ABB 智慧建筑碳中和白皮書 2023

—ABB智慧建筑碳中和白皮書02ABB智慧建筑碳中和白皮書—中國(guó)政府制定的“3060”雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，將對(duì)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型以及各行各業(yè)的未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在飛速的城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，建筑業(yè)作為中國(guó)是世界上既有建筑和每年新建建筑量最大的國(guó)家，現(xiàn)有城鎮(zhèn)總建筑存量超過(guò)600億平方米。在此基礎(chǔ)上，中國(guó)每年新增建筑面積約30~40億2018年全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量為49.3億噸，占全國(guó)碳排放比重的51.3%。段化石能源占比超90%目前建筑運(yùn)行階段能源結(jié)構(gòu)中大部分仍然是采用化石能源，而可再生能源比例大概只有6%。未來(lái)鋼鐵13.08建筑材料27占比28%水泥11.17建筑全過(guò)程碳排放其他48建筑全過(guò)程碳排放其他48.6%鋁材及其他2.9549.3運(yùn)行階段21施工階段1施工階段1.00%單位：億tCO2圖12018年建筑行業(yè)全生命周期碳排放占比數(shù)據(jù)來(lái)源：《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告（2020）》9.47億噸標(biāo)煤 煤煤油46%46%數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)、清華大學(xué)建筑為例，2019年全國(guó)公共建筑面積約為152億m2，03ABB智慧建筑碳中和白皮書標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量)。公共建筑總面積的增加，用能需求年的17kgce/m2增長(zhǎng)到26kgce/m2以上。占比將近50%~70%。針對(duì)暖通和照明系統(tǒng)的節(jié)—筑運(yùn)行碳排放被普遍認(rèn)為是建筑行業(yè)目前亟需解例如，世界綠色建筑委員會(huì)（WGBC）提出，到2030年所有新建建筑必須實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)階段凈零碳排生能源提供。而到2050年，所有的建筑實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)大力推動(dòng)可再生能源的利用和消納，優(yōu)先使用本地可再生能源，其次是降低能源消耗，提升能源效率，確測(cè)量和披露碳排放信息，跟蹤記錄年度運(yùn)營(yíng)的碳排放情況，并提供有強(qiáng)化建筑認(rèn)證監(jiān)管體系，并涵蓋節(jié)2019年1月住建部發(fā)布的《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GBT51350-2019界定了我國(guó)“零能耗建筑”的國(guó)務(wù)院2021年10月份最新印發(fā)的《2030年前碳1.加快優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)直柔”建筑。到2025年，城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達(dá)到8%，新建公共機(jī)構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭(zhēng)達(dá)到50%。2.加快提升建筑能效水平加快更新建筑節(jié)能、市政基礎(chǔ)設(shè)施等標(biāo)準(zhǔn)，提高節(jié)能降碳要求，推進(jìn)重點(diǎn)用能設(shè)備節(jié)能增效。到2025年，城鎮(zhèn)新建建筑全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。3.全面提升節(jié)能管理能力04ABB智慧建筑碳中和白皮書—然而，基于目前的能源使用習(xí)慣和能效管理方式，要實(shí)現(xiàn)建筑的凈零碳和低能耗目標(biāo)面臨著很一、清潔能源供給不足，傳統(tǒng)供給模式遭遇前廣泛使用的屋頂光伏發(fā)電技術(shù)不能滿足建筑自1.自身建設(shè)新能源的基礎(chǔ)薄弱分時(shí)電費(fèi)政策將讓過(guò)分依賴場(chǎng)外清潔能源實(shí)現(xiàn)凈3.