发布日期：2024 年 5 月 17 日
撰稿人：Alice Gomstyn、Alexandra Jonker
电气化是指将依赖化石燃料等非电能的设备、系统或过程转换为电力驱动的设备、系统或过程。电气化的主要优点包括降低能源成本、提高能源效率和支持清洁、可再生能源转型。
农业、建筑、制造和运输等主要行业正在实现电气化。在这些行业和其他行业实现电气化的一些主要技术包括电动汽车 (EV)、电热泵、锅炉和热水器。
19 世纪电力科学取得了重大发展，例如电磁学的发现、发电机和电动机的发明。这些有助于使电力成为一种可行的能源，可以取代煤炭、天然气和石油等其他能源。
发电厂的建设进一步为电力的广泛使用铺平了道路。美国发明家 Thomas Edison 于 1882 年在纽约市开设了第一家中央发电厂。电气化的早期示例包括主要城市用电动路灯取代燃气路灯，以及制造设施在工业过程中从蒸汽机改为电动机。
电气化有几个优点：
通过电气化获益的关键行业包括农业、建筑业、制造业和运输业。3
新设备和系统正在帮助农业实现电气化，包括电动拖拉机、太阳能农业喷雾器、热水器和热电储存系统。除了通过电气化节省成本和减少碳排放之外，农民还可以从减少噪音污染和改善工作环境中受益。
建筑业电气化常用的技术包括热水器、热泵、电磁炉和其他电器。这些技术可以安装在新建筑中，也可以改造旧建筑。电气化不仅降低建筑业主的能源成本，还有助于降低与化石燃料设备和烹饪方法相关的安全风险，例如天然气泄漏和燃气灶明火。
制造商采用的新电气技术包括锅炉、叉车、熔炉、热泵和碎石机。与农业一样，制造工厂使用的电气设备被视为比使用化石燃料设备更安全。先进的电气设备还支持更精益的制造流程，为公司节省劳动力成本。
电动轿车和 SUV 是代表交通电气化的最主要形式。然而，其他电气化技术包括轻型电动车辆（如轻型皮卡车）、电动商业车队（如送货车和半挂卡车）、电动公共汽车和火车以及电动飞机。
电动汽车在减少空气污染和温室气体排放方面的优势众所周知，但与农业电气设备一样，电动交通工具也可以帮助减少噪音污染。有朝一日，电动汽车电池也可能作为电网的一种能量储存设备。
虽然电气化有望在未来节省成本，但对于消费者和企业主来说，电气化技术升级的前期费用可能会让他们望而却步。安装太阳能电池板进行现场发电的费用不等，住宅为 25,000 美元，大型商业建筑为 100 万美元甚至更多。
为了应对这些障碍，世界各地的政策制定者制定了激励措施鼓励更广泛地使用电气化和清洁电力：
- 在美国，自 2023 年起，为安装屋顶太阳能电池板和购买电热泵提供税收优惠。此外，《2022 年通货膨胀消减法案》新增了关于购买各种电动汽车的税收抵免条款。
- 芬兰于 2022 年启动了补贴基金，以支持重工业实现电气化。
- 新西兰于 2021 年禁止安装新的燃煤锅炉，鼓励各行业使用更清洁的替代能源。
- 中国于 2022 年逐步取消了长期的电动汽车购买补贴计划，但从 2024 年起仍保留对电动汽车购买者实施税收减免。
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我们可以通过从化石燃料转向电力来满足能源需求，从而减少建筑的碳排放。
要减少能源生产和消费对环境的影响，储存能源的能力是关键。
脚注
1 “No Place Like Home: Fighting climate change (and saving money) by electrifying America’s households”（ibm.com 外部链接），Sam Calisch、Saul Griffith、RewiringAmerica.org，2020 年 10 月 21 日。
2 “Household Energy and Clean Air”（ibm.com 外部链接），美国环境保护署，2024 年 4 月 3 日。
3 “Voices of Experience | Electrification: A Stakeholders Guide”（ibm.com 外部链接），美国能源部电力办公室，2024 年 5 月 8 日访问。