中新網(wǎng)11月3日電 (記者石睿)近日發(fā)布的《中國(guó)電氣化年度發(fā)展報(bào)告2025》顯示,2024年中國(guó)電氣化率達(dá)28.8%,高于歐美主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。預(yù)計(jì)到2030年,全國(guó)電氣化率將達(dá)到35%左右。
其中,建筑領(lǐng)域電氣化率保持較快增長(zhǎng),2024年達(dá)到約55.3%,較上年提高1.8個(gè)百分點(diǎn)。該領(lǐng)域電氣化發(fā)展水平的提升,離不開(kāi)各地在建筑節(jié)能等相關(guān)領(lǐng)域的精準(zhǔn)規(guī)劃。
今年1月1日,新版北京《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》)正式施行,與2015年實(shí)施的前一版本相比,有關(guān)建筑用能電氣化的內(nèi)容明顯增多。
新版《標(biāo)準(zhǔn)》新增了公共建筑全電氣化設(shè)計(jì)等要求,明確提出全電氣化設(shè)計(jì)是減少直接碳排放的最有效手段,對(duì)于新建建筑,全電氣化設(shè)計(jì)是可行且可操作的。
作為《標(biāo)準(zhǔn)》的主要起草人員之一,北京市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司電氣專業(yè)主任工程師金穎日前在“零碳建筑·全電未來(lái)——建筑用能電氣化研討會(huì)”上介紹,《標(biāo)準(zhǔn)》修編前期,編制組做了大量調(diào)研發(fā)現(xiàn),北京公共建筑用能電氣化具有很大的應(yīng)用空間。
國(guó)家建筑綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新中心副主任胥小龍也認(rèn)為,如果北京實(shí)現(xiàn)建筑用能電氣化目標(biāo),對(duì)于全國(guó)都會(huì)有一個(gè)非常顯著的樣板作用。
國(guó)家發(fā)展改革委資源節(jié)能與環(huán)境保護(hù)司原副司長(zhǎng)趙鵬高則強(qiáng)調(diào),提高建筑用能電氣化水平是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的復(fù)雜工程,需要政府部門(mén)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)等各方的協(xié)同發(fā)力,也需要相關(guān)配套政策和技術(shù)裝備的支撐。
高瑞峰 攝建筑低碳發(fā)展的關(guān)鍵路徑
建筑運(yùn)行階段的能耗與碳排放占全社會(huì)能耗與碳排放總量的五分之一以上,是我國(guó)重要的能耗與碳排放載體。加快推動(dòng)建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳意義重大,也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。
趙鵬高提出,建筑用能電氣化是建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵路徑之一,我國(guó)現(xiàn)已建成了全球規(guī)模最大的清潔發(fā)電體系和輸電網(wǎng)絡(luò),為終端用能的綠色電氣化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
官方數(shù)據(jù)顯示,截至2024年底,我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模接近19億千瓦,占總裝機(jī)的比重達(dá)到56%;可再生能源發(fā)電量3.46萬(wàn)億千瓦時(shí),占全社會(huì)用電量比重達(dá)到35%;從2015年到2022年,電力平均碳排放因子下降12%。電力的清潔化和低碳化水平一直在提升。
從政策部署層面看,“十四五”期間是建筑電氣化發(fā)展的開(kāi)端。2021年9月,《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》提出“加快推動(dòng)建筑用能電氣化和低碳化”,這是國(guó)家層面首次提出建筑用能電氣化的概念。
半年后,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》,首次將“實(shí)施建筑電氣化工程”列為建筑節(jié)能降碳重點(diǎn)工作任務(wù)。
目標(biāo)已經(jīng)明確。2022年發(fā)布的《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》要求,到2025年,城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達(dá)到8%;到2030年,建筑用電占建筑能耗比例超過(guò)65%;推動(dòng)開(kāi)展新建公共建筑全面電氣化,到2030年電氣化比例達(dá)到20%。
