案例研究:明尼苏达州热泵转型框架

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Fresh Energy的Ben Rabe在热泵的室外机组附近与明尼苏达州居民交谈。

Fresh Energy在继续加速向清洁能源经济过渡的过程中,其优先事项之一是加速采用创新技术,使明尼苏达州更接近我们的温室气体(GHG)减排目标。特别是热泵是我们的技术和政策专家团队确定的一项技术,是多管齐下的解决方案的一部分,旨在帮助明尼苏达州人减少排放。随着我们继续这一过程,我们正在密切关注其他寒冷天气状态的热泵部署,以便我们能够尽可能公平有效地接近这些清洁能源解决方案。让我们跳进去吧!

供暖和制冷共同占家庭能源使用的大部分(51%)和平均能源费用的相当大的份额(40%)(Patano,Malinowski,Gard-Murray,Adams 2021)。在美国,住宅供暖和制冷系统长期以来一直由用于供暖的燃气和电阻炉以及用于制冷的空调主导。然而,热泵为这些传统系统提供了一个有趣的替代方案。

热泵是节能的一体化供暖、通风和空调 (HVAC) 系统,使用电力代替化石燃料。热泵是一种将热量从家庭,多户住宅单元或商业建筑内部传递到外部的系统,反之亦然。要了解有关热泵及其有效性的更多信息,请查看Fresh Energy关于热泵的博客。

虽然明尼苏达州热泵的部署一直很缓慢,但我已经评估了东北部的三个州作为案例研究,以说明明尼苏达州扩大热泵的推出可能是什么样子。缅因州,马萨诸塞州和纽约州三个州被选中,因为与明尼苏达州相比,它们更强大地实施了热泵计划。之所以选择这些州,也是因为它们在寒冷的天气气候中运作,这些气候类似于明尼苏达州漫长而严酷的冬季,因此适合进行比较。我概述了热泵计划和这些州采用的政策,提出了一些建议,这些建议将有助于明尼苏达州改用热泵作为我们州使用的主要HVAC单元。通过这些建议,该提案旨在倡导清洁和公平的能源转型,使用政策框架优先考虑住宅区的热泵。

缅因州

安装在缅因州房屋外的无管热泵。照片/效率缅因州。

案例研究:明尼苏达州热泵转型框架

根据美国能源信息署的数据,缅因州是该国最依赖取暖油的州(Maine.gov,2021年)。此外,作为美国全年第三大最冷的地区(明尼苏达州是第四冷的),过渡到更清洁的供暖和制冷系统是缅因州新气候行动计划的最高优先事项之一。该州效率计划的独立实施者,缅因州效率,与其他州相比,一直在以快速的速度推出热泵。热泵已被证明在为这个东北部州供暖方面是有效和高效的,与使用化石燃料炉相比,帮助缅因州居民每年节省812美元的能源支出,从丙烷转换时高达2,930美元(Long,2021)。根据该州的气候行动计划,缅因州到2025年增加10万台新热泵的目标也预计将将每个家庭每年的供暖费用从300美元减少到600美元。Efficiency Maine的目标是将其热泵安装扩展到小型企业,市政和公立学校建筑,其他建筑物以及该州的其他地区。

根据缅因州效率的数据,安装数据显示,缅因州农村和北部的人均安装量最多。除了针对资源贫乏家庭的计划外,缅因州效率局还提供了融资机会,帮助较小的市政当局加速向高效供暖和照明系统的过渡,例如帮助抵消热泵安装的成本。

此外,Efficiency Maine还与MaineHousing合作,为资源贫乏的家庭提供热泵计划。缅因州住房是缅因州立法机构创建的一个独立机构,旨在解决负担不起的住房问题,并为资源贫乏的社区提供与住房有关的其他服务。热泵计划有助于向符合条件的居民支付购买和安装成本。

麻萨诸塞州

安装在马萨诸塞州房屋外部的热泵。Mass Save提案为使用天然气购买热泵的建筑物提供了激励措施。照片/艾琳·克拉克,《波士顿环球报》。

十多年来,马萨诸塞州的能源效率计划被认为是该国最强大和最有效的计划之一。其中不可或缺的是Mass Save计划 - 一个由电力和天然气公用事业公司组成的财团,负责管理和向马萨诸塞州地区提供能源效率服务,由消费者的水电费小额费用资助。该计划与马萨诸塞州能源资源部密切合作,为房主提供激励性回扣,帮助他们转向排放更少碳的更高效的供暖系统,例如合格的热泵型号。

Mass Save遵循三年效率计划模型,该模型设定了三年期限的减排目标,这些目标决定了未来三年的计划计划。2022-2024年的效率计划尤其突出,因为它使电气化成为该州效率措施的核心原则。

