部收益率 (IRR) 会增加投资组合 -一年的投资回收期很宽 ， 但每年可以减少能源成本 701, 958 美元 ， 并减少碳排放每年排放 1600 吨二氧化碳。••屋顶太阳能光伏 （ PV ） 具有最大的净现值 （ NPV ） 和整个投资组合的碳排放量减少 ， 并在 1329 栋建筑HVAC 和插头负载效率措施具有第二高的碳潜力整个投资组合的减排量和净现值。请注意 ， 该分析不考虑最近的通货膨胀减少法案 (IRA) 回扣 ， 州 / 市建筑性能–相关处罚或融资成本。包括这些将对建议。因为本报告的重点是评估具有成本效益的网格 - 交互式和有效的建筑措施 ， 我们没有包括必要的综合设计方案脱碳多户建筑. v更广泛的多家庭投资组合见解WinnCompanies 投资组合是高效、灵活运营的典范 ， 再加上本报告中的碳减排结果 ， 为其他多户投资组合所有者提供了一个模型。该投资组合包括 29 栋建筑物 ， 其中 21 栋具有总计的潜在峰值需求每年节约 800 千瓦和碳节约 1, 600 吨二氧化碳。如果更广泛地应用于美国各地的多户投资组合、绝对电力峰值需求和碳排放影响会更大。我们的分析发现 ， 以下是成本 -整个行业建议的有效策略 ：•屋顶太阳能光伏在我们建模的近一半的多户建筑中在经济上是可行的 ，有可能以经济有效的方式减少二氧化碳排放。2 •••投资组合中的大多数建筑物都采用了 LED 灯具 ， 具有成本效益。所有多户建筑应考虑高效更换公共区域固定装置LED 灯具。采用中央 HVAC 系统进行主计量的多户建筑应进行评估使用智能恒温器和实施温度挫折的潜力高需求时期的公寓。暖通空调和插头负载效率措施中包括更换洗衣机和烘干机具有高效模型的公共区域 ， 碳排放量最高此类措施的减少和净现值潜力。与多家庭住宅建筑 ， 能效升级往往会遇到感知到的 “分裂 ”-“激励 ” 障碍 ， 其中支付升级费用的一方 (所有者) 不是获得升级的好处 （ 租户 ） 。我们强调克服这一问题的机会适用于本投资组合中包含的三种租赁类型的障碍 (市场利率 ， 低 -收入住房税收抵免 [LIHTC] 和第 8 节) ， 因为这样做会给租户带来好处 ，特别是对于能源负担沉重的低收入家庭 ， 以及面临城市脱碳的业主requirement.3 GEB 简介CALL - OUT Box: (标志)如果读者已经阅读了相应的部分 ， 则可以跳过此部分从 RMI 的先前报告经济高效的网格互动高效建筑 ： 脱碳美国零售投资组合的潜力。什么是 GEB ？GEB 是节能建筑 ， 可优化电网服务、居住者需求的能源使用和偏好 ， 以及以连续和综合的方式降低成本。 vi 使用效率 ，控制和现场发电 ， 我们可以在高峰负荷事件期间管理电力需求 ，从而降低公用事业成本 ， 同时为电网带来好处。图表 1 ： 电网互动高效建筑和他们可以改变电力消耗的方式RMI 图片。来源 ： Andrew Satchwell ， “国家路线图 ” ， 2021多户建筑可以部署四个主要的 GEB 策略 ， 如图表 1 所示 ， 以调整建筑运营 ， 以节省资金 ， 提高居住者的舒适度 ， 并成为公用事业的资产网格。• 效率:在没有一个连续的一天的能源消耗减少降低乘员的舒适度。• 卸载:减少短时间内的能源使用。这种策略通常是为需求响应程序调用而分派。• 换档负荷:将能源消耗转移到一天中的不同时间 ， 以避免高成本或排放时间。也称为需求灵活性。• 生成:使用屋顶太阳能光伏或其他现场资源来满足建设和出口多余的电力到电网。现代建筑不再在黑匣子中消耗电力。他们可以调整能源消费以优化成本和排放 ， 以响应市场信号 ， 这些信号是越来越多地通过电网运营商或第三方提供商获得。通过投资改进 ，多户建筑管理人员可以监控建筑的内部条件 (例如 ， 舒适度水平、占用、照明) 以及外部条件 (例如 ， 市场价格信号、天气或emissions, if available) to optimize to any number of operator requirements. Incorporating GEB4 硬件和软件使建筑物能够超越基本的效率措施灵活的负荷转移给投资组合所有者、公用事业和society, without expericing occupant comfort and preferences. Occupants will benefit同样 ， GEB 措施可以创造更舒适、更有弹性的建筑 ， 同时潜在地减少租户的能源负担和水电费。交互式多户建筑可以成为电网运营商的强大资源 -在动荡的高峰期帮助减少和转移需求。建筑砌块以实现脱碳建筑组合图表 2 ： 脱碳多户建筑的基本砌块RMI 图片。来源: 安德鲁 · 萨奇韦尔 ，“国家路线图 ” ， 2021 年Exhibit 2 illustrates how GEB strategies support decarbonization. A decarbonized building,其运作不会导致导致气候变化的温室气体