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更先进的建筑材料和对建筑科学的更好理解使能源消耗降至零成为可能,当能源消耗在一整年计算时,房屋的净能耗为零。
Net-zero房屋依赖于现场生产的可再生能源,它们通常与公用事业电网相连。在能源生产过剩的时候,不需要的电力被输出到电网。对于太阳能住宅来说,这是在夏季。当现场没有足够的可再生能源时,房子就会从电网中获取所需的电力。当一年中电力的涨落平衡为零时,这就是净零,或者,按照能源部的说法,是零能耗建筑。
乍一看,这个定义听起来很简单。但净零可能会变得复杂。其实有很多方法可以定义它,就像能源先锋公司的艾莉森·贝尔斯本文解释然后在第二篇跟进文章.在一个更详细的场景中,房主必须考虑“场地能源”和“源能源”之间的差异,“源能源”是指在房子里消耗的能源加上到达那里所需的能源。在这种情况下,生产以及传输损失和其他低效率都被考虑在内。当使用非电燃料,如天然气做饭或取暖时,还需要对计算进行其他调整。
如果你想深入研究,可以咨询一下这篇论文详情请到国家可再生能源实验室。美国能源部在2015年的一份报告中提到了这一问题,并制定了自己的定义在这里.
净零建筑仍然相对少见,但它们正在上升。一个叫做零能源联盟每年公布美国和加拿大的零能耗建筑清单。数字肯定在上升。
净零房的共同特征
Net-zero房屋的种类繁多,就像设计它们的建筑师和建筑商一样。除了在现场使用可再生能源,这些房屋通常有一些共同特点:
- 与传统的、符合规范的房屋相比,它们有更多的绝缘材料和更好的窗户。
- 它们的漏气率很低。
- 因为它们很少漏风,所以它们也有全天候提供新鲜空气的全屋通风系统。
- 他们有更高效的电器、照明和暖通空调系统。
- 他们是并网。
没有电网的房子很难达到净零的定义,因为房主基本上没有办法储存多余的能源。有了无电网的房子,夏天产生的所有多余的电力就无处可去了。离网的房主通常会在冬天使用燃气发电机来保持电池充满电。实际上,一个电网连接的房子是将电力储存在电网上,以备以后使用。
建筑性能和净零能源
独栋住宅的净零概念并不是对每个人都有意义。Jean Carroon是持怀疑态度的人之一,他提出了一些担忧一篇文章由东北可持续能源协会于2017年发布。“我们为什么要让一栋建筑成为自己的能源工厂?”Carroon问道。“这对我来说从来都没有意义。”
其中一个问题是公用事业公司向并网太阳能客户提供的电力存储。在某一特定地区,所有净零能耗房屋的发电量都遵循相同的基本升降曲线。但是,如果所有这些建筑都同时使用电网,难道我们不要求公共事业部门提供巨大的存储容量吗?这种存储能力最终对环境有益吗?
另一个小问题是,如果净零被简化为一个简单的会计问题——生产的能源必须等于消耗的能源——只要有可再生能源来平衡,建筑仍然是相对低效的。她举了一个例子,加州的一座办公楼,由于依赖沼气和燃料电池发电,能耗水平“不显著”,但仍达到净零。理论上,如果屋顶能容纳足够的太阳能电池板,即使是通风良好的牛棚也可以被认为是净零。
净零还掩盖了建筑的碳影响,只关注消耗了多少能源。Carroon写道:“我喜欢Elemental Solutions公司的尼克·格兰特(Nick Grant)在2012年的一篇论文中提出的这个想法,即为所有建筑,无论是新建筑还是旧建筑,设定能源需求目标,不依赖任何可购买的或现有的可再生能源。”即使这个系统没有解决碳核算问题,难道它不会给我们的建筑注入比NZE(净零能源)更高的整体性能吗?”
克里斯·马格伍德(Chris Magwood)是加拿大一所可持续建筑学校的负责人,他是解决建筑中碳核算问题的建筑商和设计师之一。在一个白皮书在2019年发表的一份报告中,Magwood认为,在短期内减少碳排放的需要比建造能在几十年内节省大量能源的超高效房屋对气候的影响更重要。从长远来看,净零是很好的,但并不能解决我们眼前的气候问题。
真正重要的是住户
最后,考虑乘员行为对能源消耗的影响。理论上,一所房子可能有在净零状态下运行的潜力,但粗心或粗心的错误很容易使天平朝错误的方向倾斜。
居住在几乎相同的高性能住宅中的家庭将根据他们的行为使用不同的电量。有些会达到净零,有些不会。这就是南山公司(South Mountain Company)在玛莎葡萄园岛(Martha’s Vineyard)建立的案例五个零的房子为岛住房信托基金该公司向任何实现净零操作的家庭提供400美元的奖励;两家成功了,其他的没有成功。一个家庭一年的用电量是太阳能板提供的两倍。在另一个案例中,一个孩子关掉了光伏系统的开关,导致一个月的产量减少到本该的一半以下。
能源顾问安迪·夏皮罗(Andy Shapiro)这样总结道:“没有零能耗住宅,只有零能耗家庭。”
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