零碳中国|“光储直柔”建筑

2021年10月24日，国务院印发《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》，《通知》中明确要求：加快优化建筑用能结构；深化可再生能源建筑应用，推广光伏发电与建筑一体化应用；提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。到2025年，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。

在当前双碳驱动、绿色经济转型的背景下，为适应高比例的可再生能源结构，建筑电气化已经成为未来的发展趋势。建筑电气化不仅要提高建筑电气化率，还要发展新型建筑配用电系统。未来为适应可再生能源在电网侧高比例渗透和在建筑周边分布式发展的新趋势，建筑配用电系统迫切需要发展新技术，其中“光储直柔”是关键。

“光储直柔”并非是新概念，但对建筑领域却称得上是“全新探索”，顾名思义“光储直柔”通过分布式光伏发电、储能、直流配电等技术最终实现建筑整体柔性用电，这是建筑行业、电力电子行业、电网之间的相互碰撞。

与传统建筑相比，运用光储直柔技术的建筑具有设备投资少、回收投资周期短、节能优势明显、电能利用率高等优点，未来在政策引导下将会大力开发，有望迅速推广，将成为今后建筑配电的重要发展方向。

近日，江亿院士在第十七届清华大学建筑节能学术周公开论坛上做的报告。

江院士认为“光储直柔建筑”配电是发展零碳能源的重要支柱，并且有利于直接消纳风电光电。

“光储直柔建筑”配电是发展零碳能源的重要支柱

• 光：充分利用建筑表面，发展光伏

• 储：蓄电池，连接临近停车场充电桩

• 内部直流配电，通过直流电压的变化传递对付在用电的需求

• 作为弹性负载，实现柔性用电

• 建筑入口功率实现大范围可调节的柔性用电是最终的目的

   每平方米办公建筑+电动车：0~1MW

   每平方米居住建筑+电动车：0~0.5MW

光储直柔建筑可依靠零碳电力运行

• 在百公里内有风电、光电基地

• 每晚向风电光电基地提交第二天的总用电量和负载用电曲线

• 控制中心根据天气预报得到风电光电的变化，确定各个建筑第二天用电曲线，使风电光电有效消纳，而各座建筑蓄能调节量最小

• 各座光储直柔建筑严格按照用电需求的曲线调节，实现零碳

建筑光储直柔消纳风光电

• 每万平方米办公建筑+100个智能充电桩和车：可形成1MW调节额能力，5MWh的储电能力

• 每万平方米居住建筑+100个智能充电桩和车：可形成0.5MW调节额能力和5MWh的储电能力

• 200亿平米居住建筑、50亿平米办公建筑和20亿平米公共设施改为“光储直柔”并结合2亿辆电动车，可消纳17亿kW外界（百公里以内）风电光电

• 这些建筑自身光伏4亿kW，加上外界风电光电，共21亿kW，年发电2.5万亿kWh，可满足除冬季三个月之外自身用电和索链接2亿辆电动车用电