《“十四五”現代能源體系規(guī)劃》中明確,江億能源領域碳減排的院士源電關鍵是用能模式的低碳轉型,“十四五”時期將以更大力度強化節(jié)能降碳,讓建嚴格合理控制煤炭消費增長,筑變推動提升終端用能低碳化電氣化水平。力產
在加快構建現代能源體系的江億進程中,建筑部門作為工業(yè)、院士源電交通和建筑這三大用能部門之一,讓建應如何加快推進節(jié)能和低碳建筑規(guī)?;l(fā)展,筑變以適應新能源大規(guī)模發(fā)展,力產推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式?江億在推進建筑用能電氣化和低碳化的過程中,又應關注哪些重點和關鍵問題的院士源電研究推廣?近日,記者就以上問題專訪中國工程院院士、讓建清華大學教授江億。筑變
構建現代能源體系,力產要求建筑功能實現巨大轉化
“過去從節(jié)能的角度出發(fā),我們提出對建筑本體,要通過被動式設計來減少需求;對機電系統,要通過主動式優(yōu)化來提高效率?!苯瓋|表示,建筑行業(yè)與能源消費和碳排放密切相關,能源轉型和碳中和的推進對建筑行業(yè)提出了新要求。
“對于建筑本體應該在被動式設計的基礎上再加上一個要求:怎樣優(yōu)化建筑形式從而更多地安裝表面光伏,使建筑從單純的能源消費者轉變?yōu)槟茉吹漠a消者?對于機電系統,則有四個要求:全面電氣化以取消化石能源,提高系統效率以降低能源消耗,提倡分散方式以避免過量供應,發(fā)展柔性用電以實現風電、光電的有效消納。”江億指出。
由江億所在的清華大學建筑節(jié)能研究中心主辦的第十八屆清華大學建筑節(jié)能學術周公開論壇剛剛落幕,本次學術周聚焦“中國建筑領域實現碳中和的路徑與公共建筑節(jié)能降碳進展”這一主題。江億表示,公共建筑從用能強度來看是民用建筑中單位面積能耗最高的一類建筑,其單位面積能耗水平顯著高于城鎮(zhèn)住宅、農村等其他民用建筑。
事實上,由于公共建筑的使用時間長、用能強度高、保障要求高、功能多及設備系統復雜,其也是各類民用建筑中碳排放強度最高的一類,在實現降低建筑碳排放、促進建筑節(jié)能等關鍵工作和任務目標中處于關鍵位置。
“作為建筑節(jié)能重點領域的公共建筑,需要從強化能耗總量和強度‘雙控’,發(fā)展為能耗與碳排放總量和強度‘雙雙控’;從進一步節(jié)能和提升建筑與系統能效,發(fā)展為提升建筑用能系統的柔性和韌性、建設‘光儲直柔’的建筑、社區(qū)、園區(qū)能源系統,提升可再生能源利用量和吸納電網可再生電量;從制定規(guī)章制度和標準體系,到更加科學和嚴格的措施;從滿足‘設計節(jié)能’要求,到建立立項、規(guī)劃、設計、招標投標采購、安裝施工、調適驗收和持續(xù)運維與更新的全過程節(jié)能低碳管理體系,盡快大幅度降低各類公共建筑的碳排放強度?!苯瓋|從四個方面指出公共建筑的轉型方向。
“雙碳”目標下,“光儲直柔”將成為重要支撐技術
如何提高建筑能效,降低建筑能耗,再進一步利用可再生能源抵消建筑能耗?《國務院關于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》中“城鄉(xiāng)建設碳達峰行動”部分明確,提高建筑終端電氣化水平,建設集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。
“光儲直柔”是在建筑領域應用光伏發(fā)電、儲能、直流配電和柔性用能四項技術的簡稱,但并非簡單的組合,而是有機融合并構成一個整體來實現柔性用能,實現建筑與電網之間的友好互動。
“‘光儲直柔’建筑配電系統將成為建筑及相關部門實現‘雙碳’目標的重要支撐技術?!苯瓋|曾對零碳能源系統在北京城市副中心應用進行深入闡釋,并建議在北京市通州新區(qū)推廣城鎮(zhèn)建筑采用“光儲直柔”+有序充電的方式。
江億給記者算了一筆賬,1萬平方米的辦公建筑,加上100個充電樁,連上100輛汽車,大概能消納自身或者外界的光伏1兆瓦。如果把60%-70%的辦公建筑跟40%左右的住宅建筑改成“光儲直柔”,能基本解決通州消納風光電的問題。
“‘光儲直柔’建筑可以僅依靠零碳電力運行。假設通州的建筑都是光儲直柔建筑,遠處還有大型風光基地。每晚向風光基地提交第二天的總用電量和負載用電曲線,控制中心根據氣象預報得到風電光電的變化,確定各個建筑第二天用電曲線使風電光電有效消納,同時使各座建筑蓄能調節(jié)量最小。只要各座‘光儲直柔’建筑嚴格按照要求的用電曲線調節(jié),就可以實現建筑全零碳用電?!苯瓋|假設。
事實上,江蘇、浙江、上海、廣東等多省市出臺的需求側響應補償政策以及示范,都將推進建筑柔性用能技術的發(fā)展。以廣東省為例,2020年11月廣東能源局、南方能監(jiān)局印發(fā)《關于征求〈廣東電力市場容量補償管理辦法(試行,征求意見稿)〉等文件意見的函》,指出用戶側儲能、電動汽車、充電樁等其他具備負荷調節(jié)能力的資源可以作為市場主體參與,起步階段獨立儲能和發(fā)電側儲能暫不納入市場交易范圍。
江億表示,需求側響應補償額度的不斷提高,以及越來越多的市場主體逐步參與到電力市場輔助服務中,都將推動建筑柔性用能技術在更大范圍內的應用。
“建筑將從單純的能源用戶轉變?yōu)榧茉瓷a、消費、調蓄‘三位一體’的綜合體,實現由單純能源消費者、剛性用能向深度參與低碳能源系統構建、調節(jié)、成為柔性負載的轉變,成為未來低碳能源系統中的重要一環(huán)?!?/p>