让我们现有的建筑实现零碳:三管齐下的方法- 大数跨境

PKPM绿色低碳

2021-10-29

导读：让我们现有的建筑实现零碳:三管齐下的方法

为了将全球平均气温上升保持在1.5摄氏度以下,IPCC指出这是避免气候灾难所必需的——我们需要修复我们的建筑让其成为低碳节能建筑。我们都知道在全社会总能耗中，建筑物是最大的能源最终用户，产生了近40%的碳排放。如今，我们的建筑中只有一小部分实现了高效绿色建筑不产生或者仅仅产生一些碳排放。这些建筑大部分都是新建筑，不是翻新的。建筑减排的任务艰巨，我们面临最大的问题是，如何经济高效地改造数百万栋建筑，使其成为零碳建筑？

这项努力的规模是巨大的:例如在美国，有1.13亿栋建筑，其中7000万建筑都是燃烧天然气或其他化石燃料用于加热和烹饪。为了将变暖保持在1.5℃以下，我们需要通过以下方式减少建筑物的排放到2030年达到45-50%，在2050年达到100%。鉴于建筑的资本投资周期缓慢，这可能意味着我们需要到2030年将近一半的建筑改造成零排放，还做不到将所有建筑改造成零排放。本质上，未来十年我们接触的每一栋建筑，以及每年可能需要建造的建筑，都需要以一种既符合成本效益又支持电网脱碳的方式实现零排放。

建筑需要如何改变？

为此，我们需要关注三件事。

最终用途电气化:首先，我们必须将天然气完全排除在外，并拥有我们所有的最终用途用电驱动来自低碳电网。全国有亿计的家庭和企业在现场燃烧天然气、石油或丙烷，产生10亿吨二氧化碳每年——总排放量的十分之一。考虑到甲烷泄漏的最新估计，这个数字上升到15亿吨。随着电网变得越来越低碳，我们有机会用电来满足几乎所有建筑的能源需求，从而消除建筑中直接使用化石燃料的情况，并淘汰大部分天然气分配系统，同时解决其成本和安全挑战。
能源网络交互性:我们需要建造我们的建筑交互能源系统的，这意味着反应灵敏的建筑可以根据公用事业发电来源的成本或碳强度增加或减少能源使用。如果我们在不这样做的情况下给终端负载通电，我们将使电网脱碳的工作更加困难，并且最终更加昂贵。电网互动建筑可以帮助公用事业确保高水平可再生能源的平衡、灵活的供需，并使电力系统脱碳。这些建筑还可以为业主、居住者和公用事业机构省钱。
所有经济高效的效率:我们需要采取所有具有成本效益的效率措施，这可以降低前两项努力的成本，提高舒适度和建筑性能，并提高这项全国性努力将需要的数十亿美元资本的回报。

做好这三件事，不一定是按照这个顺序，而是对所有建筑，对于同时和经济有效地使现有建筑和电网脱碳至关重要。好消息是，这项技术已经存在于美国几乎所有的建筑中得到实践，可以解决所有这三个问题。不幸的是，让建筑高效、电网互动和全电动是例外而不是常规的做法，尤其是在改造方面有很大难度。那么，我们如何在大规模扩大规模的同时改变这种状况呢？

解决规模的问题

改造全国建筑似乎是一项巨大的工程。除了采取通常的节能措施外，例如为我们的家庭和企业提供耐候性，提高我们的电器标准(这在全球范围内导致1-3%的改进，在每年建筑物的生产性能源使用中)，我们也可能需要采用一些新的方法。以下是RMI正在优先考虑的几个方面:

(1)在我们最大的建筑和未来十年将有大量资本投资的任何建筑中，越来越多地采用深度整栋建筑改造；

(2)在大多数其他建筑中实施零超时日历，允许深度能源改造在建筑生命周期的主要触发点上展开；

(3)开发新的商业模式，这些模式可以标准化和降低改造成本，同时大规模交付。

深度翻新

未来十年，有许多建筑将需要大量投资。对于这些人来说，几乎总是有机会找到更大的节约，并通过采用全系统方法最终获得更好的建筑。通过考虑整个建筑，我们经常可以找到节省能源的机会，这些机会并不明显，比如为了节省暖通空调系统而投资建筑围护结构。深度翻新超越常规的效率措施，实现比传统的简单改造更大的能源成本节约，有时会降低50%以上，并从根本上提高建筑价值。例如，我们对历史拜伦·罗杰斯联邦大厦通过一体化设计实现了60%以上的节能。