新能源供需存在時(shí)差，不平衡不匹配矛盾突出以太陽(yáng)能和風(fēng)能為主的新能源有明顯的時(shí)間特征，減少建筑的整體能源需量和綜合碳排放是建筑凈1.再電氣化帶動(dòng)能源使用需量繼續(xù)攀升隨著用戶對(duì)于用能體驗(yàn)要求越來(lái)越高，更適宜的而更好的用戶體驗(yàn)勢(shì)必需要建筑引入更多的電氣設(shè)備，建筑的進(jìn)一步電氣化將導(dǎo)致能源消耗需求增加，而設(shè)備增加本身也是一種碳排放增加。如何使電氣設(shè)備高效運(yùn)行，以進(jìn)一步降低用電需量并實(shí)現(xiàn)凈零碳建筑，是擺在建設(shè)者和運(yùn)營(yíng)者面前2.粗放用能模式帶來(lái)不必要的隱性能源浪費(fèi)電氣設(shè)備的增加使得設(shè)備的管理以及聯(lián)動(dòng)控制變1.大量冗余設(shè)計(jì)讓運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)承壓，帶來(lái)運(yùn)營(yíng)期的05ABB智慧建筑碳中和白皮書2.本地重載部署帶來(lái)系統(tǒng)臃腫和管理復(fù)雜難題3.“跑斷腿”的運(yùn)維方式，無(wú)法應(yīng)對(duì)現(xiàn)代建筑運(yùn)維智能建筑不斷迭代引入更多類型的設(shè)備，讓整個(gè)強(qiáng)弱電系統(tǒng)更復(fù)雜，而傳統(tǒng)的定期維護(hù)不能滿足智能建筑的需求：維護(hù)過(guò)于頻繁會(huì)造成過(guò)維護(hù)，統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并且傳統(tǒng)的定期維護(hù)會(huì)產(chǎn)生不必—ABB致力于通過(guò)如下三大解決之道突破上述瓶頸06ABB智慧建筑碳中和白皮書對(duì)建筑的能源供給結(jié)構(gòu)和管理模式進(jìn)行系統(tǒng)性重1.光伏建筑一體化（BIPV提升建筑自身清潔及投資新能源的回收周期的縮短，建筑業(yè)建設(shè)光伏的意愿逐步增強(qiáng)。特別是隨著光伏材料技術(shù)的進(jìn)步，光伏與建筑正從結(jié)合走向融合。針對(duì)建筑屋頂空間有限的情況，未來(lái)可通過(guò)光伏建筑一體化（BIPV）的方式增加新能源接入，屋頂、墻體2.重構(gòu)建筑供配電，實(shí)現(xiàn)多電源支撐為匹配供電系統(tǒng)的變革，建筑配電也將面臨為匹配供電系統(tǒng)的變革，建筑配電也將面臨新的重構(gòu)，ABB針對(duì)未來(lái)建筑，前瞻性的布與常規(guī)光伏建筑相比，光伏直流建筑更方便分布式能源、儲(chǔ)能和直流負(fù)載及變頻交流負(fù)載的接入，省去部分交直流變換裝置，降低損耗，減少建設(shè)成本。此外，直流微電網(wǎng)可與現(xiàn)有交流微電網(wǎng)或配電網(wǎng)互聯(lián)，形成多元電源支撐，大大增加用電靈活性，減少對(duì)主3.柔性調(diào)控，構(gòu)建供需動(dòng)態(tài)平衡新模式消納問題的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。ABB依托在電力行業(yè)的技07ABB智慧建筑碳中和白皮書在低碳目標(biāo)的約束下，ABB致力于通過(guò)科技手段實(shí)現(xiàn)低碳與體驗(yàn)的雙贏，通過(guò)全面能效提升，打造以人為本的建筑節(jié)能降耗和深度減排，在不降低用戶體驗(yàn)的前提下實(shí)現(xiàn)整體能源使用需量和碳1.源頭節(jié)能，提升用電設(shè)備能效水平高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲(chǔ)能等2.場(chǎng)景化控制，實(shí)現(xiàn)用能過(guò)程的精益節(jié)能和深度建筑就像活的有機(jī)體，多個(gè)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)互通及算法協(xié)同工作，才能達(dá)到舒適，節(jié)能的效果。ABB智慧樓宇控制是監(jiān)控和管理所有建筑機(jī)電設(shè)施的定在最適合的程度。通過(guò)電動(dòng)窗簾智能模塊的算考慮到建筑面對(duì)的變革以及長(zhǎng)生命周期，建筑運(yùn)營(yíng)管理環(huán)節(jié)的低碳尤為重要。通過(guò)基于全生命周期的數(shù)字化手段，ABB幫助建筑用戶實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理過(guò)程的低碳和敏捷，助力建筑資產(chǎn)的保值增值。1.