剧透！首个实用化零能耗智慧能源建筑将亮相第五届世界智能大会
津云
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位于中新生态城和风路南侧的公屋展示中心，是天津市较早应用清洁能源和节能减排技术实现减少碳排放的建筑之一，该建筑日常作为生态城管委会的办公场所，为区域内居民提供不动产登记、展示、销售等业务，总占地面积8090平方米，建筑面积3467平方米。
随着近年来建筑内用电设备越来越多，密封条、光伏发电设备等设施逐渐老化，建筑的气密性降低，屋顶铺设的光伏板发电量已经无法满足建筑能耗需求。2021年1月开始，国网天津电力与生态城管委会开展深度合作，推广复制“0+小屋”的建设经验，从产能、储能、控能、用能方面对该建筑进行“零能耗”改造，通过对建筑围护结构改造、暖通、弱电系统调试和控制实现建筑节能最优，通过对太阳能光伏进行维修和改造，增加光伏面积从而增加可再生能源电量。
国网天津综合能源服务有限公司技术工程部经理吴明雷对记者表示：“我们在屋顶、车棚和路面加了很多光伏板，在原先建筑设计的基础上重新排布，规划角度，把所有能获取能源的位置全部因地制宜地利用好。我们在光伏板上放置了一些机器人，做好清扫工作，并连接到后端的管理平台，这样就提升了很多效率。同时，作为光伏产生的一个副产品，光热可以直接产生热水，满足公屋的办公生活用水需求。”
改造完成后，光伏板面积达到了2200平方米左右，发电效率得到很大提升。
公屋内的空调系统则是靠可再生能源——地源热泵来实现。地源热泵是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。“地源热泵的用电来源是光伏，举个例子来说，光伏产生1度电，利用这1度电通过地源热泵，我们可以获得4—5度电的热能。”
该建筑现有光伏年发电量约为15万千瓦时，改造后光伏年发电量将提升至约23万千瓦时，年减少二氧化碳排放量约234吨，100%满足公屋展示中心全年用电需求，最终打造为天津市首座规模化、实用化零能耗建筑。它将于第五届世界智能大会期间正式对外开放。
除了公屋展示中心，3月16日，具有“生态宜居”“产城集约”两种典型智慧能源小镇——惠风溪智慧能源小镇和大张庄智慧能源小镇已在天津全面建成并对外发布。两个小镇区域供电可靠性、清洁能源利用比例、电能占终端能源比重、综合能源利用效率等核心技术指标均达到国际领先水平。
绿色生活
造型颇具未来感的光伏座椅，两侧分别有光伏垃圾桶，来这里跳广场舞都不用带音箱，可以一边连着光伏座椅的蓝牙音箱，一边给手机无线充电。这一幕出现在中新天津生态城甘露溪公园的惠风溪智慧能源小镇。这是全国首个城市智慧能源公建项目，将绿色能源与智慧能源小镇公建进行了深度融合，创新绿色能源与公建应用场景，深化小镇公建新能源使用体验，展示了可再生能源清洁低碳用能新模式。
惠风溪智慧能源小镇还特别修建了一座零能耗智慧建筑“0+小屋”，为“碳达峰、碳中和”减排目标做出了示范和引领。
客厅、工作空间、生活空间，身处小屋之内，屋内摆设乍看和普通家庭别无二致，但只有置身其中，才能感知：智能控温控湿只是这座小屋神奇之处的冰山一角。作为天津市首个零能耗智慧建筑，“0+小屋”不仅实现全部能源自给，更实现建筑内的舒适体验。
这座零能耗智慧小屋共有调蓄空间、绿色氧吧、零能耗概念空间、智慧家居体验空间和智慧商务体验空间5个空间，135平方米的“0+小屋”，最大限度利用屋顶、路面等可用空间，铺设了60块光伏板，装机容量达20.7千瓦，在光照条件较好情况下，每天可发出60度电，完全做到了建筑用能自给自足，并实现余电上网，成为区域分布式电源。
除实现电能“零能耗”，这个小屋浑身都是“绿色”材料，置身在小屋之中，体感颇为舒适。“0+小屋”采用“被动房”节能技术和材料，可阻断内外热交换，使建筑能耗水平较国家标准降低85%以上。
绿色办公
天津市北辰区大张庄智慧能源小镇商务中心，作为智慧能源小镇首个已建成投运的实体工程，于2017年5月投入运行。
示范工程主要包括5个部分：一是在大楼两侧建设电动汽车充电系统，并同步开展“津e行”电动汽车分时租赁业务；二是利用湖岸7台5KW风机建设风力发电系统；三是利用商务中心屋顶、车棚建设总容量为286.2千瓦的光伏发电系统；四是利用一套磷酸铁锂电池储能单元，打造风光储一体化系统；五是利用3台地源热泵机组建设供冷供热系统，同时应用群智能控制技术，实现去中心化的建筑用能自趋优运行。
“新能源发电和地源热泵机组加在一起大概能自给40%的用电需求。”国网天津市电力公司城东供电分公司营销部，项目负责人杨国朝向记者介绍说。
在上述五大系统的基础上，搭建综合能源智慧管控平台，实现多种能源互联互补、智能调控、高效互动和优化运行，保障北辰商务中心能源绿色高效利用。
按照业务功能，将能源管控平台分为能源生产、能源消费、能源互动和能效分析四部分。
首先，第一部分是能源生产。能源生产包括电能生产和冷热生产两大部分。电能生产由光伏、风机、储能、市电提供，冷热生产由地源热泵实现。地源热泵冷热联供系统主要包括3台地源热泵以及配套附属设备，利用“十三五”国家重点科技项目研发的群智能控制技术实现楼宇用能去中心化、自组织的方式智能运行，相当于为建筑提供了类似于“植物神经”的智能系统，通过中央决策和现场调解相耦合，满足对建筑中“物”的监控和管理需求，制定最优运行方案，实现客户侧节能和柔性负荷参加电网需求响应的双重目标。
能源管控平台可以实现三种形式的能源互动。第一种，储能系统与光伏发电系统互动，利用储能系统来平滑光伏出力。提高用户的电能质量。第二种，储能系统与市电互动，实现削峰填谷。第三种，商务中心温度趋优控制。实现房间温度远程智能调控，达到办公环境舒适度和节能降耗的最优平衡。
从能效上来看，传统供能的能效比只有2，这套风光储、地源热泵一体化的综合能源方案，能效比达到2.38，综合能源利用效率提升19%。“每年电费比改造前节约大概100多万元，这对于我们的管理费用来讲是很大的一笔钱了。”天津北辰经济技术开发区基础设施建设部李广星对记者表示。
天津日报经济新闻中心&新金融传媒
统筹策划 刘韵涛 李振江 王晓东
记者 王雅菡 苏晓梅
