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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(zhuǎn)變?yōu)槟茉吹漠a(chǎn)消者？

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中明確，能源領(lǐng)域碳減排的關(guān)鍵是用能模式的低碳轉(zhuǎn)型，“十四五”時期將以更大力度強化節(jié)能降碳，嚴格合理控制煤炭消費增長，推動提升終端用能低碳化電氣化水平。

在加快構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的進程中，建筑部門作為工業(yè)、交通和建筑這三大用能部門之一，應(yīng)如何加快推進節(jié)能和低碳建筑規(guī)模化發(fā)展，以適應(yīng)新能源大規(guī)模發(fā)展，推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式？在推進建筑用能電氣化和低碳化的過程中，又應(yīng)關(guān)注哪些重點和關(guān)鍵問題的研究推廣？中國工程院院士、清華大學教授江億對此作出回復(fù)。

構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，要求建筑功能實現(xiàn)巨大轉(zhuǎn)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(shè)計來減少需求;對機電系統(tǒng)，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(guān)，能源轉(zhuǎn)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(yīng)該在被動式設(shè)計的基礎(chǔ)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(zhuǎn)變?yōu)槟茉吹漠a(chǎn)消者？對于機電系統(tǒng)，則有4個要求：全面電氣化以取消化石能源，提高系統(tǒng)效率以降低能源消耗，提倡分散方式以避免過量供應(yīng)，發(fā)展柔性用電以實現(xiàn)風電、光電的有效消納?！苯瓋|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(shù)周公開論壇近日落幕，本次學術(shù)周聚焦“中國建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)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(nóng)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(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，其也是各類民用建筑中碳排放強度最高的一類，在實現(xiàn)降低建筑碳排放、促進建筑節(jié)能等關(guān)鍵工作和任務(wù)目標中處于關(guān)鍵位置。

“作為建筑節(jié)能重點領(lǐng)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(tǒng)能效，發(fā)展為提升建筑用能系統(tǒng)的柔性和韌性，建設(shè)‘光儲直柔’的建筑、社區(qū)、園區(qū)能源系統(tǒng)，提升可再生能源利用量和吸納電網(wǎng)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(shè)計節(jié)能’要求，到建立立項、規(guī)劃、設(shè)計、招標投標采購、安裝施工、調(diào)試驗收和持續(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4個方面指出公共建筑的轉(zhuǎn)型方向。

全直流建筑——大同未來能源館：未來能源館建筑面積約2.9萬平方米，展示面積約1.8萬平方米，包括地上三層、地下一層，是一座集能源戰(zhàn)略規(guī)劃館、能源文明傳播館、能源革命示范館、能源科普教育館、能源生活體驗館、能源技術(shù)展示館“六館合一”的綜合展覽館，也是目前國內(nèi)超低能耗最大規(guī)模的被動式建筑，全方位展示山西能源革命歷程和成果。

“雙碳”目標下，“光儲直柔”將成為重要支撐技術(shù)

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(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》中“城鄉(xiāng)建設(shè)碳達峰行動”部分明確，提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)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。

江億院士清華大學建筑節(jié)能研究中心主任、教授 中國工程院院士

“光儲直柔”是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用光伏發(fā)電、儲能、直流配電和柔性用能4項技術(shù)的簡稱，但并非簡單的組合，而是有機融合并構(gòu)成一個整體來實現(xiàn)柔性用能，實現(xiàn)建筑與電網(wǎng)之間的友好互動。

“‘光儲直柔’建筑配電系統(tǒng)將成為建筑及相關(guān)部門實現(xiàn)‘雙碳’目標的重要支撐技術(shù)。”江億曾對零碳能源系統(tǒng)在北京城市副中心應(yīng)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(shè)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(jù)氣象預(yù)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(diào)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(diào)節(jié)，就可以實現(xiàn)建筑全零碳用電。”江億假設(shè)。

事實上，江蘇、浙江、上海、廣東等多省市出臺的需求側(cè)響應(yīng)補償政策以及示范，都將推進建筑柔性用能技術(shù)的發(fā)展。以廣東省為例，2020年11月廣東省能源局、國家能源局南方監(jiān)管局監(jiān)局印發(fā)《關(guān)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(cè)儲能、電動汽車、充電樁等其他具備負荷調(diào)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(cè)儲能暫不納入市場交易范圍。

江億表示，需求側(cè)響應(yīng)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(wù)中，都將推動建筑柔性用能技術(shù)在更大范圍內(nèi)的應(yīng)用。

“建筑將從單純的能源用戶轉(zhuǎn)變?yōu)榧茉瓷a(chǎn)、消費、調(diào)蓄‘三位一體’的綜合體，實現(xiàn)由單純能源消費者、剛性用能向深度參與低碳能源系統(tǒng)構(gòu)建、調(diào)節(jié)、成為柔性負載的轉(zhuǎn)變，成為未來低碳能源系統(tǒng)中的重要一環(huán)?！?/p>

◎ 來源|中國電力報