當前位置: 首頁 > 碳中和 > 案例

推廣“光儲充泵”一體化 促進綠色建筑能源變革

中國建設報發(fā)布時間:2024-01-04 11:35:05  作者:程曉麗

  去年年底召開的全國住房城鄉(xiāng)建設工作會議強調(diào),要穩(wěn)步推進城鄉(xiāng)建設領域碳達峰工作。在日益嚴峻的氣候變化形勢下,降低碳排放、推動建筑領域節(jié)能降碳已成為行業(yè)聚焦的重要議題,也是建筑產(chǎn)業(yè)變革的必然要求。在這一關鍵時期,“光儲充泵”技術的發(fā)展,無疑為綠色能源領域的創(chuàng)新注入了強勁動力。

  如何推廣“光儲充泵”一體化,促進綠色建筑能源變革?近日,在中國建設報社主辦的首屆中國建造發(fā)展論壇上,與會嘉賓圍繞相關專題進行了研討。

  開啟40年長周期序幕 推動“光儲充泵”技術發(fā)展

  黨的二十大報告提出,“推動能源清潔低碳高效利用,推進工業(yè)、建筑、交通等領域清潔低碳轉(zhuǎn)型”“加快規(guī)劃建設新型能源體系”。這一重要論述,為新能源和可再生能源跨越式發(fā)展,指明了前進方向、提供了根本遵循。

  中國建設報社副社長顧宇新表示,“光儲充泵”技術作為推動綠色能源變革的關鍵領域,在經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。他認為,要加快推動國家有關新能源政策的落地和落實,需要做好五方面工作。一是堅持發(fā)展的觀念,增強做好“光儲充泵”的責任、勇氣和擔當。要抓住一切有利時機,利用一切有利條件,緊緊抓牢“‘光儲充泵’大有可為”這個確定性,整合資源,積極推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。二是走科技創(chuàng)新之路,以創(chuàng)新的精神、包容的態(tài)度、市場經(jīng)濟的做法、國際性的視野推動“光儲充泵”事業(yè)發(fā)展。三是充分利用合作伙伴的力量,匯聚產(chǎn)業(yè)鏈各單位的豐富經(jīng)驗、能力和專業(yè)技能,促進光伏、儲能、充電、熱泵產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)與科研院所、金融和投資部門、政府部門以及提供各類應用場景的公營部門之間的緊密合作。四是堅持長期主義,要在發(fā)電側(cè)、工商戶、用戶側(cè)以及公共建筑改造、整村推進試點成功的基礎上,力爭用3~5年全面鋪開,開啟“光儲充泵”產(chǎn)業(yè)40年長周期序幕。五是加強國際合作,為發(fā)展中國家和部分發(fā)達國家、地區(qū)提供綠色電力系統(tǒng)建設。同時,加快培育外貿(mào)新動能,統(tǒng)籌推進光伏儲能充電等“小而美”民生項目。

  作為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要一環(huán),建筑業(yè)如何借助光伏加快實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展?住房城鄉(xiāng)建設部標準定額司副司長白正盛在講話中表示,“建筑+光伏”要考慮三方面因素。首先,要評估可用資源的狀況及其潛力。主要的閑置資源集中于屋頂和西立面。公共建筑在可用面積上具有顯著優(yōu)勢,而住宅建筑的資源則相對較少,且存在使用不便和產(chǎn)權(quán)分散的問題。其次,發(fā)電的消納問題直接關系到經(jīng)濟效益。當前的主要消納方式包括自用、儲能(含儲冷熱)、充電樁以及上網(wǎng)。從經(jīng)濟角度出發(fā),自用是首選,其價格高而成本低。儲電雖然價格高,但成本高且容量有限。充電樁以及上網(wǎng)則價格相對較低,成本也低,但也存在容量限制。最后,發(fā)電方式與建筑本身的融合也不容忽視。光伏系統(tǒng)不僅應視為發(fā)電工具,更應承擔部分建筑功能。在此過程中,必須明確區(qū)分“屋頂光伏”與“光伏屋頂”的概念。

