太阳能
建筑领域利用太阳能的方式主要有两种:
● 太阳能光伏发电为建筑提供电力
● 太阳能集热为建筑提供生活热水、采暖和制冷。
这两种技术都可以在不同规模的建筑(群)中,以独立或并网的形式布置。
太阳能光伏
太阳能集热适合直接提取利用用于建筑供暖和生活热水加热的,主要指中低温地热能(约10℃ 至150℃),如浅层地热能和中低温水热型地热能。当温度较低,需要通过地源热泵的使用将这个深度的热量提高到建筑所需的温度水平。中低温地热能也是区域供暖系统中传统化石燃料热源的理想替代能源。
风能在建筑领域的分布式利用主要是通过在建筑屋顶或建筑群内的空地上设置小型风力发电机组为建筑提供电力,多以独立的形式存在。
垂直轴风力发电机
2.3 地热能
地热能是通过提取储存在地下岩石或土壤中的能量来发电、供暖和制冷。地热能通常分为三种:
● 浅层地热能:从地表至地下200米深度范围内,储存于水体、土体、岩石中的温度低于25摄氏度,采用热泵技术可提取用于建筑物供热或制冷等的地热资源
● 水热型地热能:储存于天然地下水及其蒸汽中的地热资源
● 干热岩型地热能:不含或仅含少量流体,温度高于180摄氏度,储存在固体岩石中的地热资源
地热能开采
生物质能
生物质是指有机来源的材料,是自然界中生存或生长的物质以及生物和死亡生物的废弃物。城镇区域可用于能源生产的生物质一般有两类:
● 残留物、副产品和废物,以及
● 能源作物
残留物、副产品和废物主要是在城市生产和生活的过程中产生的,包括液态粪便、排泄物、垃圾和收获残渣,以及贸易和工业产生的有机废物。能源作物是指以生产能源为目的种植的如玉米、油菜和谷物等作物以及木材和草等速生植物,通常在能源种植园
中短期轮作种植。能源作物被加工成沼气、木柴、木屑和颗粒。这些生物质燃料可在火力发电厂中转化为热能和电能。
生物质锅炉
2.5 可再生能源的发展潜力
根据2020年4月发布的《中国可再生能源展望2019》,实现2050年全球气温升温控 制在2摄氏度以下的目标情景需要大幅提升可再生能源在一次能源消费中的比例,特别是太阳能和风能。在电力系统中,太阳能光伏发电和风力发电到2050年将承担超过70% 的电力生产 (国家发展和改革委员会能源研究所,国家可再生能源中心,英国儿童投资基金会, 2020)。
在中国明确了2030年二氧化碳排放达峰和2060年碳中和的目标后,根据清华大学气候变化与可持续发展研究院于2020年9月发布的中国低碳转型路径研究结果,中国长期低碳排放路径选择需要从强化政策情景向2ºC和1.5ºC目标情景的过渡。实现2060年碳中 和需要实施以1.5ºC目标为导向的长期深度脱碳转型路径 (清华大学气候变化与可持续发展研究院, 2020)。因此,可再生能源在未来能源结构转型中将肩负更大的责任。