多住戶(hù)建筑的凈零能耗開(kāi)發(fā)

很多想對住宅進(jìn)行深度節能改造的用戶(hù)都會(huì )面臨一個(gè)極具挑戰的推進(jìn)過(guò)程，涉及各種復雜的問(wèn)題，如下圖所示。正是由于這個(gè)原因，很多人都放棄了對住宅能效的追求。

圖1

想象一下如果人們購買(mǎi)手機時(shí)也需要考慮這些會(huì )怎樣（如落基山研究所DougMiller在其博客中寫(xiě)到的）。相對于簡(jiǎn)單地購買(mǎi)喜歡的手機和電信供應商服務(wù)，然后選擇一個(gè)合適的月度套餐外，如果你還需要：1）選擇使用哪座信號塔收發(fā)信號；2）對所有硬件進(jìn)行詳細的分析來(lái)選擇真正“智能”的手機；3）確認購買(mǎi)手機的資金準備方式；4）填寫(xiě)折扣表和稅表來(lái)折扣部分成本——而且處理所有這些問(wèn)題都要分別與不同的供應商交涉，相信大部分消費者都會(huì )說(shuō)：“算了，不買(mǎi)了。”電信產(chǎn)業(yè)為住宅能效市場(chǎng)提供了一條很有價(jià)值的經(jīng)驗：將所有服務(wù)與財務(wù)方式打包，提供消費者真正重視的有價(jià)值的服務(wù)。

在凈零目標國家論壇上，落基山研究所高級咨詢(xún)師MarthaCampbell在其“多住戶(hù)建筑凈零排放（NZC）開(kāi)發(fā)機遇”的演講中指出，為了防止氣候變化問(wèn)題惡化，現存住宅建筑必須盡快實(shí)現碳中和。當前住宅建筑存量占美國一次能源消耗總量的20%。深度能源改造配合清潔能源供應能夠使多住戶(hù)建筑實(shí)現凈零排放，同時(shí)增加舒適度、安全度，降低成本，并為進(jìn)一步發(fā)展獨棟住宅市場(chǎng)提供可規?；瘡椭频拈_(kāi)發(fā)模式。但如今，只有很小一部分住宅建筑采用了深度節能改造（事實(shí)上，美國僅有三十多棟住宅建筑進(jìn)行了凈零排放改造）。

節能改造項目采用率低的根本原因在于能源供需兩側的不匹配，缺乏規?；哪苄Ч┬鑼?shí)體。這意味著(zhù)每一個(gè)改造項目都是一項定制化工作，這種模式費時(shí)、費力又費錢(qián)。而落基山研究所的REALIZE計劃正是看中了這一機遇，試圖讓家庭能效改造變得“像買(mǎi)手機一樣簡(jiǎn)單”。作為落基山研究所住宅能效+行動(dòng)的一部分，REALIZE計劃旨在通過(guò)為凈零排放住宅能效改造開(kāi)發(fā)出一套快速實(shí)現、產(chǎn)業(yè)化且能夠規?；茝V的方式，為美國住宅建筑業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)清潔工業(yè)革命。

具體怎么做？REALIZE計劃正在開(kāi)發(fā)一種商業(yè)模式，將荷蘭的“Energiesprong”項目引入美國。該項目已經(jīng)幫助6千多棟住宅建筑完成凈零排放改造，并且有大約10萬(wàn)家庭已承諾加入該項目。Energiesprong項目的核心內容是一套可負擔、有吸引力的凈零排放開(kāi)發(fā)組合方案（能效升級+現場(chǎng)太陽(yáng)能光伏），并提供30年能效表現保證。此外，改造過(guò)程可以在10天內完成（最終目標是7天）。要做到這些，Energiesprong項目要求產(chǎn)業(yè)提供符合四個(gè)關(guān)鍵要素的解決方案：規模（數量巨大）；速度（施工在2周或更短時(shí)間內完成）；自籌資金（通過(guò)能源節約來(lái)支付）；吸引力（居民自愿參與）。該計劃甚至與宜家等企業(yè)達成合作，使業(yè)主能夠升級廚房或浴室，提高它們的能效表現。

