江億院士

支彤

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(fèi)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(shí)期將以更大力度強(qiáng)化節(jié)能降碳，嚴(yán)格合理控制煤炭消費(fèi)增長(zhǎng)，推動(dòng)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(jìn)程中，建筑部門(mén)作為工業(yè)、交通和建筑這三大用能部門(mén)之一，應(yīng)如何加快推進(jìn)節(jié)能和低碳建筑規(guī)?；l(fā)展，以適應(yīng)新能源大規(guī)模發(fā)展，推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式？在推進(jìn)建筑用能電氣化和低碳化的過(guò)程中，又應(yīng)關(guān)注哪些重點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題的研究推廣？中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授江億對(duì)此作出回復(fù)。

構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，要求建筑功能實(shí)現(xiàn)巨大轉(zhuǎn)化

“過(guò)去從節(jié)能的角度出發(fā)，我們提出對(duì)建筑本體，要通過(guò)被動(dòng)式設(shè)計(jì)來(lái)減少需求;對(duì)機(jī)電系統(tǒng)，要通過(guò)主動(dòng)式優(yōu)化來(lái)提高效率?！苯瓋|表示，建筑行業(yè)與能源消費(fèi)和碳排放密切相關(guān)，能源轉(zhuǎn)型和碳中和的推進(jìn)對(duì)建筑行業(yè)提出了新要求。

“對(duì)于建筑本體應(yīng)該在被動(dòng)式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)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(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉吹漠a(chǎn)消者？對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)，則有4個(gè)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(guò)量供應(yīng)，發(fā)展柔性用電以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光電的有效消納?！苯瓋|指出。

由江億所在的清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主辦的第十八屆清華大學(xué)建筑節(jié)能學(xué)術(shù)周公開(kāi)論壇近日落幕，本次學(xué)術(shù)周聚焦“中國(guó)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(jìn)展”這一主題。江億表示，公共建筑從用能強(qiáng)度來(lái)看是民用建筑中單位面積能耗最高的一類(lèi)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(shí)上，由于公共建筑的使用時(shí)間長(zhǎng)、用能強(qiáng)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(lèi)民用建筑中碳排放強(qiáng)度最高的一類(lèi)，在實(shí)現(xiàn)降低建筑碳排放、促進(jìn)建筑節(jié)能等關(guān)鍵工作和任務(wù)目標(biāo)中處于關(guān)鍵位置。

“作為建筑節(jié)能重點(diǎn)領(lǐng)域的公共建筑，需要從強(qiáng)化能耗總量和強(qiáng)度‘雙控’，發(fā)展為能耗與碳排放總量和強(qiáng)度‘雙雙控’;從進(jìn)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(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)體系，到更加科學(xué)和嚴(yán)格的措施;從滿(mǎn)足‘設(shè)計(jì)節(jié)能’要求，到建立立項(xiàng)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、招標(biāo)投標(biāo)采購(gòu)、安裝施工、調(diào)試驗(yàn)收和持續(xù)運(yùn)維與更新的全過(guò)程節(jié)能低碳管理體系，盡快大幅度降低各類(lèi)公共建筑的碳排放強(qiáng)度?！苯瓋|從4個(gè)方面指出公共建筑的轉(zhuǎn)型方向。

全直流建筑——大同未來(lái)能源館：未來(lái)能源館建筑面積約2.9萬(wàn)平方米，展示面積約1.8萬(wàn)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(yàn)館、能源技術(shù)展示館“六館合一”的綜合展覽館，也是目前國(guó)內(nèi)超低能耗最大規(guī)模的被動(dòng)式建筑，全方位展示山西能源革命歷程和成果。

“雙碳”目標(biāo)下，“光儲(chǔ)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(jìn)一步利用可再生能源抵消建筑能耗？《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》中“城鄉(xiāng)建設(shè)碳達(dá)峰行動(dòng)”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(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲(chǔ)直柔”建筑。

江億院士清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任、教授 中國(guó)工程院院士

“光儲(chǔ)直柔”是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電和柔性用能4項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，但并非簡(jiǎn)單的組合，而是有機(jī)融合并構(gòu)成一個(gè)整體來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性用能，實(shí)現(xiàn)建筑與電網(wǎng)之間的友好互動(dòng)。

“‘光儲(chǔ)直柔’建筑配電系統(tǒng)將成為建筑及相關(guān)部門(mén)實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要支撐技術(shù)。”江億曾對(duì)零碳能源系統(tǒng)在北京城市副中心應(yīng)用進(jìn)行深入闡釋?zhuān)⒔ㄗh在北京市通州新區(qū)推廣城鎮(zhèn)建筑采用“光儲(chǔ)直柔”+有序充電的方式。

江億給記者算了一筆賬，1萬(wàn)平方米的辦公建筑，加上100個(gè)充電樁，連上100輛汽車(chē)，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(chǔ)直柔”，能基本解決通州消納風(fēng)光電的問(wèn)題。

“‘光儲(chǔ)直柔’建筑可以?xún)H依靠零碳電力運(yùn)行。假設(shè)通州的建筑都是光儲(chǔ)直柔建筑，遠(yuǎn)處還有大型風(fēng)光基地。每晚向風(fēng)光基地提交第二天的總用電量和負(fù)載用電曲線(xiàn)，控制中心根據(jù)氣象預(yù)報(bào)得到風(fēng)電光電的變化，確定各個(gè)建筑第二天用電曲線(xiàn)使風(fēng)電光電有效消納，同時(shí)使各座建筑蓄能調(diào)節(jié)量最小。只要各座‘光儲(chǔ)直柔’建筑嚴(yán)格按照要求的用電曲線(xiàn)調(diào)節(jié)，就可以實(shí)現(xiàn)建筑全零碳用電?！苯瓋|假設(shè)。

事實(shí)上，江蘇、浙江、上海、廣東等多省市出臺(tái)的需求側(cè)響應(yīng)補(bǔ)償政策以及示范，都將推進(jìn)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(guó)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(chǎng)容量補(bǔ)償管理辦法（試行，征求意見(jiàn)稿）>等文件意見(jiàn)的函》，指出用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)、充電樁等其他具備負(fù)荷調(diào)節(jié)能力的資源可以作為市場(chǎng)主體參與，起步階段獨(dú)立儲(chǔ)能和發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能暫不納入市場(chǎng)交易范圍。

江億表示，需求側(cè)響應(yīng)補(bǔ)償額度的不斷提高，以及越來(lái)越多的市場(chǎng)主體逐步參與到電力市場(chǎng)輔助服務(wù)中，都將推動(dòng)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(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧茉瓷a(chǎn)、消費(fèi)、調(diào)蓄‘三位一體’的綜合體，實(shí)現(xiàn)由單純能源消費(fèi)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(fù)載的轉(zhuǎn)變，成為未來(lái)低碳能源系統(tǒng)中的重要一環(huán)?！?/p>

◎ 來(lái)源|中國(guó)電力報(bào)