  實現(xiàn)碳達峰碳中和是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。他強調(diào),建筑領域節(jié)能減碳作為實現(xiàn)“雙碳”目標的核心要素,必須完成三方面任務。一是降低建筑能耗。通過提升建筑本體的保溫隔熱性能以及設備能效等措施,實現(xiàn)降低能耗的目的。二是在相同能耗下減少碳排放。采用柔性用電、儲能等技術手段來降低建筑用能的碳因子。三是利用可再生能源。通過使用太陽能、地熱能等低碳能源,以減少市場對傳統(tǒng)能源的需求。

  如果說“光伏+建筑”是推動建筑業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展的重要力量,那么“光儲充+”則為打造多樣化應用場景提供穩(wěn)固基石。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心副主任劉法旺分析認為,目前“光儲充+”產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢。一是能源、交通、工業(yè)領域綠色低碳轉(zhuǎn)型催生“光儲充”產(chǎn)業(yè)交叉融合發(fā)展。二是政策鼓勵支持“光儲充+”技術研發(fā)和試點應用,新模式新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。三是“光儲充+”一體化設施固定式場景已實現(xiàn)一定應用,并不斷向更多應用場景拓展。四是多方力量積極布局,技術創(chuàng)新進程加快,智能化、網(wǎng)聯(lián)化、平臺化逐步成為行業(yè)共識。五是美國、歐盟等出臺相關法案和戰(zhàn)略規(guī)劃,推動本地光伏、儲能、充電設施等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  可以預見,綠色低碳發(fā)展理念以及“雙碳”目標的提出,為“光儲充”一體化的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。在全力推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型背景之下,“光儲充”一體化正迎來廣闊的發(fā)展利好空間。

  擴大應用場景 構(gòu)建綠色能源新格局

  近年來,國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、住房城鄉(xiāng)建設部等相關部門陸續(xù)出臺《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021~2025年)》《關于組織開展公共領域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》《關于加快推進充電基礎設施建設更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)村振興的實施意見》等一系列鼓勵政策,支持光伏發(fā)電、儲能、直流配電和柔性用電等技術的集成應用,推動“光儲充”一體化項目在各個領域的應用。

  政策賦能之下,“光儲充”產(chǎn)業(yè)建設提質(zhì)加速,“光儲充”一體化應用場景持續(xù)落地。

  中國電子工程設計院股份有限公司高級工程師杭春燕認為,“光儲充”已成為解決電動汽車和充電樁之間發(fā)展不平衡問題的理想方案,也是新能源汽車充電站建設上的一次創(chuàng)新嘗試。

  充電基礎設施是當前重要的交通能源融合類基礎設施,是新能源汽車和新型電力系統(tǒng)兩大國家戰(zhàn)略發(fā)展的重要內(nèi)容和關鍵支撐。據(jù)統(tǒng)計,截至2022年年底,我國充電基礎設施數(shù)量達520萬臺,而新能源汽車保有量已達1390萬輛。在“光儲充”一體化模式下,用電低谷時利用儲能設備存儲電能,在用電高峰時使用存儲好的電能支撐超快充負荷,為新能源汽車提供綠色電能,實現(xiàn)電力削峰填谷,可在降低能源使用成本的同時,有效減少充電站的負荷峰谷差,有效提高系統(tǒng)運行效率。

  杭春燕介紹說,“光儲充”一體化主要應用于工業(yè)園區(qū)、商業(yè)用電以及交通出行等。在工業(yè)園區(qū)中利用“光儲充”一體化技術供電,可實現(xiàn)節(jié)能減排;在商業(yè)應用當中,“光儲充”一體化技術可以為企業(yè)提供更加經(jīng)濟、可靠的電力供應,降低企業(yè)成本和能源消耗;在交通方面,通過電動汽車的普及,利用“光儲充”一體化為電動汽車充電,實現(xiàn)清潔綠色的交通出行模式。

