零碳建筑发展目前所面临的挑战

 

    能源互联网技术随着互联网技术的进步而全面发展，实现新一代能源系统和互联网技术的深度融合，已成为能源转型的重要技术支撑，也是实现“3060”双碳目标的根本途径。“双碳”战略的实施需要通过“互联网 智慧能源”构建绿色低碳、安全高效、开放共享的能源生态，并在能源的“源 - 储 - 荷”环节进行相应布局。

   节水省电、智行有嘉一直都是行有嘉行事的口号。在行有嘉数字化能源管理平台的支撑下，不少建筑在建筑低碳运行方面取得了可见的成效。对于建筑提效减排，是实现建筑净零碳的关键然而，基于目前的能源使用习惯和能效管理方式，要实现建筑的净零碳和低能耗目标面临着很多挑战：

一、 清洁能源供给不足，传统供给模式遭遇瓶颈

清洁能源是实现建筑净零碳目标的必选项，然而目前广泛使用的屋顶光伏发电技术不能满足建筑自身对清洁能源的全部需求。外部环境和电力系统正在发生的变革，让依赖于场外大电网的传统供给模式遇到了瓶颈。新能源自身属性给建筑安全、稳定、高效用能带来难题。

1. 自身建设新能源的基础薄弱

目前，城市特别是大城市和中心城区建筑密度高，发展新能源的场地和空间有限，大规模建设光伏，风电等新能源的基础薄弱，同时屋顶光伏发电难以满足当前建筑对清洁能源的应用需求。

2. 过分依赖场外清洁能源，将推高用能成本及风险

分时电费政策将让过分依赖场外清洁能源实现净零碳且用能弹性不足的建筑用户面临成本挑战。除了新能源本身的波动，极端天气等外部环境剧烈变化，给建筑造成用电安全风险。

3. 新能源供需存在时差，不平衡不匹配矛盾突出

以太阳能和风能为主的新能源有明显的时间特征，对于建筑，其用能和新能源发电存在不同步和不匹配，会出现阶段性的供给过剩和短缺，给建筑用能带来挑战的同时清洁能源未能获得最大化消纳，进一步削弱了新能源的使用效率。

二、在满足用户体验前提下，如何通过提升能源使用效率来减少碳排放

减少建筑的整体能源需量和综合碳排放是建筑净零碳的必然要求，随着城镇生活水平的提升，用户体验要求也越来越高，如何有效实现建筑内的能耗管控是一个重要课题。

1. 再电气化带动能源使用需量继续攀升

随着用户对于用能体验要求越来越高，更适宜的温湿度、通风、室内光环境等将成为建筑的标配。而更好的用户体验势必需要建筑引入更多的电气设备，建筑的进一步电气化将导致能源消耗需求增加，而设备增加本身也是一种碳排放增加。如何使电气设备高效运行，以进一步降低用电需量并实现净零碳建筑，是摆在建设者和运营者面前的一个挑战。

2. 粗放用能模式带来不必要的隐性能源浪费

电气设备的增加使得设备的管理以及联动控制变得更加复杂，信息孤岛及电气设备不合理使用会造成不必要的能源浪费，增加运营阶段碳排放。

三、运营管理需要兼顾敏捷、低碳等需求

随着建筑大量使用清洁能源，运营管理人员的角色也从原来单纯的用电管理变成要对“发输配用”全面负责。加上再电气化范围变大，设备数量增多，用户对于用能稳定性和舒适性的要求越来越高，运营管理过程需要兼顾敏捷，低碳等多重需求。

运营环节的挑战来自几个方面：

1. 大量冗余设计让运营环节承压，带来运营期的能源浪费及额外碳排放

建筑电气专业前期设计余量过大，不仅在建设期造成配用电设备、线缆投资浪费，还因没有合理选择变压器而出现“大马拉小车”的轻载运行情况。叠加两部制电价的收费规则，造成建筑运营过程中的用能和费用浪费，产生额外碳排放。

2. 本地重载部署带来系统臃肿和管理复杂难题

建筑的日常运行依托两大本地监控系统：能源管理和楼宇自动化控制系统，本地系统的部署和运营阶段成本均较高。在运营过程中，因业主方的忽视、系统集成商质保期后失联，系统常常沦为摆设，并出现大量设备掉线状况。自动化控制系统因各类现场控制器的故障彻底失去作用，运维人员需奔走各处手动控制，使得整个楼宇失去感知和调控能力，效果和效率大大降低。

3. “跑断腿”的运维方式，无法应对现代建筑运维需求

智能建筑不断迭代引入更多类型的设备，让整个强弱电系统更复杂，而传统的定期维护不能满足智能建筑的需求：维护过于频繁会造成过维护，浪费人力物力；维护不及时会造成欠维护，增加系统的运行风险，并且传统的定期维护会产生不必要的碳排放。

——内容分享自《ABB电气碳中和白皮书》