從全球趨勢(shì)來(lái)看,建筑用能電氣化已經(jīng)成為歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域零碳或近零碳目標(biāo)的重要措施。以美國(guó)加州為例,加州提出“2030年溫室氣體排放量較1990年減少40%,2045年實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo),從政策約束、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、技術(shù)升級(jí)、能力建設(shè)四方面推動(dòng)建筑節(jié)能,而建筑用能電氣化是完成該目標(biāo)的關(guān)鍵部分。
供熱、炊事是重中之重
國(guó)內(nèi)城市也十分重視建筑用能電氣化的推廣應(yīng)用。以北京市為例,自2022年開(kāi)始,北京發(fā)布了多項(xiàng)推動(dòng)建筑用能電氣化的相關(guān)政策,《北京市建筑綠色發(fā)展條例》明確要求,北京市逐步提升綠色電力供應(yīng)和消納能力,推廣利用新能源、可再生能源、余熱供熱,推動(dòng)建筑用能電氣化、智能化,優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)。
2025年,修編的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》正式實(shí)施,新增公共建筑全電氣化設(shè)計(jì)等建筑用能電氣化相關(guān)內(nèi)容。
針對(duì)作為《標(biāo)準(zhǔn)》的主要起草人員之一,金穎透露《標(biāo)準(zhǔn)》修編過(guò)程中調(diào)研總結(jié)了建筑用能電氣化的一些關(guān)鍵問(wèn)題,主要包括四方面:北京市現(xiàn)狀公共建筑用能電氣化水平如何;公共建筑電氣化發(fā)展遇到的障礙、解決措施;電氣化相關(guān)政策如何在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中予以體現(xiàn);全面電氣化對(duì)工程設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)哪些影響。
她介紹,北京市公共建筑的電氣化率水平整體呈上升趨勢(shì),但近兩年的上升幅度有所減緩;不同規(guī)模、不同功能公共建筑的能耗構(gòu)成也有所差異。
國(guó)家建筑綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新中心副主任胥小龍?zhí)峁┝艘唤M北京各領(lǐng)域非電能耗的數(shù)據(jù),2023—2024年城鎮(zhèn)采暖季,北京市城鎮(zhèn)集中供熱面積是7.21億平方米,其中燃?xì)狻犭娐?lián)產(chǎn)、新能源及可再生能源供熱占比分別為67.7%、27.1%、4.5%,供熱用能電氣化是推動(dòng)北京建筑電氣化轉(zhuǎn)型的重中之重。
北京市炊事系統(tǒng)用能中天然氣消費(fèi)量較高,總計(jì)近18億立方米,其中:公共餐飲消費(fèi)天然氣10億立方米,公共機(jī)構(gòu)(高校、機(jī)關(guān))食堂消費(fèi)天然氣:3億立方米,居民家庭炊事消費(fèi)天然氣4.9億立方米。北京市炊事年用氣總量對(duì)應(yīng)總能耗約215萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,炊事用能電氣化是推動(dòng)北京建筑電氣化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
《標(biāo)準(zhǔn)》編制組也針對(duì)了北京供熱現(xiàn)狀、炊事電氣化項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)研。供熱方面,截至2020年底,北京市燃?xì)夂蜔犭娐?lián)產(chǎn)供熱占全市城鎮(zhèn)供熱面積的95%,新能源和可再生能源耦合供熱面積僅占4.35%,化石能源比例偏高,新能源和可再生能源應(yīng)用不足,具有很大的提升空間。
炊事電氣化也存在不少市場(chǎng)需求,編制組共計(jì)調(diào)研了23個(gè)北京市公共建筑的廚房項(xiàng)目,其中6個(gè)全電廚房項(xiàng)目,相關(guān)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、廚房供應(yīng)廠家反饋,位于高層和地下的廚房,為消除明火帶來(lái)的安全隱患,存在強(qiáng)烈的意愿使用全電廚房設(shè)備;還有一些企業(yè)和機(jī)構(gòu)由于對(duì)安全性和品質(zhì)有較高的要求,也更傾向于采用電力作為能源。
