城市太阳能概述

建筑物被认为是排放的主要驱动因素。除了预计未来十年将在世界各地建造数十亿平方米的空间外，今天的大多数开发项目仍将在 2050 年左右进行。因此，改造现有结构被视为关键的可持续性目标。

“提高建筑能源效率是减少电力需求和相关燃料进口的最具成本效益和最快的方法之一，同时间接减少碳排放以及改善当地空气质量和公共健康，”Project Drawdown 说。

图片：Pxfuel

人类大部分时间都在里面度过。建筑是我们日常生活的关键，对我们的健康和福祉产生重大影响。大多数也有大量的碳足迹，从建造、使用和拆除阶段大量使用化石燃料。

Project Drawdown 是一个非营利组织，成立于 2013 年，由 200 名研究人员和顾问共同参与，为扭转全球变暖的解决方案建模，全球现有 2300 亿平方米的建筑空间，本十年可能还会增加 6500 万平方米。目前，它说，建筑物占能源使用的 32%，以供暖、制冷、照明、电器和机械的形式占能源相关温室气体的 19%。

能源效率

根据国际能源署 (IEA) 的说法，虽然正在为新建建筑制定创新的绿色计划，但改造现有建筑可以获得显着收益，特别是因为今天许多现有建筑仍将在 2050 年投入使用。

它补充说，在 2019 年，几乎三分之二的国家缺乏强制性建筑能源法规。为了到 2030 年与可持续发展目标保持一致，它表示所有国家都必须采用此类守则。除了“高性能”建筑外，它认为现有建筑的能效改造必须从 15% 提高到至少 30% 到 50%。

“提高建筑能源效率是减少电力需求和相关燃料进口的最具成本效益和最快的方法之一，同时间接减少碳排放以及改善当地空气质量和公共健康，”Project Drawdown 说。它认为提高能源效率、转移能源和解决制冷剂问题是将建筑从碳密集型转变为潜在净正值的关键。

从这个意义上说，太阳能和储能可以发挥根本性的作用，尤其是在制冷和供暖方面，而且由于成本越来越低，对于能源费用高昂的低收入家庭而言。

明显的选择

SolarPower Europe (SPE) 在其 2021-2025 年全球太阳能市场展望中报告称，2020 年全球部署了 60.6 GW 的住宅和商业和工业 (C&I) 太阳能光伏屋顶系统，年增长率为 46%。展望未来，SPE 预测这些数字将在 2025 年增长到近 96 吉瓦。

这个部门可能是帮助绿色建筑最明显的方式；在合适的条件下，它可以迅速发展。正如 SPE 指出的那样，“越南是一个非常令人鼓舞的例子，表明太阳能行业现在已准备好在很短的时间内开发更复杂的细分市场，例如屋顶光伏，从基本为零到世界纪录水平——它所需要的只是正确的政策和技术框架条件，以及拥有合适技能的劳动力。”

已经在采取措施改善政策格局。例如，去年，美国加利福尼亚州出台了一项新法律，将太阳能作为新建房屋的强制性组成部分，而在柏林等德国一些州，现在所有新建和翻新建筑都必须安装屋顶光伏。 .

太阳能解决方案

SPE 补充说，随着住宅和商业电力消费者演变为产消者，光伏电池板也将为建筑材料做出积极贡献。建筑集成光伏 (BIPV) 仍然是一个利基行业，它具有创造性的解决方案，如太阳能外墙、瓷砖和窗户，可以提高能源效率。然而，正如光伏杂志在 7 月版（第 34-35 页）中所报道的那样，该技术还处于起步阶段，该行业面临着许多障碍，例如认证和审批流程。

光伏和储能产业，以及数字化和电动汽车，也将在区域供热、能源社区、智慧城市和微电网等领域的发展中发挥战略作用。创新将是推动此类举措的关键。

例如，澳大利亚公司 eleXsys Microgrid Technology 设计了一个平台，通过消除出口限电和促进电力双向流动，使当地电网的可再生能源数量“大幅增加”（第 86-89 页） .

该产品被描述为一种先进的并网型电力电子物联网设备，集成了一套人工智能软件应用程序，可将并网工商业微电网的规模扩大10倍。它目前正与南澳大利亚的宜家合作，将商业规模的太阳能光伏和电池与其能源管理系统相结合，以提供高达 100% 的宜家商店能源需求。EleXsys 旨在在澳大利亚部署 1,000 个类似的微电网站点，并已在法国、英国、爱尔兰、阿拉伯联合酋长国和亚太地区寻找商机。

与此同时，据《卫报》8 月报道，美国纽约市伊萨卡市计划到 2030 年通过用电加热、太阳能光伏和电池存储改造现有建筑物以及绿化电网来消除或抵消其所有碳排放。它正在探索私募股权，以帮助业主实现脱碳。目标是创造 1,000 个新工作岗位，并将该市绿色新政计划的 50% 的财务收益重新分配给低收入居民。

热泵

建筑物的供暖和制冷是太阳能和储能可以减少排放的另一个领域。Project Drawdown 表示，全球建筑行业使用的全球能源发电量约占全球的 32%，其中超过三分之一用于供暖和制冷。它补充说，到 2015 年底，全球估计安装了 1,350 个太阳能热冷却系统，其中欧洲约占市场的 80%。

IEA 计算出，自 2000 年以来，建筑物中的冷却能源使用量增加了一倍，“使其成为建筑物中增长最快的最终用途。” 据估计，到 2050 年，世界上大约三分之二的家庭可能拥有空调 (AC)。“中国、印度和印度尼西亚将占总数的一半，”国际能源署表示。

IEA 表示，太阳能冷却可以包括直接使用带有热泵或空调的光伏，或使用热驱动冷却装置（如吸附式冷却器）的太阳能集热器。热泵是一种有趣的解决方案，因为它们可以轻松取代燃气供暖。为了有效，它们必须能够达到高达 75 度的高温；然而，目前温度越高，效率越低。不过，技术正在取得进展。

例如，今年 8 月，挪威独立研究机构 Sintef、挪威压缩机制造商 Tocircle 和挪威科技大学宣布了一种高温工业热泵，它可以与纯水一起工作，温度可达 180 摄氏度。

城市光伏

2021 年第四季度，光伏杂志的 UP Initiative 将讨论太阳能和储能在绿化世界城市空间中的作用。我们将调查 BIPV 和热泵行业的技术，研究全球新兴的支持政策和举措，并关注斯堪的纳维亚等成功建立区域供热系统的市场，看看他们的知识是否可以转移。

我们还将展示试图改变城市现状的创新项目，并最终寻求回答如何在支持建筑物及其居民的整体电网系统中进行逐步改变。因为要实现真正的改变，我们不能只关注个人层面，而是必须了解所有这些建筑