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区域建筑能源发展规划研究报告摘要
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建立区域建筑能源数据共享发布长效机制
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八 区域建筑能源发展的保障措施
........................................................................... 30 完善标准规范
....................................................................................................... 31
推动技术进步
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加大政策扶持
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参考文献
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目
录
CONTENTS
引言
............................................................................................................................. 1 一 区域建筑能源的特征和定义 ................................................................................. 2 二 区域建筑能源的发展趋势分析
............................................................................. 4 三 国内区域能源相关政策
...................................................................................... 14 四 区域能源发展国际经验
...................................................................................... 16 五 区域建筑能源典型案例
...................................................................................... 20 业主主导类型项目 ................................................................................................ 21
节能公司综合能源服务项目
................................................................................ 22
结合节能监管平台开展需求响应项目
................................................................ 24
电力公司综合能源服务项目
................................................................................ 25
国家级能源互联网试点项目
................................................................................ 25
六 区域建筑能源发展市场规模与目标
................................................................... 26 区域建筑能源市场规模
........................................................................................ 26
区域建筑能源发展目标
........................................................................................ 27
七 区域建筑能源发展的重点工作任务
................................................................... 28 引导大型建筑、园区和城镇编制区域建筑能源发展专项规划
....................... 28
鼓励开展直流建筑、电网友好型建筑、能源交互式建筑示范工程
........................ 29
推动区域建筑整体参与电力需求响应和电力市场交易
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引言
“十四五 ”期间是我国在完成决胜全面建成小康社会基础上，开启社会主义现代化国家建设新征程的关键时期。
■ 我国能源发展正进入从总量扩张向提质增效转变的新阶段，国家《能源生产和消费革命战略 (2016-2030)》对能源消费革命和能源供给革命等均做出了部署。建筑不仅是能源消费端的主要用户，与建筑结合的各类分布式能源已经成为能源供给端的组成。
■ 建筑节能和绿色建筑面临的外部环境发生了很大变化，包括电力体制改革持续推进，增量配电网改革试点相继落地、工商业电价连续降低、光伏发电成本大幅下降、分布式能源参与电力市场化交易等。
■ 新建建筑用能负荷强度已经下降到较低水平，而接下来要重点解决的是用能负荷在时间上分布不均匀的问题，即提高建筑用能负荷柔性，减少负荷峰值对电力系统造成的冲击。
■ 随着建筑节能标准的不断提升，新建建筑能效提升的边际效应逐步显现，要进一步挖掘建筑节能潜力必然要从单体建筑向区域化规模发展，从建筑需求侧向建筑供需协同转变。
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一 区域建筑能源的特征和定义
■ 本研究中的区域建筑，泛指校园、社区、园区等由多种类型、多种功能的单体建筑构成的建筑群，占地面积 1~100
平方公里，总建筑面积 10
万 ~1000
万平方米。
除了规模，区域的开发建设及运营管理模式和建筑能源工作的长效开展也有很强的关联性。以园区为例，目前的管理模式主要分为三类：政府主导型、开发公司主导型、混合型。政府主导型管理模式是指由地方政府来主导园区建设与管理，开发公司主导型模式主要是以企业作为园区的开发者与管理者，开发公司采用市场化方式建设并管理园区。混合型管理模式将政府主导与开发公司主导进行结合，政府部门既设立了园区管委会，又成立了投资开发公司，管委会负责政府行政管理职能，投资开发公司负责企业运作职能。三种管理模式各有利弊，开发公司主导型与建筑能源统一规划、分期建设、长期运维的全过程特点更加匹配。
图 1 区域建筑能源发展趋势 绿色生态城市
区域建筑能源
建筑本体节能
削减峰值
提高能效
发展目标
综合能源服务
建筑节能服务
产业发展
供需耦合
仅需求侧
用能关系
电压等级
380-10KV
10KV-110KV
规模尺度
几千至数万平米
几万至数百万平米
■ 区域建筑能源：指满足建筑及相关产业的电力、空调、采暖等能源需求的 “源、 网、荷、储 、用”系统。
■ 区域建筑能源发展：包括了区域建筑能源系统投资、建设、运营环节的全部活动。
■ 综上，区域建筑能源发展，具有如下四方面的特征：
★ 地理空间较为集中，并且有一定的边界范围； ★ 建筑类型多样，规模较大，可达到数十万至上千万平方米； ★ 可对能源系统进行统一规划、分期建设、长期运维； ★ 有清晰的运营管理主体。
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二 区域建筑能源的发展趋势分析
■ 单体建筑能效提升边际效应逐步显现，建筑用户侧能源消费结构逐步优化，电能将成为未来建筑最主要的能源类型 随着我国新建建筑节能标准逐步从节能 30%提升到 75% （北京市于 2020
年 7
月 16
日，发布了《居住建筑节能设计标准》（ DB11 / 8 91 - 2020 ）。新版标准提高了建筑节能目标和围护结构热工性能，提出规定性指标与性能化指标双控要求，明确了建筑物供暖能耗指标 的现行值与引导值，从标准指标要求看，率先将居住建筑节能率由 75%
提升至 8 0%
以上，属于全国最高水平），建筑围护结构性能已经得到极大提升、高能效的建筑设备得到普遍应用，建筑节能标准的要求已经开始转向超低能耗、近零能耗乃至零能耗。全国总的建筑能耗强度增长趋势放缓，建筑本身能效提升的空间逐步收窄。
随着建筑终端用电设备的增加、充电桩普及、清洁取暖推进、电能替代等影响，全国的能源消费结构发生了显著变化，建筑的用电特性发生了转变。近年来，全国化石燃料占比小幅提升，低品位采暖热量占比基本维持不变，电能占比大幅提高，农村生物质能占比减小。其中，建筑电气化的显著增长趋势主要体现在 2001 - 2017
年间，人均建筑用电量增长了 4倍，建筑用电量的年均增速达 9 . 4% ，建筑电气化率提高了 29% ，电能在建筑终端能源消费总量中的占比从 23%
增长到 43% ，增长了将近一倍。
