2019年8月,WWF与镇江市生态环境局、教育局等单位紧密合作,经综合评估选定镇江市扬中市兴隆中学为试点,依照国际领先标准对两间教室的照明和空调设备进行了节能低碳改造。


一直以来,兴隆中学使用传统老式T8荧光灯管进行照明,但整体照明环境有待改善。我们对照明系统改造,选择高能效和高质量的照明产品,实现教室课桌面和光舒适性的明显提升,同时保证了无眩光、无频闪、无蓝光危害。而9盏新的灯管,就能实现原来31个灯管的照明效果。


改造后,兴隆中学在5年内的节电量可达19440度。更重要的是,教室光质量会得到极大改善,同学们用眼卫生条件也会大幅提升。


照明设施改造


另外兴隆中学的系统升级,为当地制定低碳学校地方标准提供了数据支持,发挥了示范引领作用。2021年1月,镇江市《低碳学校建设指南》(DB3211/T1023-2021作为市级地方标准正式发布。今年,镇江将依照标准,先行对全市50所以上义务教育阶段的学校进行教室照明节能改造。


图片来源于镇江市人民政府官网


事实上,对学校的低碳改造,是WWF推进低碳城市要实现的一个小目标。


工业、交通与建筑是当今能源消耗的三个主要领域。而城镇区域是这三大能耗领域的集合点,也是全球能源转型最重要的参与者。城市的可持续发展,离不开节能、低碳的绿色建筑。


2020年WWF支持中国城市科学研究会的报告《面向2035的城市低碳转型和可持续发展策略研究》中阐述了城市可持续发展愿景与指标 。



该指标结合了联合国可持续发展目标、世界自然基金会的城市解决方案以及中国应对气候变化和可持续发展的策略方案,从碳排放、可再生能源利用、建筑能效、空气污染、协同效应、绿色、可持续等方面综合考虑,着重选择碳减排、可再生能源发展、建筑可持续发展、改善环境质量、绿色城市交通、生态保护与韧性城市这六大领域开展研究,发现国际城市在低碳可持续发展方面领先或有创新性的发展目标与指标。


摘自报告《面向2035的城市低碳转型和可持续发展策略研究》


推进建筑节能和绿色建筑发展,是推进节能减排和应对气候变化的有效手段。


建筑能耗主要包括建造能耗和运行能耗两个部分。建筑建造能耗是指由于建筑建造所导致的从原材料开采、建材生产、运输以及现场施工所产生的建筑消耗。建筑运行能耗是指在住宅、办公建筑、学校、商场、宾馆、交通枢纽、文体娱乐设施等建筑内,为居住者或使用者提供供暖、通风、空调、照明、炊事、生活热水,以及其他为了实现建筑的各项服务功能所产生的能源消耗。


图片来源于pixabay


自2000年以来,全球建筑领域的能源消耗稳步增加,年均增长率约为1.1%。2018年,建筑建造和运行的终端能源消耗占全球总能耗的35%,其中建造能耗占6%,运行能耗占 30%。建筑行业相关二氧化碳排放占全球总二氧化碳排放的39%,其中由建筑建造导致的二氧化碳排放占11%,建筑运行占28%。特别是2019年,由于极端天气的影响以及供暖和制冷需求的持续增加, 源自建筑电力与热力的直接和间接二氧化碳排放量上升到 10Gt,是有记录以来的最高水平 (IEA, 2020)。


根据清华大学建筑节能研究中心的核算结果,2018年中国建筑能耗占全社会总能耗的37%,建筑领域相关二氧化碳排放占全社会二氧化碳总排放量42%。建筑领域能耗和二氧化碳排放占比均略高于全球整体水平 (清华大学建筑节能研究中心, 2020)。


图片来源于pixabay


建筑领域能耗的持续增长,一方面是因为新建建筑面积的增加,特别是快速的城镇化发展造成民用建筑需求的不断增加。另一方面,伴随着不断提高的生活水平,民用建筑在生活热水、空调等方面需求的增加,也大幅提升了建筑在电力和热力方面的能源消耗。2030年碳达峰和2060年碳中和目标的提出,对建筑领域能源结构的转型提出了新的要求,如何降低建筑在用电、供暖和制冷方面造成的直接或间接二氧化碳排放,是建筑领域未来发展面临的主要挑战和机遇。


