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      推廣“光儲充泵”一體化 促進綠色建筑能源變革
      作者: 程曉麗   來源: 中國建設新聞網   加入日期:2024-1-16  點擊率:16
      推廣“光儲充泵”一體化 促進綠色建筑能源變革
      2024-01-04 09:55:20    作者:程曉麗

      去年年底召開的全國住房城鄉建設工作會議強調,要穩步推進城鄉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、推動建筑領域節能降碳已成為行業聚焦的重要議題,也是建筑產業變革的必然要求。在這一關鍵時期,“光儲充泵”技術的發展,無疑為綠色能源領域的創新注入了強勁動力。

      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、建筑、交通等領域清潔低碳轉型”“加快規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,在經濟和社會發展中發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,積極推動產業發展壯大。二是走科技創新之路,以創新的精神、包容的態度、市場經濟的做法、國際性的視野推動“光儲充泵”事業發展。三是充分利用合作伙伴的力量,匯聚產業鏈各單位的豐富經驗、能力和專業技能,促進光伏、儲能、充電、熱泵產業鏈上下游企業與科研院所、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,要在發電側、工商戶、用戶側以及公共建筑改造、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”產業40年長周期序幕。五是加強國際合作,為發展中國家和部分發達國家、地區提供綠色電力系統建設。同時,加快培育外貿新動能,統籌推進光伏儲能充電等“小而美”民生項目。

      作為實現“雙碳”目標的重要一環,建筑業如何借助光伏加快實現綠色低碳發展?住房城鄉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勢,而住宅建筑的資源則相對較少,且存在使用不便和產權分散的問題。其次,發電的消納問題直接關系到經濟效益。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。從經濟角度出發,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。充電樁以及上網則價格相對較低,成本也低,但也存在容量限制。最后,發電方式與建筑本身的融合也不容忽視。光伏系統不僅應視為發電工具,更應承擔部分建筑功能。在此過程中,必須明確區分“屋頂光伏”與“光伏屋頂”的概念。

      實現碳達峰碳中和是貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展的內在要求。他強調,建筑領域節能減碳作為實現“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,以減少市場對傳統能源的需求。

      如果說“光伏+建筑”是推動建筑業實現低碳發展的重要力量,那么“光儲充+”則為打造多樣化應用場景提供穩固基石。工業和信息化部裝備工業發展中心副主任劉法旺分析認為,目前“光儲充+”產業發展呈現五大趨勢。一是能源、交通、工業領域綠色低碳轉型催生“光儲充”產業交叉融合發展。二是政策鼓勵支持“光儲充+”技術研發和試點應用,新模式新業態不斷涌現。三是“光儲充+”一體化設施固定式場景已實現一定應用,并不斷向更多應用場景拓展。四是多方力量積極布局,技術創新進程加快,智能化、網聯化、平臺化逐步成為行業共識。五是美國、歐盟等出臺相關法案和戰略規劃,推動本地光伏、儲能、充電設施等產業發展。

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

      擴大應用場景 構建綠色能源新格局

      近年來,國家發展改革委、工業和信息化部、住房城鄉建設部等相關部門陸續出臺《智能光伏產業創新發展行動計劃(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和鄉村振興的實施意見》等一系列鼓勵政策,支持光伏發電、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”產業建設提質加速,“光儲充”一體化應用場景持續落地。

      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兩大國家戰略發展的重要內容和關鍵支撐。據統計,截至2022年年底,我國充電基礎設施數量達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,有效提高系統運行效率。

      杭春燕介紹說,“光儲充”一體化主要應用于工業園區、商業用電以及交通出行等。在工業園區中利用“光儲充”一體化技術供電,可實現節能減排;在商業應用當中,“光儲充”一體化技術可以為企業提供更加經濟、可靠的電力供應,降低企業成本和能源消耗;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部總經理劉志錢看來,光伏建筑一體化技術產品正逐漸成為建筑行業的重要發展方向。通過將光伏建材產品與建筑屋頂、墻面等結構相結合,在提高能源利用效率的同時,集建筑美觀和功能性于一體,實現建筑用能自給自足。未來,光伏建筑一體化將迎來更多的創新與突破,首先,產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、智能控制系統等的緊密結合,實現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;,通過推動標準化工藝和大規模生產,降低成本,提高競爭力。

      據劉志錢介紹,龍焱能源科技憑借自主核心技術,實現碲化鎘發電玻璃產業化,已研發出多款技術成熟的新型光伏建材產品。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、溫度系數低、弱光效應好、色彩均勻、美觀大方、安全耐久等優勢和特點,適宜在建筑上應用,帶來更加強勁的發電能力,同時碳足跡低,產品實現回收全生命周期循環利用,易于維護,更具經濟性,讓建筑從單純的能源消費者轉變成能源生產者。龍焱碲化鎘薄膜發電玻璃已應用于國內外100多個標志性示范項目,最長的項目已穩定運行十多年,充分驗證了該產品的安全、耐久特性。