  在龍焱能源科技(杭州)有限公司光電建筑事業(yè)部總經(jīng)理劉志錢看來,光伏建筑一體化技術產(chǎn)品正逐漸成為建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向。通過將光伏建材產(chǎn)品與建筑屋頂、墻面等結(jié)構(gòu)相結(jié)合,在提高能源利用效率的同時,集建筑美觀和功能性于一體,實現(xiàn)建筑用能自給自足。未來,光伏建筑一體化將迎來更多的創(chuàng)新與突破,首先,產(chǎn)品將更加注重美學設計,在保證安全和能源效益的前提下,更好地融入建筑設計中,使建筑既能夠滿足功能需求,又能夠展現(xiàn)美感。其次,光伏建筑一體化將更加注重整體解決方案,包括與建筑設計、智能控制系統(tǒng)等的緊密結(jié)合,實現(xiàn)對建筑能源的全方位管理。最后,光伏建筑一體化將更加注重標準化與規(guī)?;?,通過推動標準化工藝和大規(guī)模生產(chǎn),降低成本,提高競爭力。

  據(jù)劉志錢介紹,龍焱能源科技憑借自主核心技術,實現(xiàn)碲化鎘發(fā)電玻璃產(chǎn)業(yè)化,已研發(fā)出多款技術成熟的新型光伏建材產(chǎn)品。光伏在建筑上應用多平鋪、垂直安裝,同時多遮擋、散熱差。龍焱光電建材熱斑小、溫度系數(shù)低、弱光效應好、色彩均勻、美觀大方、安全耐久等優(yōu)勢和特點,適宜在建筑上應用,帶來更加強勁的發(fā)電能力,同時碳足跡低,產(chǎn)品實現(xiàn)回收全生命周期循環(huán)利用,易于維護,更具經(jīng)濟性,讓建筑從單純的能源消費者轉(zhuǎn)變成能源生產(chǎn)者。龍焱碲化鎘薄膜發(fā)電玻璃已應用于國內(nèi)外100多個標志性示范項目,最長的項目已穩(wěn)定運行十多年,充分驗證了該產(chǎn)品的安全、耐久特性。

  天合光能股份有限公司戰(zhàn)略管理與發(fā)展部儲能總監(jiān)李秉文指出,中國儲能行業(yè)已經(jīng)在全球取得了領先優(yōu)勢,是長板產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,2023年1~10月中國企業(yè)供應了全球約95%的儲能電芯。在市場集中度最低的系統(tǒng)集成領域,中國儲能系統(tǒng)集成企業(yè)占據(jù)了全球37%的市場份額。同時,技術突破與產(chǎn)品迭代快速演進,儲能系統(tǒng)的壽命提升至約萬次循環(huán),儲能度電成本達到0.2元/千瓦時。他認為,光儲平價的時代已經(jīng)加速到來,當光儲平價時代真正到來時,中國光儲行業(yè)的發(fā)展天花板將會再進一步打開。

  日出東方控股股份有限公司副總裁朱亞林在演講中提到,隨著新能源生產(chǎn)側(cè)逐步實現(xiàn)清潔化、綠色化,如何在應用端實現(xiàn)更高效的節(jié)能減排是需要大家思考的一個重要問題。對此,日出東方提出“光儲充熱”概念,其中空氣源熱泵是用熱領域?qū)崿F(xiàn)低碳排放的最優(yōu)技術路徑。采暖、空調(diào)及照明是最主要的能耗來源,占比達整體建筑能耗的60%~70%。使用空氣源熱泵系統(tǒng)可降低能耗達60%以上。通過將空氣源熱泵產(chǎn)品與光伏、儲能及充電樁等系統(tǒng)相耦合,實現(xiàn)多能互補利用,還可形成區(qū)域微電網(wǎng)系統(tǒng),推動綠色電力的就地利用、按需儲能,大幅降低建筑碳排放,減少對國家電網(wǎng)的依賴。

西藏自治區(qū)日喀則市仲巴縣大型太陽能跨季節(jié)儲熱供暖項目

  她以西藏仲巴縣的太陽能跨季節(jié)儲熱供暖項目為例,該項目的供暖系統(tǒng)由太陽能集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、光伏儲能系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)組成,太陽能集熱場面積達兩萬多平方米,不用煤、不用氣、不用電就能給整個縣城2萬多戶居民送去溫暖。朱亞林表示,該系統(tǒng)為西藏仲巴縣提供了清潔無污染、運行費用低的供暖解決方案,極大地改善了當?shù)鼐用窕旧顥l件和辦公條件,也樹立了全球大型太陽能集中供熱的應用標桿,為高寒高海拔地區(qū)集中供暖提供了有力解決方案。

