(梁俊强)我国可再生能源建筑应用现状与未来

可再生能源建筑应用现状与未来住房和城乡建设部科技与产业化发展中心梁俊强2016年4月一、我国可再生能源建筑应用概况二、我国可再生能源建筑应用实际三、我国可再生能源建筑应用的挑战与机遇内容要点2020/1/152我国可再生能源建筑应用概况2014年，中美发表《中美气候变化联合声明》：中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰能源策略：我国应积极探索提高能源效率和发展替代燃料的可持续发展战略国务院：《能源发展战略行动计划（2014－2020年）》中明确提出：到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%住房城乡建设部：到2015年，新增可再生能源建筑应用面积25亿平方米以上，形成常规能源替代能力3000万吨标准煤2013年，雾霾天席卷中国绝大部分区域面积，国务院发布《大气污染防治行动计划》：保护环境，提高清洁能源比重2020/1/1532020/1/154我国可再生能源建筑概况截至2014年底，全国累计太阳能光热建筑应用面积已达到28.9亿平方米，折合太阳能集热器面积近4亿平方米（一）太阳能光热建筑应用0500010000150002000025000300003500040000200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014万平方米年产量（万平米）保有量（万平米）全国太阳能集热器面积历年统计图2020/1/155截至2014年底，全国累计太阳能光电建筑应用装机容量3354兆瓦415.8493.7850.61030.9241875.168473353.60.0500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.02009年2010年2011年2012年2013年2014年兆瓦太阳能光电建筑应用装机容量历年统计图（二）太阳能光电建筑应用我国可再生能源建筑概况2020/1/1560.2650.811.392.272.4344.400.511.522.533.544.552006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年截至2014年底，全国累计浅层地温能建筑应用面积达到4.4亿平方米浅层地温能建筑应用技术类型，含地下水源、土壤源、污水源、地表水源以及少量的海水源。全国地源热泵建筑应用面积统计图亿平方米新建小区（三）浅层地温能建筑应用我国可再生能源建筑概况二、我国可再生能源建筑应用实际内容要点2020/1/1572020/1/158问题装而不用高水价多抱怨强制装怎么办市场怪象用户开发商政府企业我国可再生能源建筑应用实际（一）太阳能热水系统：2020/1/159建筑物名称民用建筑节水设计标准建筑给水排水设计规范小区集中生活热水供应设计规程燃油、燃气热水机组生活热水供应设计规范住宅有自备热水供应和淋浴设备20~6040~8050~10040~80有集中热水供应和淋浴设备25~7060~10060~100别墅30~8070~11070~11070~110不同标准规范中热水定额取值表（L/人·天）用水定额控制策略太阳能不能保证，靠常规能源保证调查与实测：人均热水用量20-30L/天，低于标准的用水定额；控制策略对系统运行能耗影响很大，但却不被重视；应以用太阳能尽可能多的满足用户需求为导向。评价指标存在问题我国可再生能源建筑应用实际2020/1/1510目前,太阳能保证率是衡量太阳能热水系统性能最重要的指标太阳能保证率=系统总消耗能量由太阳能部分提供的热量未全面考虑辅助能源消耗量、用户实际用热量、管路水箱散热量等无法反映系统中太阳能的实际利用情况和辅助能源真实消耗水平对安装效果和系统形式的合理性都无法判断。