在行有嘉數(shù)字化能效管控平臺的支撐下,不少建筑在建筑低碳運行方面取得了可見的成效。對于建筑的能效升和切實減排,是實現(xiàn)建筑凈零碳的關(guān)鍵,然而,基于目前的能源使用習(xí)慣和能效管理方式,要實現(xiàn)建筑的凈零碳和低能耗目標面臨著很多挑戰(zhàn):

一、 清潔能源供給不足,傳統(tǒng)供給模式遭遇瓶頸
清潔能源是實現(xiàn)建筑凈零碳目標的必選項,然而目前廣泛使用的屋頂光伏發(fā)電技術(shù)不能滿足建筑自身對清潔能源的全部需求。外部環(huán)境和電力系統(tǒng)正在發(fā)生的變革,讓依賴于場外大電網(wǎng)的傳統(tǒng)供給模式遇到了瓶頸。新能源自身屬性給建筑安全、穩(wěn)定、高效用能帶來難題。
1. 自身建設(shè)新能源的基礎(chǔ)薄弱
目前,城市特別是大城市和中心城區(qū)建筑密度高,發(fā)展新能源的場地和空間有限,大規(guī)模建設(shè)光伏,風(fēng)電等新能源的基礎(chǔ)薄弱,同時屋頂光伏發(fā)電難以滿足當(dāng)前建筑對清潔能源的應(yīng)用需求。
2. 過度依賴場外清潔能源,將推高用能成本及風(fēng)險
分時電費政策將讓過分依賴場外清潔能源實現(xiàn)凈零碳且用能彈性不足的建筑用戶面臨成本挑戰(zhàn)。除了新能源本身的波動,極端天氣等外部環(huán)境劇烈變化,給建筑造成用電安全風(fēng)險。
3. 新能源供需存在時差,不平衡不匹配矛盾突出
以太陽能和風(fēng)能為主的新能源有明顯的時間特征,對于建筑,其用能和新能源發(fā)電存在不同步和不匹配,會出現(xiàn)階段性的供給過剩和短缺,給建筑用能帶來挑戰(zhàn)的同時清潔能源未能獲得最大化消納,進一步削弱了新能源的使用效率。

二、在滿足用戶體驗前提下,如何通過提升能源使用效率來減少碳排放
減少建筑的整體能源需量和綜合碳排放是建筑凈零碳的必然要求,隨著城鎮(zhèn)生活水平的提升,用戶體驗要求也越來越高,如何有效實現(xiàn)建筑內(nèi)的能耗管控是一個重要課題。
1. 再電氣化帶動能源使用需量繼續(xù)攀升
隨著用戶對于用能體驗要求越來越高,更適宜的溫濕度、通風(fēng)、室內(nèi)光環(huán)境等將成為建筑的標配。而更好的用戶體驗勢必需要建筑引入更多的電氣設(shè)備,建筑的進一步電氣化將導(dǎo)致能源消耗需求增加,而設(shè)備增加本身也是一種碳排放增加。如何使電氣設(shè)備高效運行,以進一步降低用電需量并實現(xiàn)凈零碳建筑,是擺在建設(shè)者和運營者面前的一個挑戰(zhàn)。
2. 粗放用能模式帶來不必要的隱性能源浪費
電氣設(shè)備的增加使得設(shè)備的管理以及聯(lián)動控制變得更加復(fù)雜,信息孤島及電氣設(shè)備不合理使用會造成不必要的能源浪費,增加運營階段碳排放。
三、運營管理需要兼顧敏捷、低碳等需求
隨著建筑大量使用清潔能源,運營管理人員的角色也從原來單純的用電管理變成要對“發(fā)輸配用”全面負責(zé)。加上再電氣化范圍變大,設(shè)備數(shù)量增多,用戶對于用能穩(wěn)定性和舒適性的要求越來越高,運營管理過程需要兼顧敏捷,低碳等多重需求。
運營環(huán)節(jié)的挑戰(zhàn)來自幾個方面:
1. 大量冗余設(shè)計讓運營環(huán)節(jié)承壓,帶來運營期的能源浪費及額外碳排放
建筑電氣專業(yè)前期設(shè)計余量過大,不僅在建設(shè)期造成配用電設(shè)備、線纜投資浪費,還因沒有合理選擇變壓器而出現(xiàn)“大馬拉小車”的輕載運行情況。疊加兩部制電價的收費規(guī)則,造成建筑運營過程中的用能和費用浪費,產(chǎn)生額外碳排放。
2. 本地重載部署帶來系統(tǒng)臃腫和管理復(fù)雜難題
建筑的日常運行依托兩大本地監(jiān)控系統(tǒng):能源管理和樓宇自動化控制系統(tǒng),本地系統(tǒng)的部署和運營階段成本均較高。在運營過程中,因業(yè)主方的忽視、系統(tǒng)集成商質(zhì)保期后失聯(lián),系統(tǒng)常常淪為擺設(shè),并出現(xiàn)大量設(shè)備掉線狀況。自動化控制系統(tǒng)因各類現(xiàn)場控制器的故障徹底失去作用,運維人員需奔走各處手動控制,使得整個樓宇失去感知和調(diào)控能力,效果和效率大大降低。
3. “跑斷腿”的運維方式,無法應(yīng)對現(xiàn)代建筑運維需求
智能建筑不斷迭代引入更多類型的設(shè)備,讓整個強弱電系統(tǒng)更復(fù)雜,而傳統(tǒng)的定期維護不能滿足智能建筑的需求:維護過于頻繁會造成過維護,浪費人力物力;維護不及時會造成欠維護,增加系統(tǒng)的運行風(fēng)險,并且傳統(tǒng)的定期維護會產(chǎn)生不必要的碳排放。