对该计划的评估正在进行中。2020年的一项研究显示,拥有更多有色人种、非英语人士、租房者和较低家庭收入的住宅社区接受Mass Save的服务的比例明显低于富裕和白人社区。结果促使新的三年计划包括投资,以扩大该计划与社区团体和市政当局的合作,以更好地为资源贫乏的社区服务。对该计划及其对公众的责任的持续重新评估也为我们所有参与加速清洁能源转型的人提供了一个重要的教训:它必须对每个人都是可及的和包容性的。

案例研究:明尼苏达州热泵转型框架

纽约

在纽约州,热泵激励措施由纽约州能源研究与发展局(NYSERDA)运营。NYSERDA的热泵激励措施在全州分为五个项目,旨在根据该州到2040年实现碳中和的承诺推进该州的清洁能源目标。

安装在纽约一栋公寓楼外的热泵。照片/RYCOR暖通空调。

NYSERDA与经过认证的承包商合作,为客户提供热泵安装和服务。经批准的热泵承包商可以评估哪种类型的热泵适合房屋模型,进行高质量的安装,并根据需要对热泵系统进行日常维护。如果客户符合条件,他们可以申请安装成本的退税,激励或联邦税收抵免,以帮助将这些能效工具的可访问性扩展到可能无法负担得起的客户。

纽约州转型的一个关键政策是该州的绿色新政,该政通过公用事业在热泵激励措施上投资超过4.5亿美元,在市场支持方面投入了超过2亿美元 - 这一过程旨在帮助推动教育,营销和研究途径,增加热泵的市场接受度。

明尼苏达州热泵动力转型的框架

热泵计划应通过为客户提供不同类型的激励,回扣和融资计划来支持成本降低策略。更广泛地采用热泵的最大障碍之一是,与化石燃料替代品相比,该系统本身具有较高的前期成本和较低的即时投资回报率。实施激励措施以降低购买和安装成本应该是一个优先事项,类似于现有的公用事业效率回扣。马萨诸塞州,缅因州和纽约州仅通过合格的热泵和热泵承包商提供回扣,以确保系统的质量和使用寿命。明尼苏达州应与承包商密切合作,提供一系列符合标准和客户满意度的选择。

案例研究:明尼苏达州热泵转型框架

我们需要提高公众意识的运动,以吸引客户并展示热泵的好处,因为人们仍然没有完全了解热泵及其好处。这些公共教育工作中包含的解决方案应侧重于建立客户需求,同时提供降低成本的激励措施。营销和促销活动应优先考虑企业和住宅区集群。晋升还应优先考虑资源贫乏的社区以及回扣和激励措施的机会。应进一步让客户意识到从化石燃料替代品转向热泵的经济节约以及环境和健康效益。

政府机构应与承包商和公用事业公司建立长期的伙伴关系。 商务部负责监督明尼苏达州投资者拥有的公用事业公司的公用事业保护计划,如Xcel Energy,该公司为双城地区的大部分地区提供电力。与我分析的东北部各州不同,投资者拥有的公用事业公司设计和实施自己的项目,而不是第三方实施者(如Mass Save,Efficiency Maine和NYSERDA)。Xcel Energy和其他公用事业公司应该能够在商务部的密切指导下实施自己的热泵公用事业计划。这确保了回扣和激励措施以及法规的资金。

我们应该认识到,增加热泵的部署是一个明确且可实现的目标,将受益于立法支持。 随着《节能和优化(ECO)法案》的通过,明尼苏达州现在有动力为家庭和商业建筑提供燃料转换激励措施,以从化石燃料热源过渡到电动系统,如热泵。由于ECO法案的通过,公用事业公司可以计算其保护改进计划(CIP)支出的拨款。然而,持续的雄心壮志和战略规划对于以气候变化所需的速度和规模向电气化迈出有效的步伐是必要的。

前进

我们必须将公平放在能源转型的最前沿。许多资源贫乏的社区由黑人,土著和其他有色人种社区组成,由于住房和政策中的种族主义结构不投资于这些社区,这些社区被剥夺了政治权力和经济财富。虽然认识到技术不是长期压迫制度的唯一解决方案,也不是应对气候变化的完整解决方案,但优先考虑公平和正义的战略清洁能源框架对于成功的热泵转型是必要的。

根据缅因州,马萨诸塞州和纽约州提供的经验教训,我讨论了抑制热泵部署的障碍,例如成本,缺乏意识,资格,不公平的获取等。展望未来,我建议关键的立法支持和计划,以克服这些障碍,最终推动该州走向能源效率和更清洁的能源。热泵项目应该集中起来,在公用事业和政府实体之间加强合作,使消费者更容易决定热泵是否适合他们。

这些建议基于从美国东北部各州吸取的经验教训,这些经验教训有利于与明尼苏达州进行比较,特别是基于社区外展,回扣,劳动力发展和立法支持。无论如何,从化石燃料到供暖和制冷系统电气化的清洁能源转型将需要州一级的政策支持。坚定地致力于将所有明尼苏达州的房屋转向更清洁能源的政策是必要的,并且必须包括健全,公平的计划,使所有称该州为家的人受益。

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