數(shù)字化平臺(tái)和計(jì)算工具，為合理化設(shè)計(jì)等提供供數(shù)據(jù)支撐及驗(yàn)證手段。借助ABBDocWin數(shù)字化設(shè)計(jì)和選型工具、EAM能效與資產(chǎn)健康管理平臺(tái)的可視化統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和云端大數(shù)據(jù)給出的建議和08統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接ABB智慧能源管理中臺(tái)，可節(jié)省30%用電運(yùn)營(yíng)成本和25%能源成本。KNX遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)將打通云-邊-端協(xié)同，以及未來(lái)在云端進(jìn)行的持續(xù)迭代，可以讓i-bus?智能建筑控制系統(tǒng)有效減少30%現(xiàn)條件即插即用的終端設(shè)備配合輕量化的云平臺(tái)，改變了系統(tǒng)部署和建設(shè)投資的理念，將原本復(fù)雜的本地系統(tǒng)化繁為簡(jiǎn)，在控制、采集設(shè)備端即可實(shí)現(xiàn)與云端平臺(tái)直接聯(lián)系，減少通訊轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)的設(shè)備，進(jìn)而降低故障點(diǎn)和運(yùn)維設(shè)備數(shù)量，并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在平臺(tái)端，基于云的方案具備嵌入各種系統(tǒng)的能可視化界面即可獲得簡(jiǎn)單的系統(tǒng)使用和配置過(guò)程，3.大數(shù)據(jù)技術(shù)助力智慧運(yùn)維云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析和積累，建立運(yùn)維診斷專家數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。通過(guò)故障自診斷，定位故障并發(fā)起處理流程，安排服務(wù)工單形成運(yùn)維流程閉環(huán)，提供運(yùn)維措施和預(yù)案指導(dǎo)運(yùn)維人員；系統(tǒng)經(jīng)過(guò)對(duì)既往故障與解決措施的存儲(chǔ)分析與自學(xué)習(xí)，不斷自我迭建筑運(yùn)營(yíng)低碳智能。4242萬(wàn)北京ABB低壓電器有限公司光伏發(fā)電及系統(tǒng)集成項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，預(yù)計(jì)年發(fā)電量42萬(wàn)度，每年將減少約400噸09屋頂光伏地?zé)嵝嘛L(fēng)CO2空氣質(zhì)量?jī)?chǔ)能:空調(diào)水泵充電樁ABB智慧建筑碳中和白皮書屋頂光伏地?zé)嵝嘛L(fēng)CO2空氣質(zhì)量?jī)?chǔ)能:空調(diào)水泵充電樁—R-CELLS，綠色建筑未來(lái)已來(lái)向。ABB攜手天津大學(xué)建筑學(xué)院打造的R-CELLSR-CELLS作為太陽(yáng)能零碳建筑原型，提出了“一生CELLS借鑒生物細(xì)胞自組織、自適應(yīng)、自循環(huán)及1.利用可再生能源實(shí)現(xiàn)零能耗R-CELLS建筑以太陽(yáng)能為主要電能來(lái)源，采用不對(duì)稱V型屋面形式，增加南向得熱和采光，最大成本。R-CELLS建筑方案中應(yīng)用ABB的交直流供R-CELLS建筑將太陽(yáng)能、暖通、新風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)互應(yīng)不同環(huán)境和氣候條件。另外，ABBi-bus。KNXPEONIA系列集節(jié)能降耗、智能便捷為一體，可對(duì)R-CELLS建筑的室內(nèi)溫度、濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)既滿足用戶對(duì)舒適度的需求，也降低能耗，減少3.遠(yuǎn)程云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)維管理R-CELLS建筑通過(guò)傳感器監(jiān)控每個(gè)電氣回路的能過(guò)云平臺(tái)對(duì)接，用戶可以從PC或手機(jī)端隨時(shí)查看R-CELLS建筑充分體現(xiàn)了建筑業(yè)的智慧化和可持一個(gè)縮影。在綠色低碳要求下，R-CELLS建筑為圖3R-CELLS被動(dòng)式太陽(yáng)能新型建筑零碳小屋ABBABB智