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氢在净零能耗系统中的作用
氢是一种用途广泛的能源载体，可用于许多难以脱碳的行业，而电力等其他能源载体可能不适合这些行业，例如某些工业直接燃烧过程。这是因为氢具有高比能（单位质量的能量），因此燃烧时可以很容易地达到非常高的温度，并且可以大量储存。因此，氢通过为整个能源系统提供灵活性，在净零排放转型中发挥着宝贵而重要的作用。然而，由于成功扩大低碳氢的生产和最终用途面临许多挑战，并且取决于能源系统其他部分的决策，因此务实和精心管理的交付对于实现减排和获得氢能带来的好处至关重要。本报告概述了以下领域：
模块化建筑能耗 (EMOD) 方法
2 www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/reinventing-construction-through-a-productivity-revolution 3 https://www.energyefficiencyforall.org/resources/more- savings-for-more-residents-progress-in-multifamily-housing-energy/ 4 https://www.nibs.org/oscc 5 https://www.modular.org/industry-analysis/ 6 https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/business%20functions/operations/our%20insights/voices%20on%20infrastruct%20scaling%20modular%20construction/gii-voices-sept-2019.pdf 7 https://www.modular.org/what-is-modular-construction/ 8 www.researchgate.net/publication/305550264_Towards_the_adoption_of_modular_construction_and_prefabrication_in_the_construction_environment_A_case_study_in_Malaysia 9 www.meehleis.com/wp-content/uploads/2015/05/2015_Off-Site_PMC_Report-Ryan-Smith.pdf
文章方案，脱碳化奥地利的能耗和地下氢存储的作用
摘要：欧盟的目的是在2050年达到温室气体（GHG）的排放中立性。奥地利目前的温室气体排放量为8000万吨/年。可再生能源（REN）对奥地利的总能源消耗贡献了32％。要脱碳能量消耗，需要从可再生能源产生能源的大幅增加。这种增加将增加能源供应的季节性，并扩大能源需求的季节性。在本文中，分析了奥地利的净零情景中能源供求的季节性和对氢存储的要求。我们研究了氢在奥地利的潜在用法以及氢生成，技术和市场发展的经济学，以评估氢的水平成本（LCOH）。然后，我们涵盖了奥地利的能源消耗，其次是REN潜力。结果表明，在奥地利，水力发电，光伏（PV）和风的增量势最高为140 TWH。夏季的水力发电生成和PV高于冬季，而风能在冬季导致高能产生。最大的增量电位是PV，与仅PV使用相比，Agrivoltaic系统显着增加了PV的面积。电池电动汽车（BEV）和燃料电池车辆（FCV）比内燃机（ICE）汽车更有效地使用能量；但是，由于电力 - 氢 - 电转换率，使用氢用于发电显着降低了效率。ED所需的氢存储将为10.82亿M 3，13.34亿M 3REN使用的增加和冬季对奥地利的能源需求的提高需要季节性的能源存储。我们为奥地利开发了三种场景：外部依赖的情景（EDS），平衡的能量场景（BES）或自我维持的情景（SSS）。EDS场景假定向奥地利进口重大进口，而SSS情景依赖于奥地利内部的Ren Generation。