事实上，全国各地的建筑深度改造的时机已经成熟。以美国为例，“美国联邦建筑是世界上最大的建筑组合之一，”马绍尔群岛建筑项目负责人卡拉·卡迈克尔说。“对这些建筑进行深度改造，为节约能源和资金、创造就业和刺激经济增长提供了一个绝佳的机会，同时也有助于减少二氧化碳排放2减排目标。“RMI与美国最大的地主美国总务管理局(GSA)的合作，帮助GSA在2012年授予的一组10个项目中，将平均18%至38%的联邦能源节约增加了一倍多，投资总额为1.72亿美元。平均而言，GSA在自2012年以来执行的所有基于绩效的合同中节省了33%(相当于3500万平方英尺的改进)。

虽然当你有一个触发器时，深度改造可能是经济有效的，例如资本改善周期或满足新的更严格的法规所需的升级，但不是所有的建筑在未来十年都会有这样的触发器。

随着时间的推移排放归零

对于其他建筑来说，采取零时间(ZOT)方法。ZOT的方法有助于投资组合所有者和管理者根据建筑生命周期中的“触发点”在建筑的整个生命周期中展开深度能效、可再生能源和储能项目，如租户装修或主要设备更换。虽然大多数所有者只会更换损坏的设备，但拥有预先计划的零超时方法意味着所有者将确切知道当事件最终发生时，哪些投资变得具有成本效益。该方法侧重于长期规划，以在大约20年内交付一系列具有成本效益的项目，这些项目加在一起，可以使整个投资组合达到零能耗状态，同时增加收入。马绍尔群岛制定了六个步骤，随着时间的推移，以成本效益高的方式实现净零能源。

标准化改造交付

为了满足1.5℃控温气候情景所需的规模和速度，我们还需要新的工具和方法，特别是标准化和简化改造过程。理想情况下，我们需要找到一种方法，通过融资主动交付改造，而不是等待业主提出要求并自己为项目融资。

目前还不清楚是否有一种银弹方法来大规模交付标准化改造，但最近有大量尝试。除了像设备交换这样的简单方法之外，人们对利用新技术的兴趣越来越大，包括预制装配式建筑部门和遥感技术。也许最近最雄心勃勃的项目是荷兰的Energiesprong，该项目试图在一天内为大型公共住房组合提供标准化的零碳改造。作为一个公私合作伙伴关系，Energiesprong在过去五年中经济高效地实施了近5000次零能源改造，并计划在整个欧洲再实施10万次。马绍尔群岛实现程序正在努力通过我们的“实现”计划，使这种方法适应美国的环境，包括我们不同的住房存量、气候区和融资结构。“今天，每一次翻新都是一项定制工作，涉及大量的时间、复杂性和成本，”玛莎·坎贝尔说，她是马绍尔群岛实现倡议的主要领导者。“我们的目标是部署高质量、预制的大规模改装套件，这些套件易于安装，并通过节省公用事业成本获得资金。”

Energiesprong的更新方案

建筑是关键

为了使能源转换成功，我们必须考虑我们的建筑。如果我们要将温度上升控制在1.5摄氏度以下，大幅减少(如果不是完全消除) 数亿栋建筑的排放是至关重要的。这一挑战的范围和规模将需要现有方法的两倍，以及许多新方法。对于智能服务提供商和投资者来说，这可能是一个不可思议的商业机会。

今天的数据分享：《预制零能耗改造技术》在美国能源部能效和可再生能源办公室的现有资助下，implement对美国和荷兰的高性能预制翻新技术进行了市场评估。该报告旨在确定欧洲和美国市场中的产品，这些产品可以通过利用场外建筑和制造，实现更集成和标准化的零能耗改造方法。将节能措施更好地融入预制建筑构件将进一步提高效率，同时降低项目复杂性、风险和成本。

【声明】内容源于网络

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依托于PKPM强大的企业实力与丰富项目经验，定期发布国内外绿色建筑资讯、绿色建筑政策与标准信息、节能与绿色建筑设计、绿色建筑软件产品、绿色建材、绿色建筑典型案例与知识等，以期帮助建筑从业人员，并促进绿色建筑行业的快速发展。

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