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强制性规范实施:现实很“骨感”
时间:2022-08-05 来源:中国建筑金属结构协会清洁供热分会副会长 陈讲运
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        《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB 55015—2021)(以下简称《规范》)为强制性工程建设规范,于2022年4月1日起实施。《规范》对太阳能利用、空气源热泵、地源热泵等可再生能源系统提出了明确指标和技术要求。不少太阳能行业的人士十分兴奋,近年来20多个省区市出台新建建筑太阳能热水系统强装令,山东省更是推行“百米强装”,使得太阳能光热行业持续爆发式增长。于是,大家期待未来几年,太阳能系统像10年前“家电下乡”“惠民工程”“以旧换新”等补贴活动那样迎来新一轮大发展,以较低成本走入千家万户。

        3个多月过去了,当前推广情况如何?在实施过程中行业企业面临哪些问题?太阳能企业又有哪些新措施?笔者带着问题和设计院、研究机构、太阳能企业等人员进行了沟通交流。多数人表示,“理想很丰满,现实很骨感。”

绿色建筑利好政策频发

        当前,我国建筑行业运行碳排放(含直接碳排放和间接碳排放)约为21亿吨二氧化碳,占全国总量的20%左右。随着我国城镇化进程步伐的加快,人民生活水平不断提升,使得采暖、空调、生活热水、家用电器等终端用能需求和产生的碳排放也不断上升。

        建筑行业如何快速实现碳排放达峰并实现深度减排,不影响人居环境品质的改善和人民群众的幸福感和获得感,是我国应对气候变化目标中的重要议题。一位不愿具名的建筑设计师表示,目前,我国的建筑围护结构保温隔热和建筑设备低能耗等技术比较成熟,相关产品和技术已被新建建筑广泛应用。随着建筑节能要求不断提高,要达到要求,仅仅依靠保温隔热和低能耗设备实现难度比较大,同时增量成本必将大幅增加。而通过提升太阳能光热、光伏等可再生能源在建筑上的应用比例,将成为推动建筑节能率提升的重要途径。

        另外,国家相关政策和标准也纷纷出台,促进了行业的发展。

        2019年3月,住房城乡建设部发布《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019),将可再生能源提供电量比例纳入打分项;2020年7月,住房城乡建设部等七部门联合印发《绿色建筑创建行动方案》,将推动超低能耗建筑、近零能耗建筑发展,推广可再生能源应用;2022年3月,住房城乡建设部发布《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》,明确指出“十四五”全国将新增建筑光伏装机0.5亿千瓦以上,建设超低/近零能耗建筑0.5亿平方米。

        笔者了解到,目前,全国多城市已积极出台政策并作了培训宣贯,要求新建建筑需安装太阳能系统。根据中国建筑节能协会清洁供热分会调查分析,今年4月起,多数设计院已着手准备BIPV等建筑设计业务。可以预见,一场轰轰烈烈的建筑可再生能源利用大潮即将到来,这无疑给设计院、太阳能企业注入了一针强心剂。

太阳能面临的阻碍和困惑

        兴奋之余,面对现实情况,设计师和企业又有些落寞。

        在过去3个多月的调研了解中,不少建筑设计师表示在执行《规范》时有诸多困惑。如《规范》规定了“新建建筑应安装太阳能系统”,太阳能热利用系统和光伏发电组件使用寿命要求是分别应高于15年和25年,并没有限制该系统的应用场景。更为重要的是将太阳能系统功能定位成“为建筑物供电、供生活热水、供暖或(及)供冷”。而太阳能系统可分为太阳能热利用系统和太阳能光伏发电系统。单一的光热或光伏产品无法实现这三种功能。装两套系统增加投资不说,也不一定能满足设计要求。再者就是建筑屋顶面积有限,该如何设计呢?

        太阳能光热企业相关人员表示,光热行业经过多年的摸索和技术创新,推出了与建筑结合的多种解决方案,如阳台壁挂太阳能、集中集热—集中供热、集中集热分户储热等。但光热系统涉及水、暖、电、力学等多个学科,系统需要管道、泵阀、控制系统保证运行,需要前期设计过程中,提前预留光热产品安装位置和管道布置。由于太阳能系统设计没费用,不少设计院缺乏研究动力,企业要二次深化设计。此外阳台壁挂系统需做平台安装太阳能集热器,通过一定的倾角安装达到最佳效果。设计师怕麻烦,建筑开发商不愿意为此增加成本。也许可通过增加太阳能设计的费用、设立建筑开发商可再生能源应用补贴等措施来调动各方积极性。有关人士表示,通过近20年与政府相关部门、设计院、开发商等多方沟通,加上企业不断技术创新,解决方案逐渐完善,这些问题基本得到解决。此次《规定》的出台并没有让光热人士很兴奋,是因为很多地方仍在执行新建建筑强装令。还有就是地产商集中采购价格逐渐走低,拖欠款现象严重。

