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    綠色建筑的創新趨勢:BIPV正撲面而來

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    綠色建筑的創新趨勢:BIPV正撲面而來

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    綠色建筑的創新趨勢,建筑光伏一體化(BIPV)正撲面而來。

     
    繼2021年10月中共中央、國務院印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,明確了我國實現碳達峰碳中和的時間表、路線圖,2022年3月中國工程院發布重大咨詢研究成果《我國碳達峰碳中和戰略及路徑》,重點圍繞產業結構、能源、電力、工業、建筑、交通、碳移除等方面,系統開展我國實現碳達峰碳中和戰略及路徑研究并提出八大戰略,其中第一條便是:“節約優先戰略,秉持節能是第一能源理念,不斷提升全社會用能效率”。
    建筑行業一直都是能耗和碳排的重要領域,根據《中國建筑能耗研究報告(2020)》公布數據,2018年我國整體建設過程的碳排放總量為49.3億噸,占全國碳排放量的51.3%;全過程總能耗21.47億噸,占全國總能耗的46.5%,建筑運行能耗占到建筑全過程總能耗的25%。
     
    在中國投資建設領域擁有近20年綜合服務運營經驗的中建政研集團,憑借其豐富的行業生態圈構建和推動案例,對于降碳排、降能耗的綠色建筑發展趨勢有著更多細致的個案觀察。中建政研集團綠色低碳發展研究中心主任魏國強就提供了另外一組數據:從建筑行業全鏈條進一步細分,建材生產階段碳排放為27.2億噸,占全國碳排放比重的28.3%,占建筑全過程排放總量的55.21%;建筑施工階段碳排放為1億噸,占全國碳排放比重的1%,占建筑全過程排放總量的1.93%;而較容易實現碳減排的建筑運行階段,對應的碳排放為21.12億噸,占全國碳排放比重21.9%,占建筑全過程排放總量的42.87%。
     
    正因為如此,魏國強分析判斷道:“推廣綠色建筑及建筑節能是建筑行業實現雙碳目標的關鍵路徑和重要措施。”

    ▲ 京能綠電控制中心光伏采光頂

     
    政策方向:建筑行業降碳排、降能耗空間巨大
     
    在建筑行業內推廣綠色建筑由來已久,據魏國強介紹,早在“十一五”到“十三五”時期,國家科技重大專項均對建筑節能、綠色建筑等方面有所涉及,產出一大批科研成果,有力支撐了建筑節能事業發展。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要更是指出了要推動能源清潔低碳安全高效利用,深入推進工業、建筑、交通等領域低碳轉型。
     
    2020年7月,住建部、發改委等七部委就聯合發布了《關于印發綠色建筑創建行動方案》的通知,明確到2022年城鎮新建建筑中綠色建筑面積占比達到70%。2022年初住房和城鄉建設部又發布了國家標準《建筑節能與可再生能源利用通用規范》的公告,要求自2022年4月1日起將建筑碳排放納入強制計算。
     
    《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》還提出,到2025年,完成既有建筑節能改造面積3.5億平方米以上,建設超低能耗、近零能耗建筑0.5億平方米以上,裝配式建筑占當年城鎮新建建筑的比例達到30%,全國新增建筑太陽能光伏裝機容量0.5億千瓦以上,地熱能建筑應用面積1億平方米以上,城鎮建筑可再生能源替代率達到8%,建筑能耗中電力消費比例超過55%。
     
    目前,我國通過一系列舉措相關,在建筑領域的減排工作取得了明顯效果?!吨袊ㄖ芎难芯繄蟾妫?020)》顯示,全國建筑全過程能耗及碳排放增速由“十一五”期間的7.4%下降至“十二五”期間的7%,“十三五”期間則進一步下降至3.1%。對此,魏國強判斷:“建筑減碳領域早已被廣大企業當作深入探索的重點領域,尤其是綠色建筑,裝配化建造方式、超低能耗建筑和近零能耗建筑、新型建材等,都蘊藏了不少發展機會。”

    魏國強分析指出:“若我國每年建筑業竣工面積達到40億平方米左右,假設5%用BIPV替代,僅此一項就是1000億左右的市場規模,BIPV仍處于大規模發展前的起步階段,未來發展空間巨大。”

     

    BIPV產品的發展方向
     
    光伏發電建材想要在建筑行業大規模應用,必須滿足“安全,好看,好用,耐用、經濟”五大要素。

     

    1、豐富的光伏發電建材產品

    從美觀度、隔熱保暖性能、安全性等方面出發,大部分建筑都是定制化設計,建材產品的性能要求各異。不同的應用場景,對光伏發電建材產品的結構厚度、透光度、尺寸、顏色、圖案都有要求,需要有更多可靈活定制的光伏發電建材產品滿足建筑行業的需求。

     

    2、光伏建材與裝配式建筑結合

    模塊建筑工廠完成度與集成度較高,具有建得快、造得好、功能全等優勢,適用于公寓、酒店、學校、宿舍、住宅、醫療、辦公等民用建筑,也適用于部分工業建筑。模塊建筑是裝配式建筑發展的新模式。

    據測算,模塊建筑的建筑主體裝配率可達90%以上,現場用工量可比傳統模式減少70%,綜合建設工期可比傳統建造方式工期縮短1/3以上。在綠色與低碳方面,與傳統建造方式相比,模塊建筑可減少現場建筑垃圾75%以上,減少90%以上的現場施工噪音污染,在實現標準化生產、快速集成裝配的同時保證了工程項目的高品質和工程建設綠色低碳發展。

    將光伏發電建材與裝配式建筑結合,在工廠預制加工完成后,可直接快速安裝在建筑的框架體系上,不僅實現了內外裝修一體化,將建筑外圍護結構與發電、節能完美融合,同時還能大幅降低建設投資成本和能耗。

     

    3、光伏光熱一體化產品

    太陽能光伏光熱一體化組件主要由光伏與光熱兩個部分組成。光伏部分采用技術成熟的太陽能光伏面板,通過控制系統為建筑提供所需電能。光熱部分主要為集熱器,將太陽能轉換為熱能,同時使用熱循環機制,冷卻太陽電池,提高光電轉換效率,更高效地利用太陽熱能。光伏光熱系統具有很多經濟性優勢,比如,其單位面積的可變成本低于單位面積的PV系統和太陽集熱器系統之和,同時也縮短了PV系統投資回收期。

     

    4、光儲直柔應用
    “光儲直柔”是在建筑領域應用光伏發電、儲能、直流配電和柔性用能四項技術的簡稱,但并非簡單的組合,而是有機融合并構成一個整體來實現柔性用能,實現建筑與電網之間的友好互動。
     
    “‘光儲直柔’建筑配電系統將成為建筑及相關部門實現‘雙碳’目標的重要支撐技術。”中國工程院院士、清華大學教授江億江億曾對零碳能源系統在北京城市副中心應用進行深入闡釋,并建議在北京市通州新區推廣城鎮建筑采用“光儲直柔”+有序充電的方式。

     

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