建筑將成為未來新能源電力的生產(chǎn)者
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速，建筑業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前，我國城鄉(xiāng)建筑面積超過640億平方米，且尚有100億平方米以上的建筑處于施工階段。
與之相伴的是大量二氧化碳排放——每年，由建筑運(yùn)行帶來的碳排放達(dá)到20億噸以上，蓋房子還間接導(dǎo)致鋼鐵、水泥等制造領(lǐng)域排碳16億-18億噸。截至2019年，建筑部門相關(guān)碳排放已占到全社會排放總量的38%左右。
在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，作為僅次于工業(yè)的排放大戶，建筑部門該如何減碳？帶著這一問題，記者采訪了中國工程院院士、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任江億。
電力熱力供應(yīng)是碳排放主要來源
做飯炊事、燒煤取暖、使用燃?xì)鉄崴鳌@些看似平常的生活小事，實(shí)際上都與碳排放密切相關(guān)。燃煤、燃?xì)獾闹苯尤紵荒陰矶趸寂欧偶s6億噸。江億認(rèn)為，未來通過全面電氣化，可減少這部分化石能源用量，實(shí)現(xiàn)零碳不存在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)難題，真正的難題在于建筑運(yùn)行帶來的“間接排放”。
“2019年，我國建筑運(yùn)行用電量為1.89萬億千瓦時(shí)，約占全社會用電總量的1/4，其中70%左右來自燃煤、燃?xì)獍l(fā)電，因支撐建筑運(yùn)行所排放的二氧化碳高達(dá)11億噸。
隨著全面電氣化，其他各類燃料的直接應(yīng)用均轉(zhuǎn)為電力，建筑用電量將持續(xù)增加?！苯瓋|表示，若按照未來建筑規(guī)模750億平方米計(jì)算，用電總量將在當(dāng)前的基礎(chǔ)上翻倍，“這是建筑領(lǐng)域最主要的排放來源，亦是減排難點(diǎn)。”
由于北方城鎮(zhèn)普遍采用集中供熱，熱力供應(yīng)也帶來大量排放。江億指出，我國北方城鎮(zhèn)供暖面積現(xiàn)為150億平方米，其中約40%的熱量由燃煤、燃?xì)忮仩t提供，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠占比50%，其余來自不同的電動熱泵?！?br>
各類鍋爐帶來的碳排放量約5.5億噸，熱電聯(lián)產(chǎn)和熱泵供熱，也要分?jǐn)傄徊糠蛛姀S排放的二氧化碳。未來，北方城鎮(zhèn)供暖面積將進(jìn)一步增加到200億平方米，減少熱力導(dǎo)致的碳排放也是重點(diǎn)?！?br>
江億提出，建筑領(lǐng)域要大幅減碳，首先需降低用能需求。在建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，節(jié)能是實(shí)現(xiàn)低碳的首要條件?！氨仨毺岢?jié)約型生活方式，提高用電效率。美、日、韓等國都曾因需求增長，而出現(xiàn)建筑用電瘋漲的現(xiàn)象，我們要提前避免。”
新增建筑用電應(yīng)全部來自風(fēng)電光電
除了“節(jié)流”，更重要的是“開源”。江億表示，能源轉(zhuǎn)型是從以化石能源為基礎(chǔ)的碳基能源系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為以可再生能源為基礎(chǔ)的零碳能源系統(tǒng)，進(jìn)而帶動終端用能方式徹底改變。
“建筑部門要放棄一些過去曾積極推廣、依賴于化石能源的用能方式，比如煤改氣，以燃?xì)鉃橹鞯臒犭娎淙?lián)供等。”江億認(rèn)為，以水電、風(fēng)電、光電及生物質(zhì)發(fā)電作為主要電源，以少量燃煤燃?xì)怆娏ψ鳛檠a(bǔ)充，同時(shí)依靠碳捕集和貯存技術(shù)回收發(fā)電排放的二氧化碳，建筑行業(yè)即有可能實(shí)現(xiàn)碳中和。
面對日益增長的用電需求，這些零碳電力夠不夠用？從哪里來？江億坦言，受到種種制約，核電、水電及生物質(zhì)燃料發(fā)電均有發(fā)展上限，因此建筑新增用電最好全部由風(fēng)電、光電來提供。“風(fēng)電、光電屬于低密度能源，需要大量安裝空間。
這些土地在西北荒漠等地并不難找，但從邊遠(yuǎn)地區(qū)集中長途輸電到東部負(fù)荷密集區(qū)，面臨巨大調(diào)峰難題。因此不必一味舍近求遠(yuǎn)，利用城鄉(xiāng)建筑屋頂空間，以及其他可接受太陽輻射的建筑外表面，發(fā)展分布式光伏是很好的選擇?！?br>
江億給記者算了一筆賬：目前，我國城鄉(xiāng)建筑可利用的屋頂空間約250億平方米，另有部分可利用的零星空地。農(nóng)村建筑層數(shù)低、各類屋頂多，風(fēng)光裝機(jī)容量可達(dá)20億千瓦，年發(fā)電2.5萬億千瓦時(shí)是目前生活用電的2.5倍，可滿足農(nóng)民生活、生產(chǎn)、交通用電。
城鎮(zhèn)建筑安裝量約4億千瓦，每年發(fā)電5000億千瓦時(shí)，約占建筑用電的15%。加上東部海上風(fēng)電、城市周邊風(fēng)光基地等資源，城鎮(zhèn)建筑用電也有保障。“關(guān)鍵問題是，如何讓建筑有效消納這些根據(jù)天氣狀況而變化的零碳電力？”
由消費(fèi)者轉(zhuǎn)為產(chǎn)消儲“三位一體”
江億進(jìn)一步稱，基于上述減排路徑，建筑功能也要相應(yīng)變化——由單純的能源消費(fèi)者，轉(zhuǎn)為支持大規(guī)模風(fēng)光接入的貢獻(xiàn)者，集用能、產(chǎn)能、蓄能“三位一體”，從而協(xié)助消納風(fēng)電、光電，解決風(fēng)光的間歇性、波動性問題。
