建筑“智能化”可降低能耗与碳排放量

新一届美国政府认为，这个国家和整个星球“面临的最大挑战就是气候危机”;美国能源部，一直是美国为应对气候紧急情况挑战提供科学和创新解决方案责任部门。它的项目办公室和17个国家实验室，每天都在研究、开发和部署未来的清洁能源技术，包括电池存储、可再生能源、电动汽车、碳捕获和弹性电网基础设施。ABB智能建筑部门总裁奥利弗•伊尔蒂斯伯格(Oliver Iltisberger)认为[1]，“智能”建筑也是降低能源消耗和碳排放的关键。依据是国际能源机构(IEA)的数据，建筑和建筑行业合计占全球能源消耗的30%以上，占碳排放量接近40%[2]。

随着世界上许多国家的政府为减少碳排放制定严格的目标，“绿色”建筑不再是奢侈的选择。预计建筑开发商从一开始就会主动把减排技术纳入其开发，以满足监管部门、客户和居住者的可持续发展需求。

因此IEA认为，现在转向更节能的建筑，是实施成功碳减排战略的核心。它还发现，到2040年，智能控制和连接设备，全球可累计节省能源230 EJ[3]，建筑物的能耗降低高达10%，也提高了建筑使用者的舒适度[4]。

智能建筑[5]可以通过多种方式帮助实现这一目标。

利用数据解决效率低下问题

因为建筑要适应使用者的需求和管理者的目标，节能、减排、降低成本变得更直观了。

虽然许多商业建筑，从中央控制照明、暖通空调系统(HVAC)到安全保卫和能源管理系统的远程管理，已装设了某些智能技术元素，但并非所有的管理者都能运用这些设备产生的数据，采取措施，减少他们碳污染的特性。

采用智能技术，建筑物管理者能够随时查看他们的资产(如供暖、照明和门禁控制)的运行状态。这些数据可以用来全面了解建筑物中不同系统如何相互作用，以及可能影响它们的外部因素。

运用这种洞察力，运营商可以实施有效的建筑控制，管控效率，确定维护事项，确保住户安适，通告未来投资的顺序。例如，一个建筑物因住户变了，以不同的方式使用，数据就会告诉管理者需要做些什么，以确保尽可能高效地运营。

在工、商和住宅环境，利用有综合方案的数字平台支持智能建筑，可实现节能、降低电耗和成本。

这种方案，如全面实施，通常可使供暖、照明和家电的能源成本降低30%。例如节能控制装置，可从根本上提高暖通空调系统的性能，能耗减少高达50%。

相对于安装一个基本智能管理系统节能的成本下降，智能建筑立即可证明它们的价值。据汇丰银行(HSBC)的一份报告说，如果一个智能系统使能源成本节省25%，一座5万平方英尺的建筑物，系统的安装成本只有3.75万美元，每年可节省2.3万美元，不到两年即可回收投资。

整合技术创建“能动”的建筑物

智能技术，除了减少碳排放量，还可用来整合一系列技术，使建筑具有“能动性”：能发电，足够自用;多余电力，储存或回售电网。

例如，德国吕登沙伊德(Lüdenscheid)的二氧化碳中和厂[6]，把各种技术，包括太阳能光伏、电动汽车充电桩、能源智能管理和高效热电联产装置等，整合成一个数字网络化和可控的智能系统。阳光明媚的日子里，太阳能技术可以产生工厂所需100%的电力，而且与当地的热电联产电厂联网，Lüdenscheid发的电多14%，每年少排630吨的二氧化碳。盈余的电力可回售公共电网，意味着这个现场是“能动”的。

ABB Lüdenscheid工厂现场，硬件：光伏系统(占地3500平方米，安装在公司停车场(棚)上);电池储能系统(BESS，容量275 kWh，输出200kw)

迈向可持续发展的未来

如果要实现雄心勃勃的全球碳减排目标，未来10年至关重要，而建筑物脱碳是需要克服的主要挑战之一。随着建筑物变得越来越智能化，可以研究居民如何使用空间和服务，前瞻地调整照明、暖通空调和其他系统，智能技术的使用将发挥关键作用，以改进应用，减少排放和降低能耗。

随着时间的推移，各种类型的建筑将会变成“能动”和“负碳”的建筑，并将有助于对抗气候变化。充分利用智能技术将确保以最优方式利用空间，建设一个更安全、更智能和更可持续的世界。

资料与注释：

1. Open Access Government, Building “smart” to reduce energy & carbon，March 11, 2021

2. https://www.iea.org/topics/buildings

3. EJ, exajoule, 能量单位，1EJ=1018焦耳≈2.8•1011 kWh

4. Digitalisation and Energy Technology report — November 2017, International Energy Agency

5. Open Access Government, What are intelligent or smart buildings? April 28, 2020

6. ABB, ABB presents state of the art solution for CO2-neutral and energy self-sufficient factory of the future at its site in Lüdenscheid, 2019-05-08