挪威的尝试:建筑如何自发电?

 新闻中心     |      2022-07-02

  峡谷林茂,崖下湍河,开始还略有梯田,后来地势越是爬升原始,最后总会在一阵挣扎穿行之后,迎来一份无垠壮阔,远处鬼斧神工般的山脊线条静静躺着,拨弄着云天同色间漏缝投下的光线。

  中华文明对于“自然”的追求源于道法哲学,其本义于减法中追求一种简单、简洁、简约的文化,而2009年的北京严重雾霾污染再次敲响了民族对于自然和谐的记忆,开始反思什么样的发展是真正的靡费,什么样的投入才是线年巴黎协定,中国有了答案,且为全世界设定了一个高度,即2030年实现达成阶段性碳减排成果、2060年实现真正的能源零碳化。新能源如太阳能、水能、风能、核能等清洁能源供给侧改革陆续展开,而远在北欧国域的挪威、名为“特隆赫姆(Trondheim)”小镇的建筑太阳能尝试,或许能够提供城市建筑能源的创意和参考。

  ICL Digital Twin(以下简称ICL),是一家数字孪生科技的新兴企业,其利用BIM全周期数据、IOT终端传感采集、太阳能光电系统、AI智能配电算法等多元科技,从而提供给存量建筑以能源最佳优化的方案。在挪威小镇特隆赫姆(Trondheim),其尝试在整片社区中进行全域能源系统的基础调研,从而通过各栋建筑物密集部署的传感器,确切地了解社区内建筑物的能源消耗情况。

  通过对于电力能源、废气废料等数据采集,其在三维数据引擎底层支持的社区能源管理系统中,首先全方位地展示了能源消耗的量化情况,同时通过建筑物已有BIM模型构件数据,对不同材质、构件架构、能量流动等情况进行了沙盘模拟,进而对在存量建筑格局中,如何通过更换相关建筑材料、如何改善终端温度、灯光等能源消耗等细节提出了完整的解决方案。

  想要再造卓越,先要重塑自我,而重塑并非推倒重来,而是在有限的时空条件中,卸去过去守旧的思维包袱,诚恳而批判地看待可调用的资源、可商榷的路径。挪威小镇的存量能源情况以及对消耗结果的优化,其间接也告诉了ICL团队社区正常运转、良好运营所需的能源标准,而正因为有了标准,相关的尝试才能够设定不断迭代的新高度。

  既然存量的建筑格局不可变,那外在的空间是否可搭建?通过现有的太阳能光板等新能源手段,墨黑的硅瓦在屋顶并排铺陈,其折射的光亮既是能源的热度,也是“建筑单方面消耗能源”呆板印象向“存在即有价值”的新能源思维的希望。通过屋顶太阳能光板,全社区区域三维模型可视化的直观呈现下,公司可对全年光照角度、天气情况多种场景进行模拟,并配合BIM数据提供的屋顶角度等确切地了解太阳能发电的最佳角度等参数设置。

  量化来看,通过存量节能和自发电驱动,挪威小镇“特隆赫姆”将社区整体能源需求控制于每年0.6吉瓦,而可通过建筑物自发电手段逆向贡献至少每年1吉瓦的电能并入公共电网中,以实现真正的零碳增能。依托着社区能源管理系统,ICL在社区和电力公网之间建立了双回路,并在社区三维模型中查看各建筑单元能源消耗及新发电情况,通过后台及时调控并网的电力规模。

  同时,在既有的建筑数据、能源数据、气候数据、地形数据等基础数据的加持下,在BIM、IOT等数据的交叉分析和深化应用中,其依托现有系统还可以对意外事故、极端天气等造成社区破坏的事件潜在电力影响作出预判,从而制定预案予以应对。手段和工具常有,却在新思路的整合、新科技的赋能中得以实现了真正的降本增效。

  2021年7月,我国东北等地区开始出现停电,而这一景象不禁将人们带回到1990年代末期,从而引发了人们对于能源再一次缺失的思考。但这次的城市普暗,其原因并非根由于能源总体规模的不足,而更在于能源结构的供给侧改革和结构性调整。高度依赖于煤炭、石油等化石能源的经济发展不可持续,其不仅仅是未来没有持之不断的资源供给,更在于其能源的生产带来了巨大的环境代价。

  人类的漫长历史,一次次转型升级都容易流于急功近利,而忽略了过程动作中可能需要付出的代价,忽略了本应该配套成型的法律、措置、基础设施,而一次社会转型的成功转变,恰恰意味着需要集中资源、集中思想、集中决策来开创一种新文化、一种新范式,而2021年的停电可能便是传统化石能源退出和新能源登场之间的必然阵痛。

  而如能够借助BIM、IOT、AI等多类新兴科技的交叉赋能,让我国的建筑能够在存量中做减法以消能耗,自发电以弥补缺,并公网以分调配,那么建筑就不再是传统资产负债表中的“折旧摊销”固定资产,而是能够帮助我国从60%依赖化石能源的畸形结构逐步转变为清洁能源主导的有效“利器”。

  类似的,过往为人所忽视的荒芜土地和极低的社会经济属性,也在太阳能的新能源发展中得到新机。例如我国光照资源第二大丰富的青海省,其极低的人口密度和大片的荒芜土地,为建设规模化的太阳能发电站提供了绝佳的场所,保证了在向自然转化电能的同时,不至于对社会经济发生过大的影响。

  而炽烈阳光转化而成的滋滋电流,便通过全国25条特高压线路,让西北大漠的光点亮东南沿海百姓家中的灯,实现了能源的错空配置、时间留存。而其中输送的电量,来自于分布于相当新加坡国土面积的广袤地域上,而生产出来的电量目前足以应付以色列全国规模的使用需求。

  2010年启动的新能源战略,其光伏产业的供给侧激活,随着规模生产的不断深化而推升我国成为全球新能源产业的领导者,而据统计全球2010年至2021年之间的电力贡献权重,其中光伏发电已从不足2.5%推升到了10%。人类过往经济发展中的盲目与冷漠,正在跨江越界和严密思维的坚持推进下,不断地打破过往漠视自然空间、公共生态的隔膜。

  过往的长期贫困和粗粝焦灼,在改革开放、加入WTO之后的高速发展中得以安全感的重新获得,但财富积累已经到了不能只以埋头苦干、而不顾全局得失的阶段。实用理性的经济基础上,今时今日的大国担当更强调命运共同体的终极思考,人文理想、自然情怀也在今时今日的经济中凸显了自身的色彩。