图 3
是北京市某区的用电负荷数据情况，可以看到：
▲ 近五年来区域总的用电量增加、电力峰值负荷增大、冬季出现用电高峰、电力峰谷差超过 2:1。
▲ 农业用电总量小、全年波动很小。
▲ 工业用电总量大、全年波动不大。
▲ 居民生活用电总量不大，但季节波动很大。
▲ 公共建筑等第三产业用电总量较大，季节波动较大。
图 2 我国建筑节能标准的发展（图片来源：中国建筑科学研究院）
未来，建筑电气化仍将持续。一方面是内因驱动，电能作为二次能源没有室内污染排放，用户越来越多地使用电热水器和电炊具以减少室内燃料燃烧，电能替代持续进行；同时电气化数字化、智能化设备的数量增加也拉动了建筑的新增电力需求。而另一方面是外因驱动，在城市能源转型战略下，未来终端能源消费结构中的电能占比需要大幅提高到 60%
以上，其 中建筑领域的上述比例甚至要达到 70%
以上，远远高于当前水平。
由此可见，建筑电气化未来还有很大的发展空间，电能将成为未来建筑最主要的能源类型。
■ 光伏发电度电成本的探底并未出现停止迹象，今后光伏规模化应用要向技术进步和非技术成本要效益。
早在 2009
年，为支持国内促进光伏发电产业技术进步和规模化发展，国家实施了 “金太阳”和 “光电建筑 ”两项示范工程 ，极大地推动了中国的光伏发电项目。十年来，随着光伏发电规模化发展和技术快速进步，在资源优良、建 设成本低、投资和市场条件好的地区，已基本具备与燃煤标杆上网电价平价（不需国家补贴）的条件。可喜的是，随着双面面板、更大的太阳能模块以及太阳能追踪技术的发展以及转换效率更高的钙钛矿太阳能电池量产化，光伏发电度电成本的探底并未出现停止迹象。
今后光伏发电在区域建筑中的规模化利用，一方面是要向技术进步要效益，另一方面是向非技术成本要效益。
■ 储能电池主要应用于电网辅助服务（调峰调频）、集中式清洁能源并网和用户侧。用户侧储能仍需解决政策、技术和管理问题。
“十三五 ”期间 ，中国储能产业进入了高速发展时期。据中关村储能产业技术联盟的统计数据，截至 2019
年 12
月底，中国已投运储能项目累计装机规模为 32 . 4GW （含物理储能、电化学储能、储热），同比增长 3 . 6% 。储能对于能源体系转型的关键作用已经显现和初步验证。
图 3 北京市某区的用电负荷数据情况
储能电池主要应用于电网辅助服务（调峰调频）、集中式清洁能源并网和用户侧。与区域建筑能源发展直接相关的是用户侧储能。
用户侧储能在区域建筑当中普及需要解决的，一是政策性问题，由于用户侧储能的成本相对较高，激励用户侧储能发展需要一定的政策性支持和补贴。二是技术性问题，储能电池有其响应速度快，便于模块化生产的优势，但同时也具有一个缺点，其充放电次数决定了储能电池是一个消耗品，需要从提高生产工艺，优化充放电管理程序，发展储能电池回收再利用技术三个方面着手解决。三是管理性问题，用户侧储能容量的增大，将会对电网的调度带来新的变革和挑战。其中，用户侧储能的安全性是当前突出的一个瓶颈问题。
■ 建筑内部完全改为直流供配电、彻底取消交流环节、改变建筑的供配电方式，从输电、配电到用电的全直流电力系统已经到来。
本世纪开始的电力电子器件的飞速发展，可以实现高效可靠的直流变压和直流开关，对 1
千瓦以内的小功率装置，其成本已低于交流变压器，对 1
兆瓦以内的装置，其成本也在可接受范围；通过电力电子器件实现由直流电驱动同步电机，可灵活精准地调控转速和扭矩，已成为未来电机发展的主要方向；建筑内的直流微网依靠其分布连接的蓄电池和电力电子器件，通过智能控制，也可以有效吸收负载瞬态变化的冲击，维持系统的稳定可靠。传统交流电相对于直流电的技术优势正在逐渐削弱，在建筑配电系统中直流电逐渐具备了替代交流电的技术可行性。
建筑内部完全改为直流供配电、彻底取消交流环节、改变建筑的供配电方式，从输电、配电到用电的全直流电力系统已经到来。区域建筑 能源系统是架起分布式电源与 “直流化 ”用电负荷之间的桥梁。
■ 并网型微电网在区域建筑能源系统中商业化应用的未来发展前景可期。
随着分散式与集中式并行的电网发展趋势逐渐显现，微电网因具有与大电网友好互动的特性而受到业内的一致追捧，同时微网内部光伏、储能等关键元素的成本持续下降，使其已然成为社会资本参与配电网投资的重要入口。
随着新一轮电改对配售电领域的开放，以及电力市场建设的成熟，并网型微电网必将成为市场争夺的主要目标。十三五时期，不论国有企业还是社会资本投资的微电网项目，基本上都处在 “示范”阶段 ，一方面是微电网体现经济性需要仰仗内部关键元素成本的进一步降低，另一方面也是目前电力市场化和电价机制没有给到新业态一定的盈利空间。而电网企业布局微网项目，更多的是看重传统电网的新型保底模式探索，以及未来的发展布局和远期利益。
从国外微电网应用的成功商业案例可以看出，微电网在偏远地区则可作为大电网供电的商业替代方案，在城市地区的应用价值则侧重...