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罗多:零能耗建筑的"新生态"能源系统

2020-09-25 10:31:11 中国能源网

编者按:2020年9月17~18日,以“塑造新模式•激活新动能”为主题的“第十六届中国分布式能源国际论坛暨2020综合能源展览会”在山东济南召开,本次论坛由中国能源网主办,中国能源研究会分布式能源专业委员会、水发能源集团有限公司联合主办。会上,中国水发兴业能源集团有限公司研究院院长罗多发表了“零能耗建筑的"新生态"能源系统”的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

罗多:我很感谢组委会邀请我到这边来,作为一个建筑行业的代表跟能源领域里来互动一下需求侧,供给侧的关系。也是因为我们建筑高水平的发展已经到了这样一个风口了,所以我简单介绍一下零能耗现在的发展概略。

目前我们建筑行业是处在这样一个水平,100%的节能建筑,节能建筑就是以前我们说节能率,跟八十年代的建筑比我们节约了多少,在这个概念下,我相信在座所有人不知道我们这个节能率指的是什么,对我的影响是什么。发展到现在,我们说零能耗不仅仅讲节能率,我们也讲能耗。今天早上郑总说,叫每平米,每年的度数,这个度数就跟我们在座人所有人相关,你们都要交电费的,每一个老板都要交电费的,所以这个数据可能跟我们息息相关。所以现在我们在绿色建筑这个发展区域,全中国是达到60%的新建建筑是绿色建筑,正在往80%这个目标来亢进。

超低能耗是在目前推广的阶段,每个城市都有自己鼓励的政策。零能耗是在研发的一个阶段,从我一个不是很广泛的了解来说,我知道的做的最高的一个零能耗,零就是全年的发电量和用电量等于零,全年统计出来等于零这样一个指标。我知道最高的一个建筑是六层楼的ILFI,它是在美国的西雅图,它是一个温和地区,环境特别好的这样一个大楼,你看它的顶层戴了一个很大的光伏帽子,这样它才能够把建筑的能源得到一个平衡。这边我统计了我们现在全国超低能耗的一个各个地方和住建部的推广政策,大多数会有补贴,有什么地面的奖励,有一些什么政策的优惠,绿色贷款等等有非常多的鼓励政策,所以可以说到了一个风口。

当然我们山东省也有一定的创业行动方案,也是在9月12号就出来了。说到绿色建筑刚刚说到达到80%以上,一定要推进新建建筑零能耗,超低能耗的建设,有一些太阳能可再生能源的鼓励,包括智能化,设备的一些应用,BIM的一些技术。我们现在在的这个地方,济南市也鼓励了这样的一些方向,多数会在容积率,绿色贷款上面都会有一些支持。我非常相信,下一步会直接在资金上给予一定的支持。

为什么到了一个风口呢?去年年底我们住建部发布了零能耗建筑的设计标准,国标,这个标准去年年底发布,今年年初又发布了平价的标准。这就使得我们建筑行业和可再生能源领域都特别兴奋,因为我们有标准了。这个标准就说到在现有的节能建筑的基础上,如果我们再节约50%,就是超低能耗。进一步降低60%到75%就是第二个层级叫净零能耗,如果我们全年能够平衡的话,这就是零能耗,当然平衡刚刚做到零是不可能的,所以基本上零能耗就等于产能建筑,你多产一度电就是产能建筑了。所以我们叫净零能耗建筑是三个层级的。在这三个层级下,我们美国劳伦斯实验室和我们一起发表了在SCI最高区域里头发表了一篇论文,统计了34个能耗建筑的实践,34个项目,作为零能耗是有四个途径的,上面说一个在我们建筑本体上去安装,第二个我们可以在园区里头的红线可以是零,第三个这些也可以是零,最后我还可以买可再生能源,大家都知道可再生能源我们中国是有绿电的,你买绿电也可以,但是无论是哪种,你都必须要有一个非常强硬的证明你用的这个电就是来自于可再生能源。