b'我们考虑由小型、自主设备组成的网络，这些设备通过无线通信相互通信。在为此类网络设计算法时，最小化能耗是一个重要的考虑因素，因为电池寿命是一种至关重要的有限资源。在发送和侦听消息都会消耗能量的模型中，我们考虑在任意未知拓扑的无线电网络中寻找节点最大匹配的问题。我们提出了一种分布式随机算法，该算法以高概率产生最大匹配。每个节点的最大能量成本为 O (log n )(log \xe2\x88\x86) ，时间复杂度为 O (\xe2\x88\x86log n )。这里 n 是节点数量的任意上限，\xe2\x88\x86是最大度数的任意上限； n 和 \xe2\x88\x86 是我们算法的参数，我们假设它们对所有处理器都是先验已知的。我们注意到，存在一些图族，对于这些图族，我们对能量成本和时间复杂度的界限同时达到多项对数因子的最优，因此任何显著的\xef\xac\x81 改进都需要对网络拓扑做出额外的假设。我们还考虑了相关问题，即为网络中的每个节点分配一个邻居，以便在最终节点发生故障时备份其数据。在这里，一个关键目标是最小化最大负载，定义为分配给单个节点的节点数。我们提出了一种有效的分散式低能耗算法，该算法确定一个邻居分配，其最大负载最多比最优值大一个多项对数 (n) 因子。'
b'我们考虑由小型、自主设备组成的网络，这些设备通过无线通信相互通信。在为此类网络设计算法时，最小化能耗是一个重要的考虑因素，因为电池寿命是一种至关重要的有限资源。在发送和侦听消息都会消耗能量的模型中，我们考虑在任意未知拓扑的无线电网络中寻找节点最大匹配的问题。我们提出了一种分布式随机算法，该算法以高概率产生最大匹配。每个节点的最大能量成本为 O (log n )(log \xe2\x88\x86) ，时间复杂度为 O (\xe2\x88\x86log n )。这里 n 是节点数量的任意上限，\xe2\x88\x86是最大度数的任意上限； n 和 \xe2\x88\x86 是我们算法的参数，我们假设它们对所有处理器都是先验已知的。我们注意到，存在一些图族，对于这些图族，我们对能量成本和时间复杂度的界限同时达到多项对数因子的最优，因此任何显著的\xef\xac\x81 改进都需要对网络拓扑做出额外的假设。我们还考虑了相关问题，即为网络中的每个节点分配一个邻居，以便在最终节点发生故障时备份其数据。在这里，一个关键目标是最小化最大负载，定义为分配给单个节点的节点数。我们提出了一种有效的分散式低能耗算法，该算法确定一个邻居分配，其最大负载最多比最优值大一个多项对数 (n) 因子。'
由开源工具和数字孪生模型控制的可再生能源系统：意大利零能耗港口区
摘要：本文讨论了基础设施数字化政策，以优化维护流程和能源效率，将港口区域转变为 ZED（零能耗区）。拉齐奥大区于 2020 年开始在其所有港口实施这一进程。安齐奥港作为试点项目启动和发展，因为它因其地貌构造而成为地中海现实的一个特别具有代表性的样本。该研究旨在制定节能程序和策略，并整合可再生能源系统 (RES) 的生产系统，以实现可持续的流动性。本文详细描述了这些策略，并从现状出发进行了能源分析，展示了基础设施潜在的能源自给自足能力。最后，强调了利用该地区的数字孪生 (DT) 进行调查的潜力。此外，还讨论了结合 BIM（建筑信息模型）和 GIS（地理信息系统）以最大限度地发挥能源效率措施的有益影响的可能性。
净零能耗建筑中并网太阳能-风能混合系统的规模优化：案例研究“2279