太阳能热水系统“两进两出”热量关系示意图“两进”：太阳集热量、辅助能源供能量“两出”：管路循环散热量、用户实际耗热量我国可再生能源建筑应用实际2020/1/1511（二）地源热泵系统：问题“大马拉小车”好机组好系统输配系统耗能占比大受入住率影响较大运行能效低影响因素地质水质条件机组选型与负荷匹配度水泵控制策略我国可再生能源建筑应用实际2020/1/1512我国可再生能源建筑应用实际（三）分布式能源：•目前在分布式能源规划中对区域内能耗预测的方法不统一•负荷预测的准确计算不足•就地消纳能力不足问题“产能”过剩！三、我国可再生能源建筑应用的挑战与机遇内容要点2020/1/15132020/1/1514我国可再生能源建筑应用的挑战与机遇我国建筑节能“十三五”规划拓展可再生能源范畴加强运行能效监管大力发展分布式能源国际上，1981年在内罗毕召开的“新能源和可再生能源”国际会议首次提出“可再生能源”定义：新的、可更新的能源资源，采用新技术和新材料加以开发利用不同于常规的化石能源，可持续发展,几乎是用之不竭，消耗后可得到恢复和补充不产生或很少产生污染物，对环境无多大损害，有利于生态良性循环的能源形式空气热能具备以上属性2020/1/1515空气热能：拓展可再生能源范畴2020/1/1516空气热能-定义及储量空气热能的定义贮存在大气中的热能，且能够被热泵装置转换利用，形成高于环境温度、以满足供热需求的热源空气热能的特点储存在空气中的太阳能无处不在，储量丰富取之不尽，用之不竭易于获取可用于采暖，热水，需求广泛到达地球大气层表面的太阳辐射能量约为1.7×1014𝑘𝑊，约30%被靠近地表的大气层所吸收，形成空气热能总量约5.1×1013𝑘𝑊。空气热能的储量2020/1/1517国际欧盟2009年通过法令（RenewableEnergySourceDirective）将空气热能（Aerothermalenergy）纳入可再生能源范围国内浙江2012年通过《浙江省可再生能源开发利用条例》将空气能纳入可再生能源范围空气热能-国际国内颁布法规省市相关政策发布单位发布时间主要内容技术类型浙江浙江省可再生能源开发利用条例浙江省人大2012-5-30将“空气能”纳入可再生能源范围空气源热泵热水器民用建筑可再生能源应用核算标准（DB33/1105-2014）浙江省住房与城乡建设厅、省质量技术监督局2014-12-19明确了其纳入可再生能源范围的技术利用方式为空气能热泵热水系统，且浙江空气能热泵热水系统年平均能效比约为2.5；规定了可再生能源利用量的核算方式福建福建省居住建筑节能设计标准DBJ/T13-62-2014福建省住房和城乡建设厅2014-12-1将空气源热泵热水机组写入“可再生能源建筑应用”一章，并明确规定了其最低性能系数（COP）空气源热泵热水器江苏江苏省绿色建筑发展条例江苏省人大2015-7-1将“鼓励采用空气源热泵热水系统”写入第五章“政府引导”第四十六条空气源热泵热水器北京北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录（2014年版）的通知（京建发〔2015〕86号）北京市住房和城乡建设委员会2014-11-4将低温空气源热泵，适用于分户独立供暖，列入该目录的“可再生能源”一类（低温型）空气源热泵供暖青岛关于印发青岛市加快清洁能源供热发展若干政策的通知（青政办发〔2014〕24号）青岛市人民政府办公厅2014-12-15鼓励多种清洁能源供热方式联合使用和能源梯级利用，其中包括：因地制宜发展土壤源热泵、空气源热泵、太阳能、生物质能等供热，试点高效、洁净燃煤供热技术应用空气源热泵供暖山东居住建筑节能设计标准山东省住房城乡建设厅2015-5-22在“供暖、通风和空气调节设计”章一般规定中提到：有条件且技术经济合理时，宜优先采用太阳能、地源热泵及空气源热泵等可再生能源空气源热泵供暖2020/1/1518空气热能-国内出台相关政策供生活热水供暖空气源热泵-节能潜力生活热水用途的空气源热泵节能潜力分析ExcelPro的图表博客寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖及温和地区装机总容量1.32×108kW年空气能贡献量1.1×1011MJ年节约一次能源450万吨标煤装机总容量1.84×108kW年空气能贡献量1.72×1011MJ年节约一次能源788万吨标煤装机总容量1.84×108kW年空气能贡献量1.72×1011MJ年节约一次能源382万吨标煤寒冷地区包括：北京，天津，山东，山西，河南，河北，陕西等省市，年均气温12~15℃左右。