原标题：清洁能源城市︱叁：未来五类能源城市大揭秘！链接型、自由市场型和可扩展型城市的能源奇招
导读：根据众多城市数据和指标，本文提出了五种城市类型。这些城市为了应对未来对于能源需求的增长，将可变可再次生产的能源等一系列新能源应用贯穿到整个城市建设中，以此来实现城市能源的脱碳和可持续发展。同时这些城市注重到城市自身和其居民的不一样的需求，推出了不同政策来更合理的使用能源。本文将首先介绍链接型、自由市场型和可扩展型城市。
翻译｜郑家诚、刘安、汪子茜、黄柏涵、张思恩、吴学达、李博闻、罗谭晓思、孙尧、萧赛骞、龚维科
在城市发展中，链接型城市、自由市场型城市、可扩展型城市等新型城市概念逐渐崭露头角。这些城市的建设，将清洁能源、可再次生产的能源等新能源的应用贯穿到整个城市建设过程中，实现了城市能源的脱碳和可持续发展。同时，这些城市也注重城市灵活性和消费的人的灵活性，以适应不一样的市场需求。新型城市的出现，为我们打造更加宜居、宜业、宜游的城市提供了新的思路和模式。
到2025年：允许拥有住宅停车许可证的电动汽车停放在非住宅充电点和/或非住宅建筑充电桩附近。
链接型城市可利用其对街道和空间的所有权，制定访客停车许可规则和收费。日间时段，由于当地可再次生产的能源更丰富，电动汽车能够正常的使用住宅停车证停在商业场所进行充电。这可以有效的预防可再次生产的能源日间发电受当地电网限制。链接型城市的电动汽车拥有量位居第三，根据其气候行动计划的政策将电动车保有量将进一步增加，电动汽车储能应用的机会也将增加。
到2025年：为智能充电、制冷和供暖新时代的战略基础设施规划搭建数据平台。
作为规划应用数据的所有者，城市有权让更多建筑主体了解如何与电网升级和/或智能充电、供暖和制冷的主动管理相匹配。高效的数据共享对于实现向更灵活的系统过渡至关重要。此类型的城市，从网络运营商到研究机构，都有计划促进城市能源和基础设施数据，在可信合作伙伴之间进行储存、分析和共享。这一些平台正处于部署的初始阶段，例如伦敦数据平台、 I2AM PARIS 平台和东京的 SMAP Energy 平台。这一些数据对于电力系统操作员和配电系统操作员至关重要，他们要这一些数据来进行频率管理，容量市场、场所和充电桩所有者也需要数据来参与点对点交易或获得众包替代投资机会。
到2025年：在规划协议中接受小型可变可再次生产的能源模块和电池作为社区资产。
链接型城市在与链接型地区的申请⼈达成规划协议时，将受益于利用其城市规划权力支持小型可变可再次生产的能源模块和电池发展。申请⼈通常会要求获得电网加固和其他社区资产方面的支持。将可变可再次生产的能源（例如屋顶太阳能）视为一种更便宜、更可持续的资产是合理的，在授予规划许可的过程中可提出其应用。这些政策将使场地专家（建筑师、城市规划师、交通规划师）能够评估可用于发电和储能的潜力和空间，对于可变可再次生产的能源中短期内开发时序提出建议。由于可变可再次生产的能源设施的规模要求，链接型城市有大规模可安装太阳能光伏板的建筑物。我们的分析表明，它们在屋顶适用可再次生产的能源类型中排名第⼀，平均可用面积超过 3460 公顷，比分布型城市多了 700 公顷。
配备了太阳能电池板和电池的所有250户租户都收到了⼀份介绍，详细说明了如何最优地利用太阳能。该住房集团定期更新租户使用可再次生产的能源的情况，并向居民提出使用改善建议。租户慢慢的开始监控他们的能源使用情况。该项目多年多个方面数据显示，平均每处房产年减排减少⼆氧化碳当量保守估计可达625千克。
到2025年：链接型城市应为能源创新者的项目提供资助，以帮助居民和企业购买并安装可变可再次生产的能源模块和分布式能源系统。电力容量市场所需的小型分布式能源系统数量庞大，意味着私营部门的创新是实现快速转型的最佳途径。这些城市所在国家拥有针对城市和地区的经济发展基金（例如，欧盟的欧洲区域发展基金和英国的共享繁荣基金），以创造符合城市及其居民利益的市场。这些城市拥有庞大的人口规模和商业部门，拥有投资可变可再次生产的能源、分布式能源和能源效率所需的预算和消费的人基础。根据净零排放中心的城市分析，这类城市通常是人口最多的，每个城市平均可达近1000万居民，紧随其后的是可扩展型和自由市场型城市，平均居民规模达750万。这几乎是分布型和机会型城市居民数量的五倍。
伦敦和纽约已经承诺利用其养老基金投资于可再次生产的能源，并从化石燃料中撤资。石油和天然气行业的经济前景已经很不乐观。撤资/投资（Divest/Invest）是C40城市所倡导的一种长期保护城市养老基金资产、并充分的利用绿色经济转型趋势的有效方式。
