如何在建筑物中展开能源转型「如何推进能源产业结构转型升级」

今天带来如何在建筑物中展开能源转型「如何推进能源产业结构转型升级」，关于如何在建筑物中展开能源转型「如何推进能源产业结构转型升级」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

建筑物仍然占欧盟能源相关温室气体排放量的36%。但解决方案已经触手可及：对于我们生活和工作的房屋来说，能源转型意味着深度翻新浪潮和转向可再生供暖。

建筑物是欧盟最重要的能源消费国。它们在2019年造成了欧盟27国最终能源消耗的40%。[i] 虽然工业部门的能源转型仅涉及有限数量的工厂，但当涉及到超过4.5亿欧盟公民的家庭和工作场所时，挑战要大得多。到2040年，它们都需要与净零排放目标保持一致。否则，欧盟将不太可能按照《巴黎协定》1.5°C的阈值减少排放。

我们的建筑仍然太浪费了...

建筑行业落后于欧盟的气候和能源目标。节能方面的进展有限。四分之三的建筑物被归类为低效建筑。[ii] 每年只有1%的欧盟建筑存量进行翻新，这对能源绩效有重大影响。通常，大多数翻新根本不会带来任何节能效果。令人担忧的是，每年深度改造削减了60%以上最终能源需求的份额仅为0.2%左右。[三]

...他们强烈依赖化石燃料。

热量以及提供给建筑物的电力四分之三来自化石燃料。[iv] 因此，该行业约占欧盟温室气体排放量的36%。2015年，随着270万台新安装的供暖设备，单个化石气锅炉仍然是欧盟新建或翻新住宅的领先供暖技术。[v] 鉴于这些低效锅炉的平均寿命，建筑物有可能在未来几十年内被锁定在高水平的温室气体排放中。

将能源效率与可再生能源相结合

要使欧洲的建筑行业与《巴黎协定》相协调，需要齐头并进，两个发展：通过能源效率措施减少能源需求，同时增加可再生能源的使用。只有他们的结合才能使能源转型取得成功：

高效的建筑可以节省大量能源。但它仍然需要为加热室和水提供能量输入。如果这种能源输入 - 即使大大减少 - 仍然来自化石燃料，那么温室气体将不断排放到我们的大气中。从理论上讲，在技术上仅用可再生能源供应现有建筑库存几乎没有障碍。然而，仅仅用相同数量的可再生能源取代浪费的化石燃料消耗将减缓能源转型。这仍然是一次能源的浪费和昂贵的使用。显然，增加建筑物的可再生能源供应需要更多的时间，而其他能源部门同时也试图调动易于获得的可再生能源潜力来满足他们的需求。

将能源效率放在首位

最便宜的千瓦时是你不消耗的千瓦时。在我们的《巴黎协定》兼容（PAC）能源情景[vi]中，我们描述了建筑行业如何到2050年节省其当前能源需求的大约三分之二。能源效率第一原则意味着，能源需求的大幅减少是任何成功的能源转型的先决条件。这意味着改变建筑物和人类行为。

荷兰深度改造项目。资料来源：energiesprong.org

研究表明，每年的装修率至少需要从1%增加到3%的三倍。这种深度翻新浪潮意味着所有建筑物都逐步进行根本性的翻新。建筑围护结构，即墙壁，窗户和屋顶必须更好地隔热，以避免在供暖季节期间造成能源损失。同时，建筑物在夏季需要更好地防止高温，以避免冷却它们的能源需求。我们的PAC情景假设，大约70%的翻新将是深度翻新，将建筑物的能源需求减少至少60%。根据建筑，位置以及特定需求和功能，并非所有情况下都不可能进行如此深入的装修。然而，其余的翻新工程应该会将建筑物的能源需求减少至少40%。[七]

不仅仅是建筑物的围护结构定义了其能耗。使用建筑物的人也很重要。在我们的PAC场景中，我们对潜在的行为变化持乐观态度。提高人们对楼宇自动化技术的意识和智能使用，进一步有助于减少最终的能源需求[viii]。监管和指导是这一领域的关键。原因是数字化可以节省能源，但如果管理不当，也很容易导致能源消耗增加。

最后但并非最不重要的一点是，建筑物的大小在逻辑上会影响其能源需求。由于城市化、人口和其他社会趋势，我们预计人均住宅建筑面积将下降。PAC情景假设在2015年至2050年期间下降23%。[九]

与工业等其他部门相比，住宅和第三产业建筑部门可以实现更强的节能效果。减少三分之二已经是独一无二的，考虑到建筑物在欧盟最终能源需求总量中的份额，这一比例甚至更为重要。