提升建筑能效并降低建筑领域碳排放,需要在降低建筑自身能源需求的同时,优化建筑的能源利用。对此,可再生能源利用可以发挥重要的作用。


2020年,WWF发布《中国城市大规模推广建筑领域可再生能源利用研究报告》,为推广建筑领域可再生能源利用提供技术解读和建议措施。



可再生能源利用是低碳发展战略和转型路径中最重要的手段之一。可再生能源利用在分布形式和规模上具有很强的灵活性,能源的生产更加接近能源消费端,适宜于在城镇区域内开展。


可再生能源

包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能 等非化石能源,在自然界中可以循环再生,是人类取之不尽、用之不竭的能源。


构建城镇分布式能源系统,一方面可以减少空气污染和温室气体排放, 降低城市能源成本,减少对传统化石燃料的依赖,另一方面可以推动本地与可再生能源利用相关产业经济发展,为城镇增加就业机会。


目前,世界各地已有超过两百个城市制定了可再生能源发展目标,例如加拿大温哥华市于2015年发布了《可再生能源城市战略2015-2050》,其目标是到2050年实现温哥华市100%的可再生能源利用 (City of Vancouver, 2015)。


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在中国,很多城市都明确了可再生能源发展目标,北京市在最新的城市总体规划中也提出到2020年北京市可再生能源利用比重要达到8%,到2035年达到20% (北京市规划和自然资源委员会, 2018)。 


伴随着可再生能源技术的不断成熟,如电力和热能储存、电动汽车智能充电、可再生电力产热和制氢、数字技术和智能能源管理等,以可再生能源为基础的分布式能源系统得以在越来越多的城镇及其周边地区得到部署。


城镇范围内的建筑用能途径主要包括家用电器、空调、照明、炊事、生活热水以及夏热冬冷地区的冬季供暖。不同类型和功能的建筑,所需电能和热能比例也不相同。可再生能源依据其产能方式可分为可再生能源发电和可再生能源供暖与制冷两种方式,所以建筑行业的可再生能源使用,需要搭建一个多层面的工作框架将有助于推广建筑领域可再生能源利用的开展与落地。其内容包括:与合作伙伴共同选定示范技术和项目、协助地方推动可再生能源发展管理体系建立、并在具体示范项目合作的实践经验基础上为城 镇提供政策和标准建议。


硬核知识太多,再带来两个案例,帮你了解可再生能源在建筑上的应用。


案例一:
青海省海东市乐都区“丽水湾”
被动式超低能耗居住建筑示范项目


该项目为超低能耗被动式住宅建筑,采用太阳能+空气源热 泵的联合供暖系统,室内采暖由各层的新风系统完成,新风系统加热所需热源由屋顶集中的太阳能系统和空气源系统提供。该系统采用多能源互补技术,低温高效供热技术, 实现太阳能热水单元和辅助加热装置的协同优化控制。优先利用太阳能、环境热源,以空气源热泵为补充能源,实现节能、环保、健康、可持续供应热水。 


前期能耗模拟计算论证,超低能耗建筑技术与可再生能源利用相结合来满足高层建筑用能需求的方案 是可行的。该项目目前也是中国西部欠发达地区打造气候友好型建筑的灯塔项目。

案例二:
柏林德国议会大厦


二十世纪九十年代,柏林德国议会大厦的改造应用了一项能源方案,使建筑群中的议会大厦提高了对可再生一次能源的使用率。


建筑的电能由生物柴油驱动的热电联产机组生产,发动机的余热和废气被用于制热。生物柴油由油菜籽制成,油菜籽来自距离柏林不远的种植区。此外,冬季还有4个供暖锅炉可用于供热。夏季,吸收式制冷机把发动机的余热收集起来,用于给大厦降温。春季和秋季既没 有供暖也没有降温需求,多余的热能就被泵入地下的地热能存储器中。有能源需求的时候,可以通过热泵再利用这部分能源。热力提取后,水冷却下来并作为冷力储能器保存在地下约60米深的地方。这些水在夏天用来给大厦降温。


 议会大厦还为电力供给安装了大约3600平方米的光电池模块。最初几年里,这套系统的运行得到了不断的优化。运行经验表明,热电联产机组生产的大约60%热力可存储后被再度提取利用。


当然,绿色建筑不仅要实现高效率地利用资源,节能、节地、节水、节材 ,最低限度地影响环境的建筑物,同时也要为我们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间。


转载:WWF世界自然基金会