  與“光儲充熱”思路不同,無水型太陽能熱電聯(lián)供清潔供能系統(tǒng)同樣可以解決供暖問題。北京日新創(chuàng)博低碳科技有限公司創(chuàng)始人、CEO吳顯勇介紹了3個高寒地區(qū)農(nóng)牧民超低能耗清潔能源供暖整村示范項目的推進情況。他提到,西藏邊境地區(qū)面臨高寒氣候、運維困難、人員操作水平有限、農(nóng)牧民對運行費用敏感等現(xiàn)實問題,傳統(tǒng)的有水型供暖系統(tǒng)難以有效應用。日新創(chuàng)博與中建智造共同開發(fā)的無水型太陽能熱電聯(lián)供清潔供能系統(tǒng),采用“光伏發(fā)電+相變材料儲熱+智能控制”的打造思路,在西藏康馬、洛扎、班戈3個高寒邊境村落完成了萬余平方米的整體建設,不僅有效保障了設計目標供暖效果,更是成功探索出了一條在邊境高寒地區(qū)高效利用太陽能、全面降低運維難度的規(guī)?;鍧嵐┡J?。

  比亞迪股份有限公司解決方案部經(jīng)理夏巖從綠色建筑全場景應用切入,介紹了從電芯到系統(tǒng)層級全面創(chuàng)新的魔方產(chǎn)品,適應沙漠、戈壁、荒野、丘陵、淺灘、海島、高海拔和極寒等全環(huán)境,打造24小時立體化、本地化服務團隊,滿足全球項目交付。他指出,建筑領域的清潔低碳轉(zhuǎn)型是能源變革的關鍵環(huán)節(jié),隨著中國新能源汽車銷量、保有量逐年上升,光伏行業(yè)整體處于波動上升的趨勢,同時儲能在新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定方面有著巨大作用,光儲充在綠色建筑領域的發(fā)展具有高度確定性。

  中國中元國際工程有限公司安全城市研究院高工劉廣陽表示,在國家政策和“雙碳”戰(zhàn)略的推動下,新能源逐漸成為主流能源的重要補充,為中國“雙碳”目標的實現(xiàn)注入了強勁動力。中元成功打造的某園區(qū)多能互補智慧能源系統(tǒng),通過建設光伏發(fā)電、電儲能、燃氣三聯(lián)供等多種供能系統(tǒng),建成后年運行成本降低105.66萬元,成本節(jié)約率達到35.07%;每年節(jié)能量折合249.8噸標準煤,年能源消耗節(jié)約率達到19.6%;每年可減少二氧化碳排放650噸,二氧化碳減排降低22.4%;項目可再生利用率超7.24%,不僅優(yōu)化了園區(qū)能源供給形式,降低了用能成本,使園區(qū)內(nèi)有限的可再生能源得到最大化利用,同時使園區(qū)供電系統(tǒng)具備了孤網(wǎng)運行條件,大大提高了園區(qū)供能的可靠性。這一實踐對于新能源的應用和推進儲能電站消防安全、推動儲能電站的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

  在行業(yè)需求的持續(xù)增長和政策的積極引導下,伴隨著技術的不斷進步以及應用場景的日益豐富,“光儲充”一體化模式必將迎來更多的發(fā)展機遇。

  加強協(xié)同合作 釋放“光儲充+”發(fā)展?jié)撃?/strong>

  “協(xié),眾之同和也。”光伏、儲能、充電樁各具特點、各有所長,發(fā)展所向、路徑選擇及發(fā)展領域也存在一定程度的差異。促進“光儲充”一體化發(fā)展,既謀一域之騰飛,又謀全局之提升,是加快推動綠色能源高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

