中新網(wǎng)北京4月21日電 (記者 龐無忌)“讓房子變成大型充電寶”，這個帶有科幻色彩的想象場景正走入現(xiàn)實。

　　碳排放減少近一半，一年節(jié)約10萬度電，但置身其中，使用者卻覺察不到任何改變。這是全球首個運行中的“光儲直柔”建筑——深汕特別合作區(qū)中建綠色產(chǎn)業(yè)園辦公樓運行一年多來的“成績單”。

　　“不因節(jié)能降碳而降低使用體驗，這正是我們所希望的”，中建科技集團有限公司綠色發(fā)展研究中心總經(jīng)理齊賀對中新網(wǎng)記者說。2021年5月，齊賀和他的團隊主持建造的深汕特別合作區(qū)中建綠色產(chǎn)業(yè)園辦公樓投入運營，“光儲直柔”真正從紙面進入現(xiàn)實。

　　2021年10月，國務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》明確指出，提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。

　　隨后，北京、上海、江蘇等地發(fā)展規(guī)劃中均提出要探索建設(shè)“光儲直柔”建筑。齊賀透露，目前全國估計已有百余項試點示范工程不同程度地應(yīng)用了“光儲直柔”技術(shù)?！肮鈨χ比帷笨赡艹蔀槲磥斫ㄖ陌l(fā)展方向。

　　“光儲直柔”建筑長什么樣？

　　何謂“光儲直柔”？“光”是指在建筑物表面安裝太陽能光伏系統(tǒng)；“儲”是在建筑內(nèi)布置分布式蓄電以及利用智能充電樁、電動汽車等，使建筑成為一個儲能場所；“直”是指建筑內(nèi)部采用直流配電；“柔”是指使建筑用電系統(tǒng)成為電網(wǎng)的柔性負載。

　　以中建綠色產(chǎn)業(yè)園辦公樓為例，齊賀介紹，400多平方米的屋頂鋪設(shè)了大量太陽能光伏發(fā)電裝置，年平均發(fā)電量超6萬度，可以為建筑提供近三分之一的正常辦公所需電量。

　　儲能環(huán)節(jié)，在建筑的周圍建設(shè)儲能電池、雙向充電樁兩種“充電寶”來儲存白天建筑用不完的光伏發(fā)電，同時也在沒有光伏發(fā)電時向建筑供電。整個辦公區(qū)域采用低壓直流配電系統(tǒng)，電壓在48V以下；空間里的辦公設(shè)備、電器，比如熱水壺、空調(diào)、照明等，都配備了直流柔性電器。通過直流配電，預(yù)計可以減少交直轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)造成的約6%-8%的電量損失。

　　其他地區(qū)的“光儲直柔”示范項目也采用類似的模式。去年12月份，位于北京城市副中心文化旅游區(qū)的環(huán)球供電服務(wù)中心營業(yè)廳建成投運，這是北京市首個“光儲直柔”零碳營業(yè)廳。國網(wǎng)北京通州供電公司環(huán)球供電服務(wù)中心主任胡寶玉在接受中新網(wǎng)記者采訪時表示，營業(yè)廳屋頂安裝了太陽能光伏板，每年可發(fā)電18萬千瓦時，正常天氣下可完全滿足營業(yè)廳的用電需求，相當于減少二氧化碳排放140噸。

　　同時，胡寶玉說，營業(yè)廳安裝了磷酸鐵鋰電池作為儲能裝置，光伏所發(fā)電量自發(fā)自用、余電儲存，該營業(yè)廳用能100%采用綠電。營業(yè)廳內(nèi)設(shè)置了“光儲直柔”體驗區(qū)，用戶可以了解建筑的實時用能信息，還能體驗綠色高效的直流用電場景。據(jù)預(yù)估，該營業(yè)廳用能效率較傳統(tǒng)營業(yè)廳可提高近20%。

　　這種特殊“充電寶”不簡單

　　在“光儲直柔”概念首倡者、中國工程院院士、清華大學建筑節(jié)能研究中心主任江億看來，“光”“儲”“直”“柔”當中，最核心最關(guān)鍵的部分就在于“柔”。江億在接受中新網(wǎng)記者采訪時表示，現(xiàn)在的電力系統(tǒng)完全靠電源側(cè)的調(diào)節(jié)、調(diào)度來滿足終端用電的各種需求。但是未來，當大比例的風電、光電產(chǎn)生之后，由于它們是不穩(wěn)定的、間歇性的，電源端集中的調(diào)節(jié)能力就不夠了，集中儲能的量也跟不上，這會給電力系統(tǒng)帶來巨大沖擊。所以，做好新能源的消納，應(yīng)對大比例風電光電的隨機變化，就得靠用電側(cè)。

