照明、供暖、熱水、空調(diào)、電器……建筑用能涉及生活方方面面,其能耗和碳排放不容小覷。根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì)能耗統(tǒng)計(jì)專委會(huì)發(fā)布的《中國建筑能耗研究報(bào)告(2020)》,2018年,我國建筑運(yùn)行階段能耗占全國能源消費(fèi)總量的比重、碳排放占全國碳排放的比重均超過20%。為了如期實(shí)現(xiàn)碳中和愿景,建筑節(jié)能勢(shì)必?cái)[上重要日程。
事實(shí)上,近年來我國建筑節(jié)能減排方面的實(shí)踐已呈“百花齊放”之勢(shì),記者注意到,繼“超低能耗建筑”“近零能耗建筑”“零能耗建筑”之后,“產(chǎn)能建筑”正逐漸進(jìn)入公眾視野。
研究表明,按既有發(fā)展情景,建筑領(lǐng)域到2040年才有望實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年碳排放高達(dá)15億噸,將嚴(yán)重制約全國碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。而節(jié)能情景和產(chǎn)能情景下,2030年可實(shí)現(xiàn)建筑碳達(dá)峰目標(biāo)。
從“節(jié)能型”建筑向“產(chǎn)能型”建筑跨越,建筑領(lǐng)域或?qū)⑾破鹨粓?chǎng)改革“風(fēng)暴”。
從產(chǎn)能建筑到產(chǎn)能社區(qū)可行性已得到驗(yàn)證
想象一下,會(huì)發(fā)電的建筑是什么樣?居民不再為用能買單,生產(chǎn)的能源用不完賣出去,讓房子變成“印鈔機(jī)”和“環(huán)保石油井”,這就是產(chǎn)能建筑時(shí)代的場(chǎng)景。
何為“產(chǎn)能建筑”?在德國國際合作機(jī)構(gòu)(GIZ)近日舉辦的“產(chǎn)能建筑與社區(qū)研究項(xiàng)目成果信息擴(kuò)散會(huì)”上,中國建筑科學(xué)研究院研究員張時(shí)聰介紹,按國家標(biāo)準(zhǔn)《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求,產(chǎn)能建筑屬于零能耗建筑的一種形式。簡單來說,產(chǎn)能建筑就是建筑及其附近場(chǎng)所產(chǎn)生的能量超過其自身所需要的能量,尤其是可再生能源產(chǎn)出量,不僅能夠滿足建筑自身需求,還可向外部供能。
盡管產(chǎn)能建筑在國內(nèi)尚屬于新鮮事物,但在德國已經(jīng)有了多年成功實(shí)踐。東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院教授陳振乾介紹,第一棟位于德國柏林的產(chǎn)能建筑早于2011年就已建成。十年來,從獨(dú)棟住宅、集合住宅,產(chǎn)能建筑已擴(kuò)展到德國的學(xué)校和非居住建筑,并擴(kuò)展為“產(chǎn)能社區(qū)”,可行性與實(shí)用性已得到驗(yàn)證。
他舉例道,約有5100位居民的德國弗萊堡沃邦西新區(qū),就于2004年建成了“太陽能社區(qū)”,59座住宅建筑全部為產(chǎn)能建筑,利用太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿冗M(jìn)行發(fā)電和供熱。
位于德國巴伐利亞州的維爾德波爾茨里德鎮(zhèn),是德國第一個(gè)完全脫離電網(wǎng)、生產(chǎn)能源比所需能源多出500%的城鎮(zhèn)。其通過可持續(xù)的城鎮(zhèn)規(guī)劃、可再生能源供電供熱、智能電網(wǎng)等手段,正引領(lǐng)德國居民社區(qū)走上可再生能源轉(zhuǎn)型的道路。
“總結(jié)共性,德國產(chǎn)能建筑和產(chǎn)能社區(qū)的能源供應(yīng)均全部由可再生能源提供,盈余太陽能發(fā)電量輸入公共電網(wǎng)。”陳振乾指出。
在陳振乾看來,產(chǎn)能社區(qū)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)有以下幾種:在屋面、墻體及社區(qū)內(nèi)采用太陽能光伏與光熱技術(shù),社區(qū)內(nèi)生物質(zhì)能利用技術(shù);在社區(qū)內(nèi)部采用水地源熱泵系統(tǒng)和微電網(wǎng)系統(tǒng),同時(shí)采用儲(chǔ)能技術(shù)和街區(qū)通風(fēng)技術(shù);在能源分布與調(diào)配方面通過多能互補(bǔ)與綜合利用技術(shù)達(dá)到目的;而在能源管理方面,則采用區(qū)域分布綜合能源智慧管控與運(yùn)維技術(shù)。
提高可再生能源的利用率是產(chǎn)能建筑由能源“消費(fèi)者”變身“生產(chǎn)者”的關(guān)鍵。張時(shí)聰介紹,根據(jù)計(jì)算,當(dāng)建筑本體性能要求提升至近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)后,如建筑光伏組件光電轉(zhuǎn)換效率突破50%,我國全部地區(qū)各類建筑均有可能實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)。
率先示范江蘇領(lǐng)跑全國
在國內(nèi)探索產(chǎn)能建筑的道路上,江蘇省是首批“吃螃蟹”的省份之一。
陳振乾告訴記者,江蘇南部大部分地區(qū)處于夏熱冬冷地區(qū),北部少部分地區(qū)處于寒冷地區(qū),太陽能資源、沿海地區(qū)風(fēng)能資源均很豐富,因湖泊眾多,淺層地?zé)崮芾脳l件也較好,從而為江蘇建設(shè)產(chǎn)能社區(qū)提供了自然資源條件。
記者了解到,近年來江蘇已經(jīng)加快了推動(dòng)建筑節(jié)能的步伐。2020年3月,江蘇省發(fā)起了深入開展綠色建筑創(chuàng)建行動(dòng)。截至2020年10月底,該省已共設(shè)立76個(gè)省級(jí)綠色生態(tài)城區(qū),實(shí)現(xiàn)了全省設(shè)區(qū)市全覆蓋。