      天合光能股份有限公司戰略管理與發展部儲能總監李秉文指出,中國儲能行業已經在全球取得了領先優勢,是長板產業。據統計,2023年1~10月中國企業供應了全球約95%的儲能電芯。在市場集中度最低的系統集成領域,中國儲能系統集成企業占據了全球37%的市場份額。同時,技術突破與產品迭代快速演進,儲能系統的壽命提升至約萬次循環,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加速到來,當光儲平價時代真正到來時,中國光儲行業的發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,隨著新能源生產側逐步實現清潔化、綠色化,如何在應用端實現更高效的節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實現低碳排放的最優技術路徑。采暖、空調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可降低能耗達60%以上。通過將空氣源熱泵產品與光伏、儲能及充電樁等系統相耦合,實現多能互補利用,還可形成區域微電網系統,推動綠色電力的就地利用、按需儲能,大幅降低建筑碳排放,減少對國家電網的依賴。

      ImageFetcher (1).jpg西藏自治區日喀則市仲巴縣大型太陽能跨季節儲熱供暖項目

      她以西藏仲巴縣的太陽能跨季節儲熱供暖項目為例,該項目的供暖系統由太陽能集熱系統、儲熱系統、光伏儲能系統、供熱系統組成,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,極大地改善了當地居民基本生活條件和辦公條件,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供清潔供能系統同樣可以解決供暖問題。北京日新創博低碳科技有限公司創始人、CEO吳顯勇介紹了3個高寒地區農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,西藏邊境地區面臨高寒氣候、運維困難、人員操作水平有限、農牧民對運行費用敏感等現實問題,傳統的有水型供暖系統難以有效應用。日新創博與中建智造共同開發的無水型太陽能熱電聯供清潔供能系統,采用“光伏發電+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高效利用太陽能、全面降低運維難度的規;鍧嵐┡J。

      比亞迪股份有限公司解決方案部經理夏巖從綠色建筑全場景應用切入,介紹了從電芯到系統層級全面創新的魔方產品,適應沙漠、戈壁、荒野、丘陵、淺灘、海島、高海拔和極寒等全環境,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型是能源變革的關鍵環節,隨著中國新能源汽車銷量、保有量逐年上升,光伏行業整體處于波動上升的趨勢,同時儲能在新型電力系統安全穩定方面有著巨大作用,光儲充在綠色建筑領域的發展具有高度確定性。

      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”目標的實現注入了強勁動力。中元成功打造的某園區多能互補智慧能源系統,通過建設光伏發電、電儲能、燃氣三聯供等多種供能系統,建成后年運行成本降低105.66萬元,成本節約率達到35.07%;每年節能量折合249.8噸標準煤,年能源消耗節約率達到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%,不僅優化了園區能源供給形式,降低了用能成本,使園區內有限的可再生能源得到最大化利用,同時使園區供電系統具備了孤網運行條件,大大提高了園區供能的可靠性。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發展具有重要意義。

      在行業需求的持續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展機遇。

      加強協同合作 釋放“光儲充+”發展潛能

      “協,眾之同和也!惫夥、儲能、充電樁各具特點、各有所長,發展所向、路徑選擇及發展領域也存在一定程度的差異。促進“光儲充”一體化發展,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量發展的必然要求。

      如何促進“光儲充+”的應用和發展?劉法旺建議,一是要加強跨部門、跨領域協同合作,梳理技術發展路線,做好技術前瞻布局!肮鈨Τ+”涉及的模式較多,需要加強不同行業、不同領域之間的協同合作,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,支撐政府制定規劃政策,指導企業做好技術布局。

      二是加強核心技術攻關,深化數字化、綠色化技術應用,提升產業鏈供應鏈韌性和現代化水平。應發揮龍頭企業作用,帶動上下游聯合創新,在光電轉換效率、長壽命高安全性電池等領域,加快突破一批核心技術,形成標志性產品;深化智能化、綠色化技術融合應用,加快推動產業基礎高級化和產業鏈現代化。

      ImageFetcher.jpg京能國際懷柔科學城HEPS(高能同步輻射光源)屋頂光伏發電項目

      三是以應用場景為牽引,以問題為導向,加強商業模式探索,提升經濟效益水平。統籌考慮能源、土地、設備投入成本等要素資源,更好發掘一些典型應用場景,瞄準不同用戶需求,探索新型商業模式,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,提高先進產品供給水平;谑痉稇,驗證技術路線可行性,逐步構建系統設計、集成、測試驗證、安全等較為完善的標準規范,打造一體化設施互聯互通標準體系;趯嵶C驗證產品可靠性,不斷迭代完善,提高先進產品的供給水平。

      五是積極開展技術創新、標準規范等方面的國際交流與合作,拓展發展空間。在新一輪科技革命和產業變革深入推進、全球能源低碳轉型進程加快的背景下,對產業鏈供應鏈韌性、全生命周期綠色低碳等方面提出更高要求。我們應持續加強國內外政策法規標準、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,加大對儲能產業的政策保證力度;四是加大車網互動、能源互聯等關鍵技術研發支持力度,發揮企業技術攻關主體作用。

      “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,低碳發展迫在眉睫。陽光電源股份有限公司充電事業部副總經理翟寄文對此表示,“光儲充”一體化是實現“低碳建筑”的有效路徑。通過合理配置光儲系統,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,可真正實現電動汽車的零碳排放。隨著V2G技術的發展,電動汽車還可以在需要時輸出電力到電網,支撐各類建筑、園區的長時間零碳運行。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、工業園區等典型場景。

      作為一種清潔、高效、可持續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”一體化將在未來發揮越來越重要的作用,成為建筑領域節能降碳的重要路徑。


      編輯:程曉麗
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