创新净零探索英国如何实现具有成本效益的净零能源系统。它利用一系列看似合理的净零情景，确定了设计、交付和运营负担得起的、理想的和有弹性的未来能源系统的创新优先事项，该系统以低碳产品和服务为基础，作为充满活力和竞争性的经济的一部分。本报告旨在让人们、企业和英国政府有信心做出投资和创新决策，并采取行动使我们更接近实现净零目标，同时从绿色增长机会中获得繁荣。
无论在英国还是在国际上，向净零经济的转型都是一个无与伦比的经济机会。为了抓住这一机遇，我们需要非凡的创新水平。实现我们的雄心壮志需要在未来几十年内快速开发和部署成熟且更新颖的低碳技术。英国各个行业的公司都处于有利位置，可以在未来的净零全球经济中蓬勃发展。
我们的新分析显示，到 2050 年，英国可以实现经济实惠的转型，成本占 GDP 的 1% 以内。通过这样做，我们将在全球市场创造经济机会。然而，我们的回旋余地是有限的。距离 2050 年只有 308 个月了。
Catapult的更新模型显示了英国净零能源系统的关键更成熟的技术：海上风能和太阳能；大型核电；我们的家庭和建筑物的供暖电气化；以及客运和重型货车的电气化；以及我们城镇的区域供热网络。这些无悔技术的部署需要快速进行，实际上比过去 10 年的进展要快得多。除此之外，如果我们要到 2050 年实现净零排放，我们就必须在关键领域加速更多新技术的创新，以实现商业上可扩展和可复制的解决方案。将带来显着系统效益的机会包括：小型模块化核反应堆；电力和分子存储中的长时能量存储；重型车辆；航空和海上推进。能够使这些领域的技术成熟并将其商业化的公司可以占领巨大而重要的市场。
未来的情景在很大程度上取决于生物能源生产、负排放以及碳捕获和存储技术选项，包括直接空气捕获和碳捕获和存储的生物能源。如果不大规模部署这些技术，我们目前看不到实现净零排放的可靠途径。未来 15 年需要更紧迫、更明确的激励措施和标准来刺激这些技术选择的创新和市场创造。
技术还不够。实现净零排放需要消费者参与并改变行为，以积极管理和减少能源需求，释放能源使用时间和方式的灵活性，并在地方和国家范围内接受新能源基础设施。能够为集成家庭能源解决方案（包括供暖、改造和移动）开发引人注目的客户产品、主张和商业模式的公司将会蓬勃发展。这包括支持英国各地低收入和弱势客户实现转型的创新，其中许多客户的需求截然不同。
大多数建筑物的供暖电气化仍然是实现净零排放的最具成本效益的途径。未来氢气不太可能在建筑物供暖方面发挥重要作用。如果它真的被使用，它可能仅限于靠近工业集群的当地地区，为连接到大型热网的能源中心提供电力，同时它在工业、电力和运输方面也发挥着非常重要的作用。
我们如何在可再生能源低迷和高峰需求时期满足电力需求决定了我们未来能源系统的成本。这种“峰值热量”挑战是净零面临的最大系统创新挑战。需要大幅提高结构效率、热存储和其他能源需求管理技术（例如智能控制）。我们还需要开发一个尽可能灵活的能源系统，使我们能够在不同时间使用不同的能源和载体，以降低整体系统成本。然而，这些也只能到此为止。当我们对系统进行转型时，我们的模型发现了将电动热泵与通过现有燃气网络供应气态能源（天然气）相结合的混合供暖系统的使用价值。应对“峰值热量”挑战的替代方案，例如增加热电联产的使用、更快速地加强电网以及增加发电和长期存储（气体和电力），都需要探索和测试。这是一个充满巨大不确定性的领域，答案不仅取决于技术和许多提供灵活性和新颖的需求减少技术的令人兴奋的公司，还取决于我们如何克服消费者、商业和监管挑战。
未来几十年，天然气将需要发挥过渡作用，为家庭和建筑物提供备用发电和供热。它还可能成为制氢技术和 DACCS 的重要能源来源。然而，与现在相比，这将导致天然气使用量总体大幅减少，这将对天然气网络的使用产生影响。未来几十年必须积极规划和管理远离天然气的过渡。
低碳氢在英国工业、交通和电力的脱碳中发挥着关键作用。工业脱碳必须加速——虽然我们看到许多有前途的新技术出现，但还需要采取更多措施来激励产业集群以及能源和碳捕集资产的共置，以优化废热、本地能源储存和碳捕集的利用。最大限度地降低与二氧化碳和氢气传输、分配和储存相关的基础设施成本。作为重新关注更广泛的能源系统规划的一部分，国家和地方氢基础设施的战略协调，以及跨部门关键氢生产、储存和应用技术的示范和加速，对于英国发展充满活力的氢经济至关重要。下一个十年。
与任何技术或消费者创新挑战一样大的是，需要创建一个有效的综合能源系统。这将需要一个整体系统的方法。这意味着：
协调关键技术的快速扩张和关键能源网络基础设施的交付。地方、区域和国家层面的综合规划和实施至关重要。这是英国范围内的能源系统挑战，因此任何媒介、部门或地点都不能孤立地取得进展或看待；关键的机构和监管利益相关者必须做出一致和协调的决策。新的国家能源系统运营商（NESO）将是实现这一目标的核心。需要做更多的工作来整合负责空气、土地、水、农业、运输、数字和电信的法定机构的决策。
发展反映未来能源系统物理特性的市场和激励措施，并为投资者和公司提供长期的清晰度。这些应该关注成果，而不是早期创新支持之外的具体、受青睐的技术。
转向更加灵活和基于结果的能源政策和监管框架，该框架可以评估并快速改变那些抑制新创新技术的过时法规。
对英国供应链和技能的投资对于确保成功实现净零排放至关重要。必须确保关键技术的部署率不会受到进一步限制；关键部件的制造（从电池和半导体到氢存储和转换技术）都在英国进行；国内生物质原料可用；并且可以实现大规模家庭脱碳。
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