34个项目中大概有11个项目是我们中国的,其中有一个项目就是我们今天要讲的最佳实践,就是我们兴业的研发大楼,当然也有很知名的零能耗建筑,比如新加坡的国立大学,我们看一下对比,所有的关键技术中,可再生能源,光伏的应用几乎占了100%,所有的建筑都会用到太阳能,所以太阳能在零能耗的这个建筑中是非常必须,可以说是必须的一个技术,当然也做了一些能源平衡的分析,怎么去做这个能耗才能更好的去实现,这边我不讲技术了。

最后他做了一个对比,他认为美国最好的一个楼和我们刚刚说到的中国最好的楼我们进行了一个对比,发现左边那个是最好的楼,它的能耗和美国最好的一个楼的能耗比起来大概是一个天壤之别,也就是说在中国节能方面做得非常好,当然他们都在可再生能源利用上做了一些优化,使得他们都几乎接近于零,等一下可以讲讲我们的大楼。

最后它这个论文总结下来就是说,34个项目中最佳的办公建筑就是我们刚刚等一下要讲的这个大楼了,EUI也就是能源效率达到21.5度每平米每年,这个是等一下也可以说说它是怎么来的。而且得出来的结论就是说太阳能的应用是100%的应用,BIPV更加重要,因为刚刚看到我们六层楼的大楼,要盖个大大的光伏帽子才能实现零,也就是说我们超过六成的,或者一般的建筑我们光用屋顶是不够的,我们要用到立面,所以BIPV非常重要。

我们来讲一下这个案例,这是一个中美合作的平台研究的项目,它是从09年就开始了,正式是从2011年到2016年的第一个计划。它要做的是在建筑节能,清洁煤和清洁车等三个领域做开发工作,研发工作,我们涉足的就是建筑节能,这就是我们的一个大楼,从上到下都是太阳能的外衣,因为有太阳能所以我们把它设计成两片叶子的形状,它拿到了非常多的大奖,比如说美国的国金奖,还有中国绿标的设计双认证,接近二十个大奖。这是我们太阳能的全年发电,因为有台风,统计的年度有两个月是没有数据的,但是我们仍然一年有10.8万度太阳能发电,我们用了38项的技术,有很多标新的技术都是在这个建筑中产生的专利产品。所以这个创新给我们行业的推动是非常重要的,但是我更要强调一点,在建筑中,我们常常是由很多专业组成的,建筑结构水暖电,他们各做各的,比如说暖通做暖通的,太阳能做太阳的,幕墙做幕墙的,在我们这个建筑中,最大的一个特点就不是单独在做,叫做不是简单的技术堆砌,我们叫做被动优先,主动优化下的各种技术的综合利用。这边我们画了一个图,就能看到这个建筑中用到的所有重要关键是相互关联的,我不用A就不能用B了,当时我们老板说这个可不可以不做呀,我说不可以,这个不做那个就没有意义了,那个不做另外一个又没有意义了,你不做一个就都不做了,所以我们当时想法的90%都得以实现。

这就是能源的统计表,可以看到已经两年完全的一个实测数据,得到了我们在空调、动力、插座、照明的特殊用电上面的分别的一个用量。技术我就不讲了,我曾经用8个小时来讲这个楼,所以我们没有这个时间,组委会坚持不让我说技术,所以我只说结论。

我们的结论就是这张表非常重要,也是我等一下得到新生态的结论。我们这个项目,早上我们郑总给我们铺垫了两次,说到这个大楼,就说到全年能耗每平米每年是28.92度,当然我们剪掉了数据中心,如果再把太阳能剪掉的话,我们全年只有23.65度每平米每年,这个数据是在广东省公共建筑发电水平的四分之一,这是极低的水平,当然我们肯定要满足叫做舒适度好,我们不能不用电,也不能不用空调。所以舒适度前提下满足这样一个指标。更重要的是我们要谈增量产品,这就是我们今天讲的业态,如果说没有增量成本,没有投资回报率的话,我们光去打造一个试验性的东西就没有办法去市场推广,因此我们统计了这个项目的增量成本,同时这个增量成本也变成了一个课题,在住建部立了一个项,叫做怎么去研究零能耗最佳的增量成本,我们这个项目的增量成本每平米增量362元,2.3万平米的大型供电,是852万的增量水平,通过我们的节电、节水和我们发电量的收益,可能在5.32年的一个投资,5.32年的一个投资我想可能还是蛮有吸引力的,这就造成了我们可以市场化推广的水平。