　　江億指出，要實現(xiàn)2060年碳中和目標，2050年前后，我國風電光電的裝機容量會占到電力總裝機容量的80%以上。“這個量非常大”，江億表示，因此將建筑物變成“充電寶”，能夠柔性用電，發(fā)揮調(diào)節(jié)和儲能的功能，有望破解電力系統(tǒng)的難題，這也是設(shè)計發(fā)展“光儲直柔”的目的。

　　江億指出，風光電的發(fā)展符合摩爾定律，近年來，其成本大幅下降。安裝發(fā)展風、光電的瓶頸已不是設(shè)備太貴——它們比煤電還便宜，真正的問題在于其不能隨意調(diào)節(jié)。江億表示，這些年，全社會發(fā)展風光電的積極性很高，但在具體操作中，總量增長是被嚴格控制的，不然多出來的新能源消納不了，就會出現(xiàn)“棄風”“棄光”。換句話說，有多大相應(yīng)容量的儲能或者靈活用電的手段，才能配多大的風光電。讓建筑物變成“充電寶”，就能夠為有效接收、消納風光電提供一個出口。

　　在江億看來，未來“光儲直柔”并不一定要四個方面都做到，即便只是通過建筑供配電網(wǎng)絡(luò)，調(diào)動停車場的充電樁，對這充電樁進行有序智能充放電，也能起到一定的柔性作用。以此計算，全國大多數(shù)的建筑都可以發(fā)展成為不同程度的“光儲直柔”建筑。

　　不過，他也提醒，在大規(guī)模發(fā)展“光儲直柔”建筑之前，還必須配套相應(yīng)的電力政策機制，不能光靠電價去當“指揮棒”。他建議，建立一種動態(tài)電力碳排放責任因子，根據(jù)實時的供需關(guān)系計算出消耗一度電所對應(yīng)的二氧化碳排放責任，由電網(wǎng)進行總調(diào)度，實時發(fā)布這一數(shù)據(jù)。當“光儲直柔”建筑接收到這一數(shù)據(jù)后，可以實時調(diào)整用電模式。

　　推開未來社會大門

　　齊賀認為，發(fā)展“光儲直柔”建筑能帶動儲能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時也能推動直流電器開發(fā)，帶動家電產(chǎn)業(yè)的變革，對經(jīng)濟發(fā)展意義很大。

　　例如：“光儲直柔”建筑配備的儲能電池可以使用從電動汽車淘汰下來的舊電池，這樣可以大幅降低成本，也可以實現(xiàn)電池的梯級利用。對普通私家車來說，10-20年的行駛還遠達不到電池的使用壽命，將其用在建筑上是非常好的資源再利用。

　　電動車本身也能成為新型電網(wǎng)的重要儲能終端。江億指出，到2050年，預(yù)計全國范圍內(nèi)私家車至少有3億輛。如果這些電動車都能通過充電樁接入柔性的電力系統(tǒng)，通過動態(tài)碳排放責任因子的信息來確定什么時候充電，什么時候放電，它們就能在未來風光電的發(fā)展中起到相當大的作用。

　　除了“柔”之外，“光儲直柔”中的“直”也可能意味著未來用電方式的全面改變。目前家庭用電和絕大部分工業(yè)用電都是交流電。江億說，電力電子技術(shù)的發(fā)展升級，已經(jīng)為全面直流化打通了道路。未來，家庭、建筑中的所有電氣設(shè)備都可以直接使用直流電。當交流電變?yōu)橹绷麟娭?，電氣設(shè)備會再提升一個臺階，更加簡化、效率更高、性能更好。

　　這一變化也會為包括家電、建筑電器等在內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)業(yè)帶來巨大的增長空間，相關(guān)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到2萬億至3萬億元。

　　齊賀透露，他和團隊還完成了中建綠色產(chǎn)業(yè)園內(nèi)4個工廠的“光儲直柔”系統(tǒng)改造，預(yù)計今年5月份投入運營，屆時，整個產(chǎn)業(yè)園將成為零碳園區(qū)。除此之外，他也在上海、安徽、廣州等地推動一批“光儲直柔”示范項目。

　　他提醒，雖然“光儲直柔”系統(tǒng)技術(shù)上已經(jīng)形成一定的成熟度，但整體上還處于試點、起步階段，在光伏與建筑設(shè)計融合度、電化學儲能安全隱患、柔性用電技術(shù)成熟度等方面仍然存在局限性，距離達到大規(guī)模推廣應(yīng)用的技術(shù)條件還有一定的差距。“光儲直柔”不能“跑偏”，如果只有“光儲直”，沒有柔性控制，那么儲能利用效率就不會太高，整個項目的性價比也會大打折扣。(完)