  如何促進“光儲充+”的應用和發(fā)展?劉法旺建議,一是要加強跨部門、跨領域協(xié)同合作,梳理技術發(fā)展路線,做好技術前瞻布局。“光儲充+”涉及的模式較多,需要加強不同行業(yè)、不同領域之間的協(xié)同合作,強化供需兩端的對接,針對不同場景梳理相適配的技術路線圖,支撐政府制定規(guī)劃政策,指導企業(yè)做好技術布局。

  二是加強核心技術攻關,深化數(shù)字化、綠色化技術應用,提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性和現(xiàn)代化水平。應發(fā)揮龍頭企業(yè)作用,帶動上下游聯(lián)合創(chuàng)新,在光電轉(zhuǎn)換效率、長壽命高安全性電池等領域,加快突破一批核心技術,形成標志性產(chǎn)品;深化智能化、綠色化技術融合應用,加快推動產(chǎn)業(yè)基礎高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。

京能國際懷柔科學城HEPS(高能同步輻射光源)屋頂光伏發(fā)電項目

  三是以應用場景為牽引,以問題為導向,加強商業(yè)模式探索,提升經(jīng)濟效益水平。統(tǒng)籌考慮能源、土地、設備投入成本等要素資源,更好發(fā)掘一些典型應用場景,瞄準不同用戶需求,探索新型商業(yè)模式,建設集多種要素于一體的“光儲充+”設施,拓寬市場份額,提升經(jīng)濟效益。

  四是以試點示范為依托,不斷完善標準體系,提高先進產(chǎn)品供給水平?;谑痉稇?,驗證技術路線可行性,逐步構(gòu)建系統(tǒng)設計、集成、測試驗證、安全等較為完善的標準規(guī)范,打造一體化設施互聯(lián)互通標準體系?;趯嵶C驗證產(chǎn)品可靠性,不斷迭代完善,提高先進產(chǎn)品的供給水平。

  五是積極開展技術創(chuàng)新、標準規(guī)范等方面的國際交流與合作,拓展發(fā)展空間。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入推進、全球能源低碳轉(zhuǎn)型進程加快的背景下,對產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性、全生命周期綠色低碳等方面提出更高要求。我們應持續(xù)加強國內(nèi)外政策法規(guī)標準、技術趨勢等方面的研究,做好前瞻布局。

  杭春燕補充道,推動“光儲充”一體化發(fā)展,還需要完善市場機制。一是加大下游充(換)電設施建設和運營扶持力度;二是扶持分布式光伏市場主體,加大對光伏運營平臺的支持力度;三是完善相關政策機制,加大對儲能產(chǎn)業(yè)的政策保證力度;四是加大車網(wǎng)互動、能源互聯(lián)等關鍵技術研發(fā)支持力度,發(fā)揮企業(yè)技術攻關主體作用。

  “雙碳”目標下,社會各領域都在積極推進綠色低碳轉(zhuǎn)型,但目前很多中大型建筑的清潔能源覆蓋率還不高,低碳發(fā)展迫在眉睫。陽光電源股份有限公司充電事業(yè)部副總經(jīng)理翟寄文對此表示,“光儲充”一體化是實現(xiàn)“低碳建筑”的有效路徑。通過合理配置光儲系統(tǒng),可為各類建筑提供不間斷的清潔電力,同時配合充電樁為電動汽車充電,可真正實現(xiàn)電動汽車的零碳排放。隨著V2G技術的發(fā)展,電動汽車還可以在需要時輸出電力到電網(wǎng),支撐各類建筑、園區(qū)的長時間零碳運行。目前陽光電源全棧自研的光儲充放一體化解決方案已廣泛用于各類中大型建筑、高速公路服務區(qū)、工業(yè)園區(qū)等典型場景。

  作為一種清潔、高效、可持續(xù)的綠色能源解決方案,“光儲充”廣闊的應用前景和市場空間逐漸被各界認可。隨著技術的不斷進步、成本的持續(xù)降低和百姓接受度的日益提升,相信“光儲充”一體化將在未來發(fā)揮越來越重要的作用,成為建筑領域節(jié)能降碳的重要路徑。

  來源:中國建設報 作者:程曉麗


評論

用戶名:   匿名發(fā)表  
密碼:  
驗證碼:
最新評論0