上个周我们刚刚通过了这个建筑叫做零能耗建筑的第三方测评,我们拿到了全中国第一个零能耗运行的标识,注意是运行,也就是说我拿数据来说话的。我们的可再生能源利用率是达到了130%,当然我自己本体上做不到,因为我的楼很高,我刚刚说六层以上就做不到了,何况我是17层的大楼,我把旁边的综合楼和光伏停车棚全部加进来了,加起来是130。我刚刚说了,这种途径是ok的,只要我能证明这些光伏就是用到我这个楼里头的,那么我就可以做到100%。当然我们也初步做了这样一些尝试推广,做了6个净零能耗的建筑,当然它们全部都是绿件三星的。

下一步在中美能源的平台下面,我们的习近平和奥巴马先生也是继续了这个课题,是在中美经济战略对话第四十条,持续就是在双方都做下一个决心,一个雄心,美国要在2030年所有的建筑做到0,而我们中国承诺30%的建筑做到0,这个看起来也蛮不容易的,因为普天下看中国目前能做到运行的我们是第一个。

在这个平台的2.0版本,也是我们今天郑总说了,我们在国母的家乡在菏泽做两个零能耗是超过了三万平米的大楼,非常大的公共建筑,展厅内的建筑做到0,非常有挑战,所以我们希望有更多的专家在项目上一起合作。

做这个项目,我们发现我们改变了什么,我们在被动优先,主动优化的前提下,我们创造了一种新的设计思维和流程的方法。以前的建筑是这样的,规划、建筑、结构,分向设计包括幕墙,内装,钢结构,智能化等等。能源系统不是这样的,它把相关的专业全部提出来了,我们当建筑做完的时候,就要把相关专业,包括暖通智能化,围护结构等等把它合在一起放在前面来设计,然后再去给它配水配电,最后才是分向设计。也就是说在这个新业态下维护机构不再是一个分向设计了,变成一个很主导的设计。因为它是我们非常重要的建筑中被动技术,建筑中最主要的两大能源,一个就是空调,一个就是照明,我们统计出来了空调可以做到节能优化的主动技术四项,照明可以做的被动技术四项,主动技术四项,通过我们的方法来得到它的全年能耗,当然比如说跟我们OA联动,开出了这样一个平台,不仅是能耗监测,很多都是监测,只需要测到能耗数据就行,但是我们这个平台是可以控制的,控制的策略非常有意思,是跟人的行为完全联动起来,就是我们每个人在哪个时段下主动去开这些设备就会记录下你的行为,自学型的方法让我们的设备能够匹配起来,让所有的末端能够更加的智能化,我认为还再一个发展的路上,我认为还有空间可以让我们更加智能化。

刚刚提到增量成本和能耗的降低,两个相处可以做到的投资回报率,作这样一个新生态的业态下,5到10年都可以做一个投资。也就是说以前我们公司是一个EPC的公司,现在我们变了,因为有了0能耗这件事情,我完全可以在能源系统上的增量成本上去做投资,然后我们用合同能源管理的方式,去跟业主或者是运行商来签这个合同,把你给电网的钱,对不起今天有没有电网的朋友们,如果有的话,有点抱歉,我让让你们可能收入少了一些,他们用这个给电网公司的钱,可以给到我们,这样来形成一个零能耗可持续的发展。

这里面涉及到的能源系统刚刚也说了,有这么多项,都可以打包起来做成一个零能耗。业主的收益是什么呢?可以减少投资,减少运营成本,它可以增加我们的技术亮点,在我们可研的时候就可以拿这个去跟政府谈判,我多要一些容积率,多要一点时间什么的,然后就可以作为我们控规审批通过的平衡的条件,要知道一个城市中做零的可不多,现在是在示范的一个过程。最后我们还可以获得政府的补贴,获得一个标识的证书。刚刚绿绿的东西就是标识的证书,旁边这两个标准,就是我刚刚说到的,到了风口的一件事情,因为我们用标准来规定了如何去设计,如何去评价,用第三方的语言来描述你建筑最终的水平。

 




责任编辑: 张学坤

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