如何實(shí)現(xiàn)？江億提出一種“光儲直柔”新型配電系統(tǒng)的概念。具體包括：利用建筑表面，發(fā)展光伏發(fā)電；連接鄰近停車場的智能充電樁，并在建筑內(nèi)部配置部分蓄電池，形成較大蓄電能力；建筑內(nèi)部采用直流配電，通過直流電壓變化傳遞對負(fù)載用電的需求；
變過去剛性用電方式為柔性，使建筑用電與風(fēng)電光電聯(lián)動。“風(fēng)、光發(fā)電多即多用，并蓄存多余電力。在發(fā)電少、不發(fā)電的情況下，則靠蓄電裝置、電動汽車的電池和負(fù)載調(diào)節(jié)維持建筑運(yùn)行。由此，構(gòu)成一個(gè)容量巨大的分布式虛擬蓄能系統(tǒng)，平衡電源與需求變化?！?br>
“未來，我國至少擁有3億輛以上電動汽車。統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)處于行駛狀態(tài)的車輛一般不超過20%，相當(dāng)于80%的車輛都在停車場內(nèi)。按照目前配置，每輛車有50-70千瓦時(shí)蓄電池，這些車輛若能與充電樁連接，后者再接入鄰近建筑的‘光儲直柔’系統(tǒng)，每天擁有200億千瓦時(shí)蓄電能力?！?br>
江億進(jìn)一步論述該方式的可行性，新建“光儲直柔”建筑，只需在原有投資的基礎(chǔ)上增加100元/平米，加上充電樁建設(shè)、電動汽車補(bǔ)貼等費(fèi)用，新增投資的靜態(tài)回收年限約12年，處于經(jīng)濟(jì)合理范圍內(nèi)。
江億認(rèn)為，在2030年前，每年對5億-10億平方米建筑進(jìn)行“光儲直柔”改造，讓其成為帶有充電樁的柔性建筑，不僅可有效解決建筑本身用電變化導(dǎo)致的峰谷差，預(yù)計(jì)還能消納70%的新增風(fēng)電、光電?！耙蚪ㄔO(shè)改造量巨大，必須從現(xiàn)在開始加速，否則建筑行業(yè)減排壓力更大。”
希臘復(fù)蘇計(jì)劃將投入100億歐元用于清潔能源
希臘政府公布了新冠大流行后的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃。這項(xiàng)戰(zhàn)略旨在為綠色能源行業(yè)籌資至少100億歐元，并有望獲得歐盟的進(jìn)一步貸款。
希臘總理Kyriakos Mitsotakis概述了一項(xiàng)國家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃，旨在通過現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變“國家的經(jīng)濟(jì)和體制模式”。
希臘疫情后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇戰(zhàn)略遵循去年7月達(dá)成的歐盟復(fù)蘇基金原則，并以Mitsotakis政府自2019年7月當(dāng)選后提出的改革方針為基礎(chǔ)。由此推出的政策包括2030年能源和氣候規(guī)劃；最遲在2028年之前逐步淘汰煤炭的計(jì)劃；以及一套新的數(shù)字化可再生能源許可制度。
希臘經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃
Mitsotakis昨天提出的復(fù)蘇計(jì)劃將于本月提交至歐盟委員會待批，其四大支柱分別是綠色能源轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)數(shù)字化，以及涉及就業(yè)計(jì)劃和教育的民生政策，和私營部門的稅收、出口計(jì)劃、研發(fā)等改革。
其中的綠色能源轉(zhuǎn)型旨在將60億歐元的歐盟撥款投入到清潔能源領(lǐng)域，并得到44億歐元的私人投資作為補(bǔ)充。
由于歐盟的恢復(fù)和復(fù)原力基金也將提供貸款，預(yù)計(jì)投入到綠色能源項(xiàng)目的流動資金總額將擴(kuò)大到數(shù)十億。
希臘五年復(fù)興計(jì)劃的全部四大支柱將在182億歐元撥款的基礎(chǔ)上，獲得歐盟127.3億歐元的貸款，此外預(yù)計(jì)還將吸引私人部門265億歐元的現(xiàn)金投入。希臘政府最關(guān)注的這545億歐元將在2026年之前使全國GDP提高7%。
政府在昨日表示，可獲得的歐洲貸款資金將只提供給私人投資者，且以項(xiàng)目成本的一半為上限。這些資金將通過國內(nèi)和國際銀行和金融機(jī)構(gòu)下發(fā)。
投資領(lǐng)域
希臘經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃將包括高達(dá)1.38 GW的抽水蓄能和電池儲能計(jì)劃，希臘環(huán)境和能源部發(fā)言人告訴《光伏》雜志，政府已成立了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，將在今年草擬出一份儲能監(jiān)管框架。
在政府投資約10億歐元通過提高能源效率和智能能源系統(tǒng)等措施來升級國家建筑保有量的計(jì)劃中，光伏陣列也將占據(jù)一席之地。
智能能源和電動汽車部門也將得到4.5億歐元的資助，專門用于升級商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。這一戰(zhàn)略中還包括擴(kuò)大國家電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)和建立電動公共交通車隊(duì)的計(jì)劃。
大陸和基克拉澤斯群島（Cyclades Islands）之間部分運(yùn)行的電力互連器將得到擴(kuò)容，政府還計(jì)劃在度過此前的財(cái)政困境后，投入現(xiàn)金建立國家可再生能源發(fā)展基金。
