使用电热泵为更多建筑物供暖可以为可再生能源提供更大的市场。

然而，尽管采用热泵(即所谓的建筑电气化)在公用事业行业“受到极大关注”，但“关于电网规划人员目前应该采取什么措施的信息却很少”，能源系统集成小组 (ESIG) 题为“建筑电气化的电网规划”的报告作者 Sean Morash 说道。

有多种技术可以促进这一转变，包括建筑隔热和防寒、寒冷气候热泵、热能储存系统和高压配电网。该报告还讨论了电网规划需求。

这些技术解决方案值得关注，因为美国的建筑物主要使用化石燃料进行空间供暖，而且报告称，未来几十年建筑能耗“预计”将从化石燃料转向电力，包括在电力供暖已经很普遍的东南部和西北部。

随着建筑物电气化，现在夏季电力需求高峰的地区可能会转变为冬季电力需求高峰。

ESIG 执行董事 Debra Lew 表示，电网基础设施的峰值需求可能会“尤其是在配电层面”有所增加。然而，通过隔热和防寒措施提高建筑能效“可能有助于缓解甚至扭转峰值需求的增长，这凸显了采取整体观点的必要性。”

报告引用了一项研究，该研究表明，在模拟能源效率和建筑围护结构升级对南达科他州皮埃尔整个家庭电气化情景的影响时，大约 40% 的冬季峰值负荷“被消除”，而选择皮埃尔作为地点是因为其冬季气温极低。

报告称，当大多数建筑采用热泵供暖时，长时间的寒流“会带来挑战”，尤其是当热泵严重依赖辅助电阻加热时。采用寒冷气候热泵(在零度以下的温度下工作效率更高)以及提高建筑能效，可以帮助减轻低温风险。

美国能源部正在管理一项住宅寒冷气候热泵技术挑战赛，其中八家制造合作伙伴已通过实验室测试阶段。能源部目前正在与近 30 个州、公用事业公司和其他合作伙伴合作，鼓励采用寒冷气候热泵。

报告称，电池储能“可能”不如能源效率重要，因为能源效率“没有持续时间限制”。支持公平获得能源效率升级的计划“是一个强有力的工具”，公用事业公司应考虑效率激励措施，并将其定位为“最有影响力的升级”。

美国国家可再生能源实验室在 2021 年的一项研究中发现，将建筑平均能耗降低 约 60% 是实现建筑电气化成本最低的 100% 可再生电网的关键。

建筑物中的热能存储系统可能使用热水或加热的金属或砖块，有助于避免触发补充电阻加热，并且可以根据“预期天气事件发生前几天或几周”电网运营商的信号进行充电。

报告指出，为了做好建筑电气化的准备，配电公司“可能会考虑扩大设备尺寸并提高系统电压，而不是建设更多电力传输能力低的基础设施，特别是在新变电站征地难度大的地区。”

报告指出，电压等级的提升，“例如从 4 kV 升至 12 kV”，是一项昂贵的投资，并表示“领先的公用事业公司已通过升级即将更换的设备或为所有新建筑提供升级后的电压等级，逐步实现这一投资和架构转变。大多数电网设备(包括服务变压器)都采用了类似的策略。”

对于电网规划人员来说，该报告确定了改进配电系统规划的四个优先领域：改进预测、全面实现规划方法现代化、通过管理需求避免最大影响、积极主动地进行电网升级。

ESIG 的建筑电气化电网规划工作组在过去一年中制定了这份报告。