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那小海 · 2021-05-31 11:31:36
2021年3月26日,中国建筑学会高层建筑人居环境学术委员会机电专项技术2021年度第一次沙龙活动成功举办,此次沙龙由机电技术与垂直交通课题研究小组发起,聚焦高层建筑及高密度核心区的全周期运维、智慧节能、绿色宜居及可持续策略。
活动后,那小海对中德可再生能源合作中心执行主任陶光远进行采访,通过“欧瑞府(EUREF)碳中和园区的设计理念与实现”的经验分享,共同探讨实现碳中和目标的多个角度。
请谈谈欧瑞府零碳园区在当前 “2030年碳达峰、2060年碳中和” 的中长期国家战略下的实践意义是什么?
陶光远:二氧化碳减排包括三方面的因素,即能效、可再生能源、智慧能源,其中智慧能源是关键。
我们国家的能源,一半的能耗用在城市上,包括建筑和交通运输等。如果我们要达到“2030年碳达峰、2060年碳中和”的目标,要从两个方向努力,一个是提高能效,做到节能,减少化石能源的使用;另外一个,就是用可再生能源替代化石能源,这在过去有一个比较大的障碍,就是高昂的成本,即可再生能源的成本比煤电高。今天江苏省东台市在海边滩涂上建设光伏电站的发电成本已经低于煤电,而且离我们很近,直线输出距离不到200公里。到了2025年,成本只有两毛钱左右,到了2030只有一毛五左右,成本问题解决了,但是还有一个问题就是“波动”,波动时需要有人消纳补偿。发电厂用电池等来消纳补偿是很昂贵的,所以需要用电的机构,也就是城市来消纳补偿。把过剩时的能源存储起来在供应短缺时使用的能源叫“智慧能源”。智慧能源是能源技术,不是云(云计算)大(大数据)物(物联网)区(区块链)智(人工智能)。云大物区智只是能源技术借助的工具。
所以,我们未来建设城市的时候,要让城市具有智慧能源的能力,达到30到50%的调配能力,如果理想状态50%左右的能源可以调整用电时间,可再生能源的波动问题就解决了,就容易实现零碳。所以欧瑞府这样的零碳园区的建设意义非常重大,即解决了可再生能源的价钱问题后,解决了后续的问题,即智慧问题,而在智慧问题中,城市占了一半。欧瑞府既解决建筑问题,还解决了交通运输问题,做到交通运输的智慧灵活充电。2014年,欧瑞府能源科技园就已经实现了德国联邦政府制定的2050年二氧化碳减排的气候保护目标。
Q2
柏林欧瑞府零碳园区建设中的关键技术手段是哪些?
陶光远:柏林欧瑞府的园区理念是“综合性零碳园区”,是气候保护 + 能源转型。
关键技术手段主要有三个。第一,当然是提高能效,即能耗要低,基本上现在以采暖为主的既有建筑节能已经达到80%以上;在供冷的节能方面,通过新风控制、遮阳罩的设计等,可以节省冷源,提高能效;第二,节能的建筑必须还有最优运行,所以需要一个优化的建筑能效管理系统,即楼宇的智慧能源系统,这个来自于施耐德系统。最终的结果是,在原来节能建筑的基础上,在运行上再节省30%左右,这也是很大的一个量;第三,对于必须要用的能源,具备灵活用能的能力。超过50%的能源,主要是电的使用,用电时间是可以调整的。简单来说,就是这三个关键技术,其他方面还包括数字化、循环经济、高新技术原材料、保障供给安全等。
Q3
欧瑞府柏林园区对目前国内的项目最大的借鉴意义是什么?
陶光远:过去我们追求建筑节能,唯一的衡量标准是建筑的能效标准,其实现在不是了,情况变了,可再生能源成本低了。在今天的中国,从去年开始,各地的风光电的价格开始低于煤电,用户的电价更低了。在这种情况下,用户可以在建筑中大量的使用可再生能源,这是以前建筑师没有碰到过的。我们08年开始把被动房引入中国,到今年13个年头了,反响很好。现在是一个新的概念,做碳中和的园区,不再是单个建筑,而是一个园区,意义很大,这是一个新的时代。欧瑞府提供了一个建设的典范,柏林的欧瑞府(EUREF)科技园是一个碳中和园区,其中超过一半的二氧化碳减排是通过提高建筑能效;其余不到50%的二氧化碳减排是通过使用可再生能源,其中70%左右的能源是波动的风光电,30%左右是沼气热电联供。基于建筑能效提高,电转热/冷并用建筑物和储热/冷罐存储,电动汽车参与波动风光电消纳,退役电动汽车动力电池储能电站和沼气热电联供的微型综合智慧能源网。
Q4
欧瑞府园区的成功经验在中国市场如何实现良好的本地化?国外与国内的电力市场不同、新能源发展阶段不同等因素应当如何考量处理?
陶光远:在中国市场实现良好的本地化,首先有市场示范项目。我们认为,一旦有了示范项目,大家就可以去参观、了解,学习、实践。我们引进被动房,当时在秦皇岛在水一方做了第一个示范建筑,好几万人去参观过,几乎涉及被动房研究设计的人都要去那里参观,当时的住建部部长姜伟新去了两次。很多人参观后很认同,要学习这些技术开始建设。于是,很多设计院跟我们合作,我们也就把这些技术教给越来越多的设计院和设计师们。欧瑞府园区的原理也一样,我们和设计院没有竞争,而是把技术传授给中国设计院,由他们来实践和实施。
能源转型是实现碳中和的必由之路,未来可期。习主席提出了推进能源消费、供给、技术、体制革命,加强全方位国际合作的能源革命战略方向,未来,中国的电力市场也一定会随着新能源的不断发展而进行调整和改革。
Q5
建设碳中和园区的经济性如何?投资方会否因为额外投入导致收益下滑?
陶光远:原来做被动房的时候,投入的成本是比较高的,现在的碳中和园区反而比较便宜,因为用的是波动的风光电,用的是谷底一毛/度的电,通常的煤电的成本平均是六毛钱,中间三毛多钱是智慧能源的投资,但这个投资把这三毛多收回来是足够的,所以总的成本反而便宜了,这是一个巨大的变化。所以开发商如果物业自持,就会发现,这些投入在能源上的钱是会收回来的。另一个因素就是租户,即如果该物业不是碳中和,就无法吸引高端租户来承租。因为有大量高端客户寻找物业的考量标准,就是要碳中和,他们需要碳核算,必须要求碳中和才满足碳核算的要求。
Q6
是什么促使欧瑞府柏林园区和施耐德电气如此紧密的合作?
陶光远:欧瑞府是全世界 唯一一个不需要政府补贴的节能园区,是德国的样板。园区使用了施耐德的楼宇智慧能源技术和智慧能源微网技术,施耐德本身也需要碳核算,要做到零碳生产,公司包括设计院等都要在零碳的地方,当然要搬到零碳的地方。这两个因素促使他们将公司设立在欧瑞府园区里。在这里,他们的技术得到了全方位的展示,宛如施耐德技术的博物馆。
注:以上图来自陶光远的分享文件
采访、文字整理:那小海
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