陳振乾指出,“江蘇省綠色生態(tài)城區(qū)建設(shè)在全國處于領(lǐng)先地位,其功能涵蓋了住宅、辦公、醫(yī)院、學(xué)校等,尤其是在城區(qū)節(jié)能與產(chǎn)能規(guī)劃建設(shè)方面已有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),因此有條件開展產(chǎn)能社區(qū)試點(diǎn)建設(shè),成為可持續(xù)發(fā)展的城市標(biāo)準(zhǔn)。”
以南京江北新區(qū)人才公寓為例,這是國內(nèi)首個(gè)分布式光伏直流微網(wǎng)與住宅社區(qū)結(jié)合的示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目借助直流供配電和儲(chǔ)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)可再生能源的就地消納,用于照明、儲(chǔ)能、電動(dòng)車充電、空調(diào)及其它電器設(shè)備等。從實(shí)際運(yùn)行情況看,單位建筑面積用電約51千瓦時(shí)/平方米,而光伏發(fā)電為113.07千瓦時(shí)/平方米,真正實(shí)現(xiàn)了“能源產(chǎn)銷一體化”。
蘇州同里新能源小鎮(zhèn)也是產(chǎn)能建筑的“明日之星”。該小鎮(zhèn)綜合能源服務(wù)中心構(gòu)建了多能互補(bǔ)的智能微網(wǎng),讓風(fēng)電、光伏、地?zé)崮艿瓤稍偕茉锤咝Ы尤氩⒌玫匠浞掷?,使古?zhèn)煥發(fā)出了能源創(chuàng)新活力。“目前,同里新能源小鎮(zhèn)已有社區(qū)的可再生能源利用率達(dá)50—70%,今后有望推廣發(fā)展成為產(chǎn)能社區(qū)。”陳振乾說。
三步走2031年后進(jìn)入全面推進(jìn)期
“盡管江蘇省綠色生態(tài)城區(qū)正不斷探索利用可再生能源為建筑供能,但從目前建設(shè)實(shí)踐來看,城區(qū)可再生能源利用率依然遠(yuǎn)低于產(chǎn)能社區(qū)所要求的‘100%由可再生能源供能’的指標(biāo)。”陳振乾表示,因此,研究推廣城區(qū)節(jié)能與產(chǎn)能技術(shù),擴(kuò)大可再生能源利用規(guī)模,是產(chǎn)能社區(qū)建設(shè)的必然要求。
放眼全國,陳振乾認(rèn)為,目前來看,有潛力的產(chǎn)能社區(qū)場(chǎng)景中,可優(yōu)先在低密度建筑、療養(yǎng)院等居住型建筑區(qū)進(jìn)行推廣實(shí)施,并盡可能提高自用電比例。
超低能耗建筑是通往產(chǎn)能建筑最為現(xiàn)實(shí)的第一步。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至目前,全國已有16個(gè)省市對(duì)超低能耗建筑給予了資金獎(jiǎng)勵(lì)、容積率獎(jiǎng)補(bǔ)、收價(jià)上浮等政策支持。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心副處長、研究員彭夢(mèng)月分析未來發(fā)展趨勢(shì)時(shí)指出,隨著近零能耗建筑的蓬勃發(fā)展和碳中和目標(biāo)的提出,“十四五”期間,從中央到地方將對(duì)超低能耗建筑、近零能耗建筑、產(chǎn)能建筑的產(chǎn)業(yè)培育提供更大支持。
那么,如何探索出一套適合中國現(xiàn)狀的產(chǎn)能建筑和產(chǎn)能社區(qū)建設(shè)之路?彭夢(mèng)月建議,應(yīng)強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),先從試點(diǎn)示范做起,根據(jù)我國不同地區(qū)氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、技術(shù)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)成熟度的差異,確定優(yōu)先發(fā)展的區(qū)域和建筑類型、發(fā)展目標(biāo)與實(shí)施路徑,總結(jié)示范經(jīng)驗(yàn)和成果;同時(shí)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),建立可持續(xù)的激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)各地先將超低能耗建筑、近零能耗建筑納入地方綠色產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃中,再加強(qiáng)科技投入對(duì)零能耗建筑和產(chǎn)能建筑的支持。
展望我國產(chǎn)能建筑和產(chǎn)能社區(qū)的前景,彭夢(mèng)月描繪了這樣的發(fā)展路線圖:2020—2025年為技術(shù)攻關(guān)階段,需要國際合作進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),啟動(dòng)試點(diǎn)示范并總結(jié)經(jīng)驗(yàn);2026—2030年為示范引領(lǐng)階段,需由點(diǎn)到面、因地制宜擴(kuò)大示范,通過經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策,強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)支撐;2031年以后是全面推進(jìn)階段,標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善,推動(dòng)產(chǎn)能建筑規(guī)?;l(fā)展。
原標(biāo)題:綠色城市將加速“擁抱”產(chǎn)能建筑