多住戶建筑的凈零能耗開發(fā)

很多想對(duì)住宅進(jìn)行深度節(jié)能改造的用戶都會(huì)面臨一個(gè)極具挑戰(zhàn)的推進(jìn)過程，涉及各種復(fù)雜的問題，如下圖所示。正是由于這個(gè)原因，很多人都放棄了對(duì)住宅能效的追求。

圖1

想象一下如果人們購買手機(jī)時(shí)也需要考慮這些會(huì)怎樣（如落基山研究所DougMiller在其博客中寫到的）。相對(duì)于簡單地購買喜歡的手機(jī)和電信供應(yīng)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(hào)塔收發(fā)信號(hào)；2）對(duì)所有硬件進(jìn)行詳細(xì)的分析來選擇真正“智能”的手機(jī)；3）確認(rèn)購買手機(jī)的資金準(zhǔn)備方式；4）填寫折扣表和稅表來折扣部分成本——而且處理所有這些問題都要分別與不同的供應(yīng)商交涉，相信大部分消費(fèi)者都會(huì)說：“算了，不買了。”電信產(chǎn)業(yè)為住宅能效市場提供了一條很有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)：將所有服務(wù)與財(cái)務(wù)方式打包，提供消費(fèi)者真正重視的有價(jià)值的服務(wù)。

在凈零目標(biāo)國家論壇上，落基山研究所高級(jí)咨詢師MarthaCampbell在其“多住戶建筑凈零排放（NZC）開發(fā)機(jī)遇”的演講中指出，為了防止氣候變化問題惡化，現(xiàn)存住宅建筑必須盡快實(shí)現(xiàn)碳中和。當(dāng)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(yīng)能夠使多住戶建筑實(shí)現(xiàn)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(dú)棟住宅市場提供可規(guī)模化復(fù)制的開發(fā)模式。但如今，只有很小一部分住宅建筑采用了深度節(jié)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(jié)能改造項(xiàng)目采用率低的根本原因在于能源供需兩側(cè)的不匹配，缺乏規(guī)?；哪苄Ч┬鑼?shí)體。這意味著每一個(gè)改造項(xiàng)目都是一項(xiàng)定制化工作，這種模式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力又費(fèi)錢。而落基山研究所的REALIZE計(jì)劃正是看中了這一機(jī)遇，試圖讓家庭能效改造變得“像買手機(jī)一樣簡單”。作為落基山研究所住宅能效+行動(dòng)的一部分，REALIZE計(jì)劃旨在通過為凈零排放住宅能效改造開發(fā)出一套快速實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)化且能夠規(guī)?；茝V的方式，為美國住宅建筑業(yè)帶來一場清潔工業(yè)革命。

具體怎么做？REALIZE計(jì)劃正在開發(fā)一種商業(yè)模式，將荷蘭的“Energiesprong”項(xiàng)目引入美國。該項(xiàng)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10萬家庭已承諾加入該項(xiàng)目。Energiesprong項(xiàng)目的核心內(nèi)容是一套可負(fù)擔(dān)、有吸引力的凈零排放開發(fā)組合方案（能效升級(jí)+現(xiàn)場太陽能光伏），并提供30年能效表現(xiàn)保證。此外，改造過程可以在10天內(nèi)完成（最終目標(biāo)是7天）。要做到這些，Energiesprong項(xiàng)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(guī)模（數(shù)量巨大）；速度（施工在2周或更短時(shí)間內(nèi)完成）；自籌資金（通過能源節(jié)約來支付）；吸引力（居民自愿參與）。該計(jì)劃甚至與宜家等企業(yè)達(dá)成合作，使業(yè)主能夠升級(jí)廚房或浴室，提高它們的能效表現(xiàn)。

在美國開展大規(guī)模的凈零排放住宅的定制化改造與在荷蘭是明顯不同的。美國用戶享受的電費(fèi)費(fèi)率比荷蘭低得多，這會(huì)使任何住房改造的投資回報(bào)期更長。Energiesprong項(xiàng)目的重點(diǎn)是在全國各地開展可負(fù)擔(dān)的多住戶建筑改造，但北美的住房市場非常多樣化和分散化，并且各地區(qū)的氣候、建筑類型、房屋密度、建造年代、建筑所有制模式、可用的融資和補(bǔ)貼方式、能源和建筑規(guī)范以及能源成本都各不相同。這種多樣化給Energiesprong模式的規(guī)?；茝V帶來了極大挑戰(zhàn)。此外，北美市場比荷蘭市場大得多，帶來極大挑戰(zhàn)的同時(shí)也頗具潛力。正因?yàn)橐陨线@些不同，團(tuán)隊(duì)在REALIZE計(jì)劃的第一階段首先研究了以下問題來決定Energiesprong模式在美國是否可行：

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

2. 哪個(gè)市場將會(huì)是大規(guī)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(qū)域的凈零排放改造項(xiàng)目的平均成本是多少？

4. 當(dāng)前凈零排放改造成本和能源節(jié)約回報(bào)值的差值是多少？

落基山研究所首先需要通過分析來解答這些問題，其中第一步就是支持美國能源部的建設(shè)美國計(jì)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(chǔ)。正如Campbell所說：“第五氣候區(qū)域面臨著比美國其他區(qū)域更加嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。因此如果我們能夠在這里取得突破，我們就能夠?qū)⒆罴褜?shí)踐方式更順利地推廣到其它市場。”

通過計(jì)算多住戶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(xiàn)率對(duì)比了多住戶建筑用能支出的現(xiàn)值。我們發(fā)現(xiàn)，凈零排放改造最具經(jīng)濟(jì)吸引力的區(qū)域是第1氣候區(qū)域，第4區(qū)緊隨其后。

圖2

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

我們發(fā)現(xiàn)凈零排放改造的當(dāng)前成本能夠取得進(jìn)一步壓縮。以單個(gè)住房為單位，當(dāng)前消費(fèi)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(biāo)是將其壓縮至0，或者如果可以由整個(gè)行業(yè)通過設(shè)計(jì)提供大規(guī)模建筑整體改造解決方案，將會(huì)更好。

圖3：理想現(xiàn)場能源節(jié)約組合（凈零排放）

備注：除ITC和MACRs外，未計(jì)算其它太陽能補(bǔ)貼。未計(jì)算能夠大幅改進(jìn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的交互式節(jié)能措施。該曲線的目的是為了向產(chǎn)業(yè)展示需要在哪些方面壓縮成本。

接下來，落基山研究所將繼續(xù)提升對(duì)深度節(jié)能改造的需求，并與產(chǎn)業(yè)合作激活供應(yīng)側(cè)，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(xiàng)目。敬請(qǐng)關(guān)注！