链接型城市的灵活性目标可以从信息枢纽中受益，让我们消费者明白他们可以在哪里和何时给他们的电动汽车/电池充放电。在人口稠密的地区，能够参与并受益于灵活性的、精通数字技术的人口将是至关重要的。在所有类型的城市中，链接型城市的人口密度最高，电动汽车的拥有率也很高。这些城市在绿色态度方面的高分表明他们更倾向于改变行为和使用从智能供暖和制冷到智能充电的自动化设备。
到2040年： 城市拥有的所有充电桩都是“智能”的，并只采用智能充电费率的电动汽车能够正常的使用。电动汽车的智能充电付费成为默认的支付系统。所有的城市房产都将转为智能供暖与制冷。
到2040年： 针对为电动汽车充放电的消费者以及为电网提供灵活性的第三方智能充电站所有者提供给予市政/房产税和商业税的抵扣。
到2025年：为公共部门车队采购电动汽车和充电桩，为私家电动汽车提供停车许可。
自由市场型城市将从购买电动汽车和充电点中获益，以便为其公共部门车队进行任何新增和置换，并允许持有住宅停车许可证的电动汽车使用非住宅充电点，而不收取城市停车费。自由市场型城市的电动汽车普及率很高，占车辆总数的1%以上，仅次于分布型城市的规模。但为了进一步发挥家用和非家用领域综合电力消费与生产的作用，逐步提升这些领域的电动汽车规模至关重要。
对于目前电网高度拥挤的地区，地区数据平台能帮助自由市场型城市监测和促进智能充电、制冷和供暖（包括汇总的智能电表数据）。配电网络运营商在中短期内需要对分布式能源系统来进行更积极的管理。这在自由市场城市更有可能，因为那里的战略规划鼓励更多的集约式和再生式地区。本类型的城市拥有丰富的太阳能资源，通过利用可用的屋顶空间（平均超过3000公顷），一年中平均有8个月的时间能持续使用太阳能资源。
自由市场型城市从有利于小型可变可再次生产的能源模块（如屋顶太阳能和陆上风能）的地方规划法规中获益最大。自由市场型城市拥有最混合的土地利用，它们的Herfindahl-Hirschman指数平均最低，约为3900，比别的类别的城市低400至1000点。这些城市属于横向混合型，这在某种程度上预示着商业或住宅区集中在城市的不一样的区域，进而增加了能源流动的复杂性。对于城市中由相邻的土地利用（如住宅、商业）主导的区域，部署较小、数量较多的可变可再次生产的能源模块的灵活性更好。
加州新的太阳能授权方案（2023年1月1日）包括太阳能系统的建筑效率标准和太阳能准备要求。太阳能授权要求是基于住宅的建筑面积和当地气候，太阳能电池板系统的尺寸必须要提供住宅的全部年度能耗量。对太阳能和电池储能的要求将针对新的商业建筑和高层住宅项目。新建的低层住宅一定要采用便于甚至鼓励将天然气供暖和设备转换为以电力为来源的方式来进行布线。
自由市场城市受益于促进对专注于小规模当地发电和储能的数字解决方案的能源创新者的资助。这种类型的城市在创业环境、服务数字化和电动汽车使用率方面在所有类型中排名第二。这种方法的好处是投资将被分散到较小和中等规模的分布型能源中，与目前投资者青睐的单站点、大规模的储能相比，这些分布型能源对电网稳定性的净效益更大。
在夏季，当极端炎热的天气导致电力消耗增加，使可用的电力供应稀缺时，就会发出Flex警报。这种情况通常发生在傍晚，在太阳能发电量减少的同时，消费者返回家中，打开空调、电灯等一系列家用电气。加州公共事业委员会创建了一项新的激发鼓励措施，即紧急负荷减少计划(Emergency Load Reduction program)，用于补偿在Flex警报生效时减少用电量的消费者。
在电网严重紧张的时期，自由市场城市从通信系统中受益，居民和公司能够使用该系统手动和/或自动使用供暖、制冷和充电。在我们的分析中，新加坡和洛杉矶等城市的人均互联网连接水平已经是最高的，因此在这一分类中得分很高。然而，这种类型也来自班加罗尔等得分最低的城市(55分，洛杉矶200分)。因此，在集中精力提高公民的技术技能和灵活潜力之前，必须确保数字基础设施足够成熟。
到2040年: 城市将向为电动汽车提供智能充电点的场所提供商业费率折扣，并允许电动汽车的“漫游”费用作为默认支付，而不是直接向商业场所所有者支付。
到2040年: 城市向愿意自动调节冷暖开关并使用智能充电的居民和公司可以提供市政/物业或商业费率折扣;城市可以充当供应商“智能”能源的协调者。