夏热冬冷地区包括：上海，江苏，浙江，安徽，江西，湖北，湖南，四川，重庆等省市，年均气温16~19℃左右。夏热冬暖及温和地区包括：海南，云南，福建，广东，广西，贵州等省份，年均气温25~29℃左右。生活热水用途的空气源热泵在上述气候区域节能潜力小计：折合标煤1620万吨2020/1/1519供暖用途的空气源热泵节能潜力分析供暖用途的空气源热泵热水器在上述气候区域节能潜力小计：折合标煤4097万吨ExcelPro的图表博客北方采暖长江中下游地区采暖年空气能贡献量5.85×1011MJ年节约一次能源2992万吨标煤年空气能贡献量3.24×1011MJ年节约一次能源1105万吨标煤以上合计：5717万吨标煤节能潜力2020/1/1520空气源热泵-节能潜力2020/1/1521运行能效提升运行能效提升存量初始状态设定中间状态构建2030年愿景中期2016-2020年中长期2020-2030年设计高运行低无运行优化设计高运行高运行优化以提高运行能效、降低运行能耗为导向，中长期愿景：加强运行能效监管2020/1/1522建议采用吨热水成本、系统散热比、太阳能利用率、常规能源有效替代率指标进行评价太阳能利用率集热系统得热量-管路循环散热量集热系统得热量常规能源有效替代率集热系统得热量-管路循环散热量用户实际用热量系统散热比管路循环散热量用户实际用热量优化太阳能热水系统运行评价指标加强运行能效监管赤峰集中-集中式入住情况：16栋建筑，目前总用户984户，入住率65~70%，用水用户700户单栋楼：4吨，26户，45.6m2上循环水泵：集热器与水箱间温差达5℃时循环，功率150W取水方式：插卡出热水辅助热源：采用电伴热带防冻；太阳能热水系统使用电加热辅助，除采暖季和连阴天外不开启实测案例分析2020/1/15住房和城乡建设部科技中心23加强运行能效监管该小区仅有一栋楼安装了太阳能热水系统。该楼含两单元，每单元18层，一梯两户，共72户。每户的建筑面积为240m2。系统为集中集热-集中贮热的形式，采用地源热泵作为辅助热源。集热器面积：300~400m2贮热水箱容积：22m3北京集中-集中式实测案例分析2020/1/15住房和城乡建设部科技中心24加强运行能效监管•测试对象：12栋1单元•入住情况：18层，一梯两户，共36户，已入住4户•系统类型：集中集热-分散辅热型；间接系统•集热器：真空管式；集热面积为64m2•贮热水箱：容积1m3•户内水箱：容积120L•辅助热源：电加热•循环策略：集热侧温差循环；用户侧定温循环•补水方式：定位补水天津集中-分散式实测案例分析2020/1/15住房和城乡建设部科技中心25加强运行能效监管项目太阳能保证率太阳能有效利用率常规能源有效替代率系统散热比北京100%6.2%18%2.77赤峰89%21%19%0.70天津79.1%32%25%0.54评价指标实测评价结果2020/1/15住房和城乡建设部科技中心26加强运行能效监管2020/1/1527（三）分布式能源的情况室内舒适度要求不断提高，建筑能耗总量居高不下城镇化加快，新区不断出现，建筑总量不断增长分布式能源是集中供热、供电系统的有效补充，就地取能、就地消纳上海世博园重庆江北城CBD大力发展分布式能源通过扩大用电需求、完善输配电价政策、促进市场化交易等方式，提高本地可再生能源消纳能力2020/1/1528大力发展分布式能源•范围内能源的类型•能源的供应能力区划范围•前期调研•负荷预测•系统配置•系统评估分布式能源规划主要内容•分阶段规划•规划步骤•规划要求规划年限和方法•外部条件•经济条件•政策条件应用条件2020/1/1529单栋建筑多栋建筑形成的复杂区域单