应用于建筑的太阳能系统 陈讲运/供

        光伏行业一直以来多以地面电站为主,光伏建筑一体化(BIPV)市场多年来没形成气候。多年前制约BIPV的主要原因是价格,如今太阳能光伏电池成本大幅下降,提高了产品竞争力。

        目前,分布式光伏主要围绕屋顶展开,一方面因为屋顶受光照面积较大,可利用光资源丰富;另一方面也因为屋顶光伏改造和安装难度较低。

        “同一屋顶,我们不仅会纠结装光伏还是光热,还遇到了屋顶绿化规定。” 屋顶布局复杂,既有建筑本身的各种公用设施如冷却塔、配电柜等,又要兼顾绿化面积,现在又提出加装光伏,让屋顶的设计变得更为复杂。上海某设计师表示,到底该建绿化还是装光伏,有些部门要求装光伏,有些部门要求建绿化,设计院到底该怎么做?

        一位前几年居住建筑安装光伏的用户表示,由于不少城市是高层建筑,屋顶面积较小,电能产生量较少,正常家庭用电显然无法满足。屋顶安装光伏系统不大,并网也是一大问题。若配储能设备,成本会大幅增加,就算不过来经济账。居住建筑应用光伏将受制于光伏发电量和发电效率。

        有关人士分析认为,考虑到城市居住建筑的遮挡、美观等诸多因素, 光伏应用不会大爆发,而工业建筑和农村建筑是光伏应用的大市场。

需不断创新开拓崭新局面

        尽管存在阻碍和困惑,行业在发展过程中仍取得了不小的成绩。其中,各种技术创新有望为行业发展带来新的生机。

        近年来,光伏瓦、光伏幕墙、光伏玻璃、光伏窗、光伏遮阳等新产品不断涌现,与建筑外表面装饰一体化成为太阳能光伏电池技术的发展方向。用好建筑外表面,使其成为建筑用电的重要来源,也将成为新建建筑和改造既有建筑的重要内容。

        目前,我国城乡建筑总量超过600亿平方米,建筑屋顶和可接收足够太阳光的垂直表面超过100亿平方米。清华大学江亿院士表示,这些建筑表面若全部开发利用光伏的话,每年可发电约2万亿千瓦时,为我国目前全年总发电量的28%,超过了全国民用建筑的年耗电总量。

        另外,“光伏+直流+智能充电桩”一体化建筑供配电系统,是电力系统应对能源革命、实现新型用电模式的重要任务之一。该系统虽然增加了投资,但极大降低了中低压电网输配电的容量;不需要增加电网容量就可实现对建筑周边充电桩系统的电力供应。在此基础上,有针对性地设置少数快充点,满足紧急需求,就可以完善符合汽车电气化要求的充电服务。

        除此之外,太阳能跨季节储热耦合热泵供热系统实现采暖、制冷和热水三联供能够充分利用清洁可再生的太阳能资源和高效环保的地热能资源,充分挖掘系统节能潜力。英豪阳光(北京)节能科技服务有限公司多年来主推该解决方案。公司总经理于良表示,在该系统中,太阳能辐射热能被集热器中的水吸收后,产生热水,在非供热季通过地埋管换热把热量储存到土壤中,提高土壤温度。在供热季,使用热泵从土壤中提取热量,1千瓦时电能驱动可实现建筑供热4~5千瓦时。该系统目前已经在北京、河北等省市的学校、医院、农业大棚的项目稳定运行多年。

        笔者认为,建筑节能减碳需要政策和技术创新并行。通过提升节能减排标准来合理引导用能方式、降低用能需求,或者通过政策设计加快高效减碳技术产品的推广。再者,建筑节能不能以牺牲室内环境和使用功能为前提。要因地制宜,科学合理地进行规划设计,充分考虑不同时间、不同空间的室内环境营造和用能方式,研发新型围护结构和环境控制系统一体化新技术新产品,以推进供暖、空调、照明、通风系统和建筑相关产品的全面变革。如农村户用屋顶等区域具有足够的空间,可以大规模发展光伏。第三是希望有关部门针对《规范》出台细则,满足不同区域、不同建筑和不同用户的用能需求。

        中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长徐伟在《规范》宣贯培训会上说,一分部署,九分落实。“十四五”我国建筑节能和可再生能源开发利用正处于大有可为的战略机遇期,进一步抓好《规范》的贯彻落实,将为推动我国建筑节能、绿色建筑、可再生能源建筑应用等领域技术进步,实现碳达峰碳中和目标、建设美丽中国提供坚强保障。

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