江亿-我国的低碳能源转型和建筑在其中的作用-solarbe文库

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我国的低碳能源转型和建筑在转型中的作用江亿清华大学建筑节能研究中心内容提要我国的低碳能源结构光伏集中式还是分布式发展能源友好型建筑我国的低碳能源转型能源问题面临三大挑战能源安全雾霾治理气候变化只有彻底改变能源结构，由目前的化石能源结构转为以可再生能源和核能为主的低碳能源，才能全面解决上述问题未来的低碳能源结构低碳能源结构能否实现零碳能源主要是水电、风电包括海上、光电、核电，以电力为主我国目前水电3.8亿kW，发电1.5万亿kWh，可增加到4.5亿kW，1.8万亿我国目前核电0.5kW0.35kWh 2.5kW1.8 我国目前风电2.5亿kW, 发电0.4万亿kWh，我国目前光电2.5kW，发电0.3kWh 零碳电力目前2.55万亿kWh，约占发电总量的35 未来需要1112kWh电力，零碳电力应在7.5万亿kWh以上，因此，风电、光电需要达到4万亿kWh，风电光电装机容量要达到30亿kW以上，是目前的6倍 5 太阳能光伏电池器件成本大幅度降低 Haegel, Nancy M., et al. “Terawat-scale photovoltaics Trajectories and chalenges.“Science356.6334 2017 141-143. 风电、光电的成本构成发生变化，接近煤电风电、光电器件与装置的成本已经飞速下降以太阳能光伏为例 2000年器件40元/W，占85，接入5元/W，其它2元/W（安装、支架） 20201.3/W25，接入2/W2/W 主要成本构成已经从器件本身转移到接入和安装在很多条件下，光电已经可以与煤电竞争煤电建设综合成本8元/W，十年折旧，年运行5000小时，折旧0.16元/kWh，综合0.46元光电建设综合成本5.3/W 1200小时，综合0.44/kWh 发展光电的主要矛盾已经从过高的器件成本转为足够的安装空间改变接入方式从而降低接入成本应对光电的随机变化对电网的冲击，如何解决电源与负载之间变化的时间不匹配风电、光电是发展集中式还是分布式全国大多数地区都有较充足的太阳辐射，西部青藏高原最高值为东部沿海地区的1.52倍陆上风力资源分布集中于北方及青藏高原，不同区域风力资源相差高达4倍我国未来需要30亿40亿k 风电光电， 100 2 ，需要300400亿， 3 4 方地西北发3 方未来 550 200亿 2，¡¢£⁄ ¥ƒ50 150亿 2§20亿 2，25亿k 陆上风力资源风电、光电是发展集中式还是分布式在西部发展集中风电、光电场需等量的水电、火电与其打捆，成为稳定的或按照计划变化的电力；风光电调峰电1 1 在部发展分布式光电，其电变化，可调峰，电的成和只有发展大分布式光电，才能实现大可再生电力西 ¡能量¢£， ⁄ ，¥ƒ转§，currency1 “«‹发建筑›fi低能量¢£，fl –†，转§ ，‡· ¶‚ „”光电»¶成的大‰低，建筑›面‡·光伏的 ¿ 现发展风光电力的´ 西北集中式1/3，东部分布式2/3 建筑可接收太阳光的外表面是重要资源 ‹发可再生能源ˆ需˜¯源˘˙¯源建筑¨›面 ˚为可再生能源‹发¸ 的ƒ˜¯源，分¸ 是˝˛ˇ能，ˇ 能，还是˝˛可¸ ›面的¸ 建筑形式不同，功能不同，表面可提的光发电量电不应发电量需量来核建筑光的应表面源，是应可表面的来核建筑建筑的挑战建筑¡¢，£⁄¥ƒ的可安装光的表面光表面装§currency1 的机“«，‹›建筑光 fifl化光伏电池对建筑表面的影响光成的光光电表面–可能†‡· 光，¶为电力的‚„” 以»量的形式 ‰，不 ¿ 光´ˆ˜表面¯理，不˘˙¨ ˚装§currency1 建筑的 ¸ 表面装§currency1 ，· ˝˛ˇ ， 20˝¶为电力，表面的⁄»量 ˛‡ 光表面的 »量， fl Æ， ª 的»量不到5´ ⁄到的电力在应，ŁØ¶为»量，全 ”在 ‰，Œ«来º，的»量增加 ˛‡ 光表面的 ª建筑的»量， Ø ⁄的电力 ¨ ，不是在 ‰»，Ł 的» Œ« æ 建筑表面光 currency1 ˘ ı建筑» 能，不 ł 冷屋顶还是光伏屋顶的 Æ成，ª ， Ł 光¡ ， ØŒ ¡Œ ，º 在光 ˆ可以 ›面的量Œ ˘ æ ı，等 ł量可ø1œœß 顶该ª 这种还是光伏光伏峰值发电量可ø13œß ，年发电量1 œkßh 夏季 œœ小时，持续1œœß ， ł量 œkßhł量 , ø¨是15œß 的量， COP5，折«电力50kWh · ˝， ⁄»量综合在般情况，先ª 顶光伏接入方式和消纳方式是建筑光伏的关键低成入光伏、合理 –†光伏电力，成为发展分布式光伏发电的关键光伏经过逆变后全部上网，建筑再º电网上引入，¥ƒ环节，损耗大、投资高光伏逆变后直入楼配电网，电网承双向电，受冲击光电时，‚„电力上网，从电网上取电建筑成为帮助–†风电光电，调节变化的ˇ电网友好型载，或ˇ虚拟灵活电厂光电占到电源总容量40以上，光电都随光同步变化，需要等容量灵活电源平衡，建筑能” 承担此任务，Ø是对低碳电力的巨大贡献光伏电力的消纳 fl –†为主 fl 蓄存调控不电网成冲击城市建筑顶光伏般仅能提供3œ 7œ的建筑电尽量通过当蓄电池，协调光电与电之˙的关系入智能电桩，为电动汽车电是光伏电力的佳楼直流微网，转§环节，提¡灵活调节能力依靠楼蓄电池取代自‚发电机和–防‚ 电源，建筑在低碳电力系统中的作用目前城市电侧巨大峰谷差在很大程£上是源于建筑电方式风电光电的„机变化与侧的夜˙变化的不匹配，需˜巨大的灵活电源平衡，由此决定化石能源火电在总电量中的变刚电为电，建筑可以按照需˛侧式其部分，再上楼配定量的蓄电池，¨ 的智能电桩，可以建筑在全实现灵活调节，º 其ºˇ 变为ˇ 灵活电源，为电网以大 †风电光电结论建筑在未来低碳能源中所处脚色生能源分¸ ¨›面‡·光伏存能源ª 蓄电池的分布式蓄电载源与的关系实时–† 电力，解电网依靠 ¡变目前的刚 ¢流配电为直流微网依靠£⁄机分¥ƒ主动调节§˚ 的定currency1机能源的 “«‹和 “合˚ 给侧、消侧、技术政策机制的革命，国际«作谢谢敬请提问 jiangyitsinghua.edu.cn