在美國開(kāi)展大規模的凈零排放住宅的定制化改造與在荷蘭是明顯不同的。美國用戶(hù)享受的電費費率比荷蘭低得多，這會(huì )使任何住房改造的投資回報期更長(cháng)。Energiesprong項目的重點(diǎn)是在全國各地開(kāi)展可負擔的多住戶(hù)建筑改造，但北美的住房市場(chǎng)非常多樣化和分散化，并且各地區的氣候、建筑類(lèi)型、房屋密度、建造年代、建筑所有制模式、可用的融資和補貼方式、能源和建筑規范以及能源成本都各不相同。這種多樣化給Energiesprong模式的規?；茝V帶來(lái)了極大挑戰。此外，北美市場(chǎng)比荷蘭市場(chǎng)大得多，帶來(lái)極大挑戰的同時(shí)也頗具潛力。正因為以上這些不同，團隊在REALIZE計劃的第一階段首先研究了以下問(wèn)題來(lái)決定Energiesprong模式在美國是否可行：

1. 基于現有技術(shù)和融資手段，能夠在多大程度上實(shí)現未來(lái)20-30年的年度能源節約目標？

2. 哪個(gè)市場(chǎng)將會(huì )是大規模定制化改造模式的最佳切入點(diǎn)？

3. 目前美國不同氣候區域的凈零排放改造項目的平均成本是多少？

4. 當前凈零排放改造成本和能源節約回報值的差值是多少？

落基山研究所首先需要通過(guò)分析來(lái)解答這些問(wèn)題，其中第一步就是支持美國能源部的建設美國計劃與舊金山市環(huán)境辦公室的合作。我們的研究成果為下一步工作奠定了基礎。正如Campbell所說(shuō)：“第五氣候區域面臨著(zhù)比美國其他區域更加嚴峻的經(jīng)濟挑戰。因此如果我們能夠在這里取得突破，我們就能夠將最佳實(shí)踐方式更順利地推廣到其它市場(chǎng)。”

通過(guò)計算多住戶(hù)建筑平均用能支出和低效住宅建筑用能支出，落基山研究所以4%貼現率對比了多住戶(hù)建筑用能支出的現值。我們發(fā)現，凈零排放改造最具經(jīng)濟吸引力的區域是第1氣候區域，第4區緊隨其后。

圖2

我們運用國家可再生能源實(shí)驗室的BEopt工具對一棟典型的多住戶(hù)建筑進(jìn)行了分析，通過(guò)評估住宅建筑設計，在建筑整體節能的各個(gè)層次上識別出最具成本效益的組合，從而達到凈零排放。我們特別關(guān)注了兩種改造“組合”：一種組合對建筑單元的節能進(jìn)行優(yōu)化（包括墻面、屋頂保溫、屋頂材料、窗戶(hù)、空間調節、集中式熱水器、照明、冰箱、洗碗機、洗衣機和熱水裝置等的升級）但不涵蓋太陽(yáng)能發(fā)電，而另一種則在這些改造的基礎上也加入了屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電，并按需引入社區太陽(yáng)能。

我們發(fā)現凈零排放改造的當前成本能夠取得進(jìn)一步壓縮。以單個(gè)住房為單位，當前消費者每年需要額外支付大約600美元用于凈零排放改造。我們的最終目標是將其壓縮至0，或者如果可以由整個(gè)行業(yè)通過(guò)設計提供大規模建筑整體改造解決方案，將會(huì )更好。

圖3：理想現場(chǎng)能源節約組合（凈零排放）

備注：除ITC和MACRs外，未計算其它太陽(yáng)能補貼。未計算能夠大幅改進(jìn)經(jīng)濟指標的交互式節能措施。該曲線(xiàn)的目的是為了向產(chǎn)業(yè)展示需要在哪些方面壓縮成本。

接下來(lái)，落基山研究所將繼續提升對深度節能改造的需求，并與產(chǎn)業(yè)合作激活供應側，同時(shí)將重點(diǎn)關(guān)注正在舊金山市和紐約州推廣的試點(diǎn)項目。敬請關(guān)注！