世界上相当一部分能源消耗在住宅领域。2019 年，家庭占欧洲最终能源消耗的 26%，其中大部分来自化石燃料 [1]。利用风能、太阳能及其混合能源等可再生能源代替化石燃料是向城市和偏远地区建筑物供电的好选择，这些建筑物既可以并网运行，也可以独立运行 [2]。在本研究中，通过使用遗传算法 (GA) 找到由风力涡轮机 (WT) 和光伏 (PV) 板组成的混合系统的最佳尺寸，满足并网建筑的需求。Barakat 等人 [3] 通过将可靠性、成本和环境因素定义为目标函数，引入了混合系统的多目标优化。Ekren 等人 [4] 使用 HOMER 软件展示了风能-太阳能系统的最佳尺寸，Zhang 等人 [5] 使用 HOMER 软件展示了风能-太阳能系统的最佳尺寸。 [5] 提出了一种由水电、光伏和风能组成的综合系统。刘等[6]利用功率预测研究了混合系统的最优控制技术。Das 等[7]从经济和环境角度研究了基于光伏/风能/柴油/电池的混合系统。Maleki 等[8]优化了一种用于住宅应用的太阳能-风能-氢能热电联产混合系统。此外，Dali 等[9]对一种带电池储能的风能-太阳能系统进行了实验研究，该系统以并网和独立模式运行。Mikati 等[10]说明了小型风能-太阳能混合系统配置对电网依赖性的影响。这项研究的创新之处在于使用净零能耗建筑的实际风速、太阳辐照度和需求数据，这些数据是在一年内以 15 分钟为时间步长进行测量的，以使研究更加符合实际。
集成传感记忆的低能耗光纤型忆阻器阵列
基于电阻开关的忆阻器 (RS) 是一种令人着迷的新兴存储技术，由于其 1 – 8 个优点而备受关注，包括可行、运行速度快、长时间保留、高密度和低能耗。为了模仿生物体对外部刺激作出反应并存储感知信号的功能，集成记忆感应系统应运而生。例如，Bowen Zhu 等人 9 将压力传感器集成到记忆装置中，在最先进的电子皮肤装置和皮肤启发集成触觉记忆装置之间建立了桥梁，以模仿自然皮肤的触觉记忆。在另一个例子中，就视觉记忆系统而言，将紫外光传感器集成到忆阻器阵列上能够为认知任务提供必要的外部感觉记忆。10,11
净零能耗区：碳中和城市的互联智能
摘要：净零能耗区 (NZED) 是指城市区域，其中每年排放的二氧化碳排放量与从大气中去除的排放量相平衡。NZED 是新一代“智能绿色城市”的重要组成部分，这些城市既采用智能城市技术，也采用可再生能源技术。NZED 促进环境可持续性，为更清洁的环境做出贡献，并减少全球变暖和气候变化带来的威胁。本文介绍了一个模型，用于评估城市区域向自给自足的 NZED 过渡的可行性，该模型基于适合城市的本地生产的可再生能源。它还旨在确定允许城市区域使用智能城市系统、可再生能源和基于自然的解决方案成为自给自足的 NZED 的阈值条件。向自给自足的 NZED 过渡的意义极其重要，因为它大大分散并增加了碳中和城市的努力。我们遵循的方法结合了文献综述、模型设计、模型数据输入和许多模拟，以评估模型在不同气候、社会、技术和区域设置下的结果。在结论中，我们评估了向使用本地生产的太阳能电池板能源的 NZED 过渡是否可行，我们确定了气候、人口密度和太阳能转换效率方面的阈值，并评估了 NZED 与紧凑型城市规划原则的兼容性。
净零能耗学校的财务案例
净零学校可以减少与极端天气事件相关的成本。根据美国国家海洋和大气管理局的数据，极端天气事件的发生率和严重程度都在增加。4 不投资于恢复力的地区将不得不花费更多的纳税人资源来从损害中恢复。由于净零学校的建造需要更少的能源，并且更多地依赖于隔热等“被动”系统，因此它们能够更好地处理短期停电，而不会对建筑物造成重大损坏。5 例如，隔热效果更好的学校在极端寒冷天气下不太可能发生管道爆裂和昂贵的水灾。美国国家建筑科学研究所报告称，每花费 1 美元预防性支出，建筑物业主就可以在灾后恢复中节省 6 美元。6
可负担得起的零能耗 K-12 学校：成本障碍幻觉
同样，零能耗是一种思考整体建筑能源性能的方式，也是实现建筑特定能源目标的一种方法。正如设计团队必须改变工作流程以适应 CAD 一样，实现零能耗可能也需要修改设计和交付流程。将零能耗作为标准实践是大多数学区和建筑专业人士的范式转变，但业主和项目团队可以借鉴现有零能耗项目的经验教训，开发自己的具有成本效益的零能耗学校（见第 23 页的案例研究）。零能耗学校数量的不断增长表明，当业主和项目团队在流程早期采用零能耗目标和成本控制策略时，成本可以与传统学校相当甚至更低（见第 24 页的《小决策，大收益：沃伦县公立学校》和第 28 页的《稳健、实惠的 K-12 教育：阿灵顿公立学校》）。