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建筑將成為未來新能源電力的生產者
2021-04-09
來源:
隨著城鎮化進程加速,建筑業規模不斷擴大。目前,我國城鄉建筑面積超過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,由建筑運行帶來的碳排放達到20億噸以上,蓋房子還間接導致鋼鐵、水泥等制造領域排碳16億-18億噸。截至2019年,建筑部門相關碳排放已占到全社會排放總量的38%左右。


在碳達峰、碳中和目標下,作為僅次于工業的排放大戶,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、清華大學建筑節能研究中心主任江億。


電力熱力供應是碳排放主要來源


做飯炊事、燒煤取暖、使用燃氣熱水器……這些看似平常的生活小事,實際上都與碳排放密切相關。燃煤、燃氣的直接燃燒,一年帶來二氧化碳排放約6億噸。江億認為,未來通過全面電氣化,可減少這部分化石能源用量,實現零碳不存在技術、經濟難題,真正的難題在于建筑運行帶來的“間接排放”。





“2019年,我國建筑運行用電量為1.89萬億千瓦時,約占全社會用電總量的1/4,其中70%左右來自燃煤、燃氣發電,因支撐建筑運行所排放的二氧化碳高達11億噸。


隨著全面電氣化,其他各類燃料的直接應用均轉為電力,建筑用電量將持續增加?!苯瓋|表示,若按照未來建筑規模750億平方米計算,用電總量將在當前的基礎上翻倍,“這是建筑領域最主要的排放來源,亦是減排難點?!?br>

由于北方城鎮普遍采用集中供熱,熱力供應也帶來大量排放。江億指出,我國北方城鎮供暖面積現為150億平方米,其中約40%的熱量由燃煤、燃氣鍋爐提供,熱電聯產電廠占比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,熱電聯產和熱泵供熱,也要分攤一部分電廠排放的二氧化碳。未來,北方城鎮供暖面積將進一步增加到200億平方米,減少熱力導致的碳排放也是重點?!?br>

江億提出,建筑領域要大幅減碳,首先需降低用能需求。在建筑規模不斷擴大的基礎上,節能是實現低碳的首要條件?!氨仨毺岢澕s型生活方式,提高用電效率。美、日、韓等國都曾因需求增長,而出現建筑用電瘋漲的現象,我們要提前避免?!?br>

新增建筑用電應全部來自風電光電


除了“節流”,更重要的是“開源”。江億表示,能源轉型是從以化石能源為基礎的碳基能源系統,轉為以可再生能源為基礎的零碳能源系統,進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,以燃氣為主的熱電冷三聯供等?!苯瓋|認為,以水電、風電、光電及生物質發電作為主要電源,以少量燃煤燃氣電力作為補充,同時依靠碳捕集和貯存技術回收發電排放的二氧化碳,建筑行業即有可能實現碳中和。





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、水電及生物質燃料發電均有發展上限,因此建筑新增用電最好全部由風電、光電來提供?!帮L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,但從邊遠地區集中長途輸電到東部負荷密集區,面臨巨大調峰難題。因此不必一味舍近求遠,利用城鄉建筑屋頂空間,以及其他可接受太陽輻射的建筑外表面,發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。農村建筑層數低、各類屋頂多,風光裝機容量可達20億千瓦,年發電2.5萬億千瓦時是目前生活用電的2.5倍,可滿足農民生活、生產、交通用電。


城鎮建筑安裝量約4億千瓦,每年發電5000億千瓦時,約占建筑用電的15%。加上東部海上風電、城市周邊風光基地等資源,城鎮建筑用電也有保障?!瓣P鍵問題是,如何讓建筑有效消納這些根據天氣狀況而變化的零碳電力?”


由消費者轉為產消儲“三位一體”


江億進一步稱,基于上述減排路徑,建筑功能也要相應變化——由單純的能源消費者,轉為支持大規模風光接入的貢獻者,集用能、產能、蓄能“三位一體”,從而協助消納風電、光電,解決風光的間歇性、波動性問題。


如何實現?江億提出一種“光儲直柔”新型配電系統的概念。具體包括:利用建筑表面,發展光伏發電;連接鄰近停車場的智能充電樁,并在建筑內部配置部分蓄電池,形成較大蓄電能力;建筑內部采用直流配電,通過直流電壓變化傳遞對負載用電的需求;


變過去剛性用電方式為柔性,使建筑用電與風電光電聯動?!帮L、光發電多即多用,并蓄存多余電力。在發電少、不發電的情況下,則靠蓄電裝置、電動汽車的電池和負載調節維持建筑運行。由此,構成一個容量巨大的分布式虛擬蓄能系統,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。統計顯示,同時處于行駛狀態的車輛一般不超過20%,相當于80%的車輛都在停車場內。按照目前配置,每輛車有50-70千瓦時蓄電池,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,每天擁有200億千瓦時蓄電能力?!?br>

江億進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上增加100元/平米,加上充電樁建設、電動汽車補貼等費用,新增投資的靜態回收年限約12年,處于經濟合理范圍內。


江億認為,在2030年前,每年對5億-10億平方米建筑進行“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致的峰谷差,預計還能消納70%的新增風電、光電?!耙蚪ㄔO改造量巨大,必須從現在開始加速,否則建筑行業減排壓力更大?!?br>

希臘復蘇計劃將投入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濟復蘇計劃。這項戰略旨在為綠色能源行業籌資至少100億歐元,并有望獲得歐盟的進一步貸款。


希臘總理Kyriakos Mitsotakis概述了一項國家經濟復蘇計劃,旨在通過現代化轉變“國家的經濟和體制模式”。


希臘疫情后經濟復蘇戰略遵循去年7月達成的歐盟復蘇基金原則,并以Mitsotakis政府自2019年7月當選后提出的改革方針為基礎。由此推出的政策包括2030年能源和氣候規劃;最遲在2028年之前逐步淘汰煤炭的計劃;以及一套新的數字化可再生能源許可制度。


希臘經濟復蘇計劃


Mitsotakis昨天提出的復蘇計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型、經濟數字化,以及涉及就業計劃和教育的民生政策,和私營部門的稅收、出口計劃、研發等改革。


其中的綠色能源轉型旨在將60億歐元的歐盟撥款投入到清潔能源領域,并得到44億歐元的私人投資作為補充。


由于歐盟的恢復和復原力基金也將提供貸款,預計投入到綠色能源項目的流動資金總額將擴大到數十億。





希臘五年復興計劃的全部四大支柱將在182億歐元撥款的基礎上,獲得歐盟127.3億歐元的貸款,此外預計還將吸引私人部門265億歐元的現金投入。希臘政府最關注的這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,且以項目成本的一半為上限。這些資金將通過國內和國際銀行和金融機構下發。


投資領域


希臘經濟復蘇計劃將包括高達1.38 GW的抽水蓄能和電池儲能計劃,希臘環境和能源部發言人告訴《光伏》雜志,政府已成立了一個團隊,將在今年草擬出一份儲能監管框架。


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等措施來升級國家建筑保有量的計劃中,光伏陣列也將占據一席之地。


智能能源和電動汽車部門也將得到4.5億歐元的資助,專門用于升級商業基礎設施。這一戰略中還包括擴大國家電動汽車充電網絡和建立電動公共交通車隊的計劃。


大陸和基克拉澤斯群島(Cyclades Islands)之間部分運行的電力互連器將得到擴容,政府還計劃在度過此前的財政困境后,投入現金建立國家可再生能源發展基金。

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