金穎認(rèn)為,北京公共建筑的全電氣化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是熱泵供熱(包括耦合冷熱源系統(tǒng))、炊事電氣化,以及新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。她透露,《北京市公共建筑全電氣化設(shè)計(jì)指南》目前已完成立項(xiàng),形成初稿。
建筑全面電氣化的路徑、挑戰(zhàn)、機(jī)會(huì)
胥小龍?zhí)岢?,在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下,全面推進(jìn)建筑電氣化成為北京能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型的核心路徑。通過(guò)用能測(cè)算、替代潛力評(píng)估、光伏資源與電網(wǎng)承載力分析,他提出北京建筑用能全面電氣化的推進(jìn)策略,分為三個(gè)階段。
第一階段在“十五五”期間,以單位食堂、高校廚房等工商業(yè)炊事和生活熱水系統(tǒng)為突破口,聚焦技術(shù)成熟、改造條件優(yōu)越的領(lǐng)域;同時(shí),針對(duì)農(nóng)村和邊緣城區(qū)分戶壁掛爐采暖結(jié)合空氣源熱泵開(kāi)展示范,對(duì)家庭炊事、集中供熱等復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行局部試點(diǎn)。
第二階段是2030年至2035年,隨著技術(shù)普及與政策完善,全面推進(jìn)家庭炊事、農(nóng)村自采暖等中等復(fù)雜度場(chǎng)景的能源替代;同步加快城市外圍集中供熱及醫(yī)療養(yǎng)老設(shè)施的能源系統(tǒng)改造,提升居民生活端電氣化比例。
第三階段是2035年至2050年,完成核心區(qū)集中供熱主網(wǎng)等剩余高復(fù)雜度領(lǐng)域的替代工作,通過(guò)柔性調(diào)節(jié)手段提升綠電適配性;構(gòu)建“電為主、氣為輔、儲(chǔ)能調(diào)峰”的復(fù)合型清潔用能結(jié)構(gòu),兼顧城市韌性與應(yīng)急保障。
根據(jù)上述規(guī)劃,三個(gè)階段分別預(yù)計(jì)年新增電耗88.8億千瓦時(shí)、152.1億千瓦時(shí)、176.87億千瓦時(shí),通過(guò)加快光伏部署、擴(kuò)大綠電接入、深化非電替代,疊加光儲(chǔ)直柔等高效技術(shù),力爭(zhēng)在第三階段建筑電氣化提升至93.2%。
值得關(guān)注的是,建筑全面電氣化對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)形成多方面的挑戰(zhàn)。胥小龍以北京為例分析稱,北京建筑全面電氣化后,年電力負(fù)荷達(dá)到1173億千瓦時(shí),增長(zhǎng)418億千瓦時(shí),建筑用電在全社會(huì)總用電占比超過(guò)66%。
第一個(gè)挑戰(zhàn)是輸電配電方面,目前來(lái)看,北京的主網(wǎng)供電有保障,但配電網(wǎng)承載增量壓力大,特別是針對(duì)老舊城區(qū)的增容壓力非常大。
第二個(gè)挑戰(zhàn)是調(diào)峰能力,建筑全面電氣化后季節(jié)和日內(nèi)的負(fù)荷特性會(huì)有顯著變化,現(xiàn)有調(diào)峰手段不足,特別在用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能不能進(jìn)入建筑,那么符合度提高用戶側(cè)儲(chǔ)能能力成為擺在我們面前非常重要的問(wèn)題。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是綠電消納,根據(jù)《北京市“十四五”時(shí)期能源發(fā)展規(guī)劃》,到2025年,北京外調(diào)綠電力爭(zhēng)達(dá)到300億千瓦時(shí),“十五五”時(shí)期預(yù)計(jì)也會(huì)有相應(yīng)的目標(biāo),在這個(gè)過(guò)程中綠電消納如何在用戶側(cè)消納,也需要再進(jìn)一步的研究。
第四個(gè)挑戰(zhàn)是配網(wǎng)改造,建筑全面電氣化之后,北京的配電能力需大幅提升,需新增或升級(jí)超萬(wàn)臺(tái)變壓器、擴(kuò)容數(shù)千公里線路,各城區(qū)需要精準(zhǔn)規(guī)劃。
胥小龍認(rèn)為,在建筑電氣化因素驅(qū)動(dòng)下,將催生大量新的技術(shù)以及新的應(yīng)用場(chǎng)景,在這一變革浪潮中,對(duì)新能源、大數(shù)據(jù)、智能化、信息化等新技術(shù)的集成應(yīng)用,必將有著廣闊的發(fā)展前景。建筑電氣化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革新將推動(dòng)建筑能源供給、消費(fèi)互動(dòng)、管理模式和利用效率等多個(gè)層面的系統(tǒng)性變革,需要我們加速研究來(lái)適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。(完)