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加拿大工程院院士、朝曦时代(广东)新能源有限公司首席科学家刘焕明

发布时间:

2024-04-12 16:42

碳中和时代的建筑一体化太阳能转化与消纳科技

 

在2060年实现碳中和的大背景下,刘焕明认为:人类对于能源的利用将发生重大改变,低碳能源将成为能源利用的主体,而对于种类繁多的低碳能源来说,太阳能是最方便利用的能源类型,也将成为未来人类利用能源的主体。

之所以太阳能将成为能源利用的主体,一方面是因为太阳能资源比较丰富且容易取得,另一方面是光伏技术的不断进步让光伏发电的系统成本不断降低,对比其他能源利用形式,太阳能光伏发电具有更大的优势。

尽管如此,光伏电站因占据土地面积比较大,对于土地资源的消耗可能成为制约其发展的重要问题。

对此,刘焕明认为,实现光伏建筑一体化发展,或将解决未来光伏发展的资源限制问题。不仅如此,光伏建筑一体化还将降低建筑物的碳排放,这对于2060年实现碳中和目标至关重要。

 

BIPV技术将提高太阳能的利用效率

 

据刘焕明所述,为了在2060年实现碳中和目标,所有建筑物的能耗需要从目前占总能耗的38%降低至零或负数。为此,节能成为首要任务。然而,当前人们对太阳能的利用效率仅约为20%,导致大量热能被浪费。因此,未来的BIPV除了利用太阳光能外,还应将浪费的热能加以利用,以提高能源利用效率。BIPV热能利用不仅适用于冬季供暖,还可在中东和东南亚地区用作制冷。

刘焕明介绍了其在广东做的彩色BIPV示范项目。他指出,通过BIPV设备直流电产生之后,可以用电池存储大约70度电,新能源汽车在建筑物旁边可以进行充电,解决消纳问题。在建筑物内有热水管和冷水管,形成“热能微网”,这样能让光伏发电加光热利用的综合效率可以达到80%。

刘焕明强调:“实现碳中和不仅需要我们减少能源的消耗,更需要我们提高能源的利用效率。BIPV作为一种新型的建筑能源利用方式,不仅可以利用太阳能发电,还可以利用热能,提高能源的综合利用效率。同时,BIPV还可以通过新能源电池存储电能,用于新能源汽车充电等应用,实现能源的循环利用。这种创新的能源利用方式,不仅可以推动建筑能源利用的转型,还可以为未来的能源利用方式提供新的思路。”

他还指出:“在未来的建筑设计中,应该更多地考虑采用BIPV系统,提高建筑的能源利用效率,减少对环境的影响。同时,还需要不断优化BIPV系统的设计和制造工艺,降低成本,提高性能,使其成为未来建筑的主流能源利用方式。”

 

零碳建筑有万亿级大市场

 

针对BIPV未来发展的趋势,刘焕明认为可以从欧洲的发展经验中得到启示。他讲了2009年欧洲一个零碳小镇的案例,尽管当时光伏设备价格非常贵,每瓦价格要二十多元,但通过碳汇,这个小镇不仅实现了零碳,而且产生了一万吨的碳汇。

刘焕明表示,时至今日,BIPV价格已经降到5-6元/瓦,要在2060年实现碳中和,如果只利用光伏,每年新增光伏装机要达到35GW以上,以此测算,其市场规模将达到千亿级,如果将BIPV扩展到零碳建筑,则这片市场将实现万亿级。

届时,会产生大量碳排放的化石能源的利用都将大幅减少。石油、天然气和煤炭将成为化工原料被加以利用。

展望未来,2060年将会有大量的清洁能源产生,包括风能、光电和水电等。其中,光电将发挥重要作用,交通方面也将转向新能源汽车,主要以使用电池和氢燃料电池作为动力。工业方面也将更多地使用电力替代其他能源。建筑物本身也将成为重要的电力产生和储存工具。

通过使用BIPV产品和新能源系统实现电力的分散管理和应用将成为人类利用能源的最优解决方案。



南京绿建将秉承着以技术完善,质量为本,以创新赢得优势的理念,积极响应国家双碳政策,助力绿色能源建筑的建设,力争成为BIPV行业的领军者。

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