可扩展的城市受益于为其公共部门车队的任何新车或替换车辆采购电动汽车，并使其尽早为其能源网络提供灵活性服务。这种类型的电动汽车拥有率很低：例如，约翰内斯堡和内罗毕等城市通报了这种类型，但它们在各自的国家登记册上没有报告任何有牌照的电动汽车。促进和激励电动汽车的采用，将对增加当地电池容量和支持一直增长的人口至关重要。这种类型的城市在2035年之前的潜在人口增长率最高，比中等水准高130%，这在某种程度上预示着需要大量的灵活性来适应新的需求。电动汽车市场必须加快发展，以支持其迅速增加的需求。
从2022年6月起，英国的建筑法规将要求新建住宅和商业建筑，以及正在进行重大改造的建筑安装电动汽车充电桩。该法规确保充电站具有智能功能，允许在电网需求较少或有更多可再生电力时为电动汽车充电。
当2018年垃圾处理10年合约到期时，西雅图的垃圾和水处理企业——西雅图公共事业公司——看到了在垃圾运输服务方面实施重大变革的机会。
西雅图新的垃圾运输车队包括200辆清洁排放车辆，由电力、可再生天然气和可再生柴油驱动。这包括两辆全尺寸100%电力回收卡车。
可扩展的城市受益于将充电点、当地发电和储能作为在公共土地上进行重大改造和强化项目的采购政策的要求，前提是可负担得起。在这一些地方有更多的土地可用于将充电点与可再次生产的能源发电相结合:这些城市拥有丰富的太阳能资源——比中等水准高出52%。
可扩展型城市受益于可扩展场所的增长区域数据平台，以监控和促进智能充电、制冷和供暖的影响（包括汇总的智能电表数据）。这些城市的人均可再次生产的能源数量最少——需要更加多的数据来管理由于人口增长而产生的发电、电网容量和建筑数量的迅速增加。它们是第二高的混合类型，将从监控智能充电、供暖和制冷性能的数据共享中获得很高的收益。
可扩展型城市将受益于把中型可变可再次生产的能源部件和电池作为规划协议中的社区资产，以及优先批准大型可变可再次生产的能源和分布式能源规划应用的地点。这些地点将更倾向于利用丰富的太阳能资源：在一年的近10个月中，采用这种措施的城市预计平均可拥有超过150 kWh/m2的电力和3000公顷的可用屋顶空间。此外，尽管其中一些城市的风力资源不那么丰富，但在绿地和未使用的空间中仍有可用土地，能安装风力涡轮机和电池等分布式能源资产。
印度金奈市政府(GCC)和Chennai Smart City Limited已经给市政府的建筑安装了太阳能屋顶。推广太阳能屋顶系统的措施之一是为所有政府和地方机构的新楼都来安装，现有大楼将分阶段安装。根据这项政策，印度金奈市政府将在其拥有的所有1378座建筑上安装太阳能屋顶。
可扩展型城市将受益于在可扩展地点的电网拥塞区域采购储能，以此借用电池充电和放电时未来电力交易的价值。这些城市（通常位于发展中国家和新兴国家）的公共资源通常比别的类型的城市更为有限。谷歌、亚马逊、Meta、苹果和微软等大型科技公司，正试图通过在全球范围内具有巨大潜力的地区安装储能和推广可再次生产的能源项目来减少碳足迹。随着这些市场慢慢的变重要，这些国家丰富的资源和吸引私人投资的能力将赋能供应能源密集型行业的贸易部署，从制造业到数据中心。
世界资源研究所（WRI）正在和美国四个中型城市合作。城市作为能源买家和当地市场的参与者，与WRI一起探索按小时采购和匹配CFE的途径，以满足自身需求。WRI正在为广泛的市场参与者、企业采购商、公用市政企业、联邦机构、无碳能源供应商、核查员、数据提供者和其他利益相关者提供一系列关于全天候CFE的网络教育研讨会。研讨会涉及采购方法、成功案例研究、最佳实践措施、市场工具以及支持全天候CFE采购的政策。
可扩展型城市将受益于将城市所需支付的公共部门房产转移到按使用时间收费的电价上。实时计价将使这些城市充分的利用其可再次生产的能源的发电和低碳技术，并使消费的人受益。尽管这些城市在太阳能和风能上拥有巨大的当地发电力，且有很多机会促进城市内的能源储存和灵活性，但所有可扩展型城市在零售电价的创新方面都很薄弱。布宜诺斯艾利斯和内罗毕具有独特的“按使用收费”的计价方式，电力成本依据使用而增加。
可扩展型城市将受益于居民社区的能源委员会在预算拨款的灵活性上做出的集体决策，包括使用消息系统、公共储能/充电器和电动汽车的停车许可证。目前，需要计划来增加对使用时间和智能电价的信任。可扩展型城市的零售创新采用率低，得分在倒数第二，比中等水准低6%；电动汽车的使用率也是所有城市类型中最低的。此类城市通常已经根据负担能力和集体决策进行定价。约翰内斯堡的电费率根据每个城区的平均家庭收入而不一样。