提供100%可再生能源

在单个锅炉中使用化石燃料，如化石燃料，如化石燃料，意味着燃烧有限的一次能源来收集有限的空间热量输出，这些热量主要通过传统的散热器释放。在单个炉灶中燃烧煤炭除了排放危险的空气污染物和温室气体外，效率更高。使建筑物与《巴黎协定》兼容需要100%可再生的供热。

PAC情景显示了欧洲建筑存量的剩余能源需求如何被国内可再生能源完全覆盖。[x] 可再生热量将通过两种应用引入住宅和三级建筑：

许多建筑物可以通过单独的加热系统（例如电热泵），通过使用太阳能集热器或在单个锅炉中燃烧可持续来源的生物质，直接在现场收集当地的可再生能源潜力。在农村地区尤其如此。在人口更稠密的地区，建筑物将越来越多地连接到区域供热网络，这些网络将热水输送到建筑物的各个热交换器。区域供热网络允许桥接城市（以及工业）消费中心与另一侧可再生热势之间的地理距离。广泛的可再生热供应商可以进入网络，例如地热发电站，太阳能集热器场，电热泵以及仅使用可持续来源生物质的热电联产（CHP）工厂。

可再生热稳定灵活

我们认为建筑行业是为互联的100%可再生能源系统提供灵活性的关键。热泵可以在电网拥堵的情况下降低电力需求。可变价格将激励业主对供应过剩做出反应。区域供热管网中多种可再生供热技术的结合可以更好地平衡季节变化。例如，在阳光明媚的夏季，太阳能集热器的多余热量供应可以被水箱或含水层等蓄热能力吸收。

在德国安装本地区域供热网络。资料来源：AEE/Langrock

与热泵一样，区域供热网络将在缓解电网方面发挥重要作用。在可再生能源供过于求的情况下，电力将转化为热量。热网络起到缓冲作用：几种可再生供暖和存储技术可以在区域供热网络中相互补充，以平衡许多不同消费者的总需求，包括寒冷时期的峰值。

区域供热网络还可以收集来自高温过程的工业多余热量。例如，钢铁行业释放的热量并不总是在场所立即使用。

根据我们的PAC情景，区域供热的份额将逐渐增加，以覆盖建筑物总供热需求的近三分之一。到2040年，住宅和三级建筑的整个供热将完全可再生。到2035年，化石气体将消失。不需要化石气或氢气作为备份。鉴于其高转换损失和高成本，只有钢铁和化学品等少数行业将在其生产过程中使用可再生氢。热泵等可再生供暖解决方案比在建筑领域建设氢气基础设施更具竞争力和更容易推广。[十一]

不同可再生热源的作用

在我们的PAC场景中，使用可再生电力来捕获环境热量或浅层地热的电热泵是主要的热源。它们还接入区域供热网络，到2040年将满足建筑物80%的供热需求。工业过剩的热回收在当地受到限制，但通过区域供热网络提供了重要的潜力（到2040年占需求的7%）。屋顶上的太阳能集热器用作单独的供暖系统。大型地面太阳能集热器场为区域供热网络供电（到2040年占需求的5%）。地热发电站和热电联产厂为区域供热网络供电。使用可再生的多余电力进行直接电加热也可以进入区域供热网络。固体生物质，即燃烧单个锅炉中的木材废料和残留物，在尊重可持续性标准方面大幅减少，同时到2040年逐步淘汰效率低下的个人木炉。它不是燃烧固体生物质用于区域供热，而是部分转移到化工行业作为原料。沼气将完全由废物和残留物生产，直接用于农场和食品饮料行业的热电联产。热量要么在本地使用，要么馈入区域供热网络。沼气升级为生物甲烷不会在建筑物的供暖中发挥重要作用。到2040年，由于减少废物和实施循环经济方法，城市固体废物将从组合中消失。

捕获环境或地热的热泵将主导热供应。资料来源：waermepumpe.de

再次：将效率和可再生能源相结合

简而言之，建筑行业的能源转型意味着能源需求和供应的根本变化。但是，如何以及何时才能启动所有这些根本性的变化呢？深度翻新浪潮是改变建筑物能源供应的机会之窗。事实上，当建筑围护结构和供暖系统都得到一致改善时，它简化了翻新。房主决定翻新建筑物的那一刻也是改用可再生供暖的最佳时机。当然，将化石燃料锅炉与可再生供暖系统交换是可以作为一项独立的措施。但是，如果改造措施在几年后减少能源需求，可再生能源供暖系统的规模和功能可能并不理想。好消息是，本情况说明书中描述的所有技术和措施都已成熟，并已引入欧洲供热市场。没有理由再等下去了。