我很清楚,如果我们希望避免灾难性的气候变化,我们需要开始把我们的建筑视为清洁能源发电厂。下面我将向您展示,这比您想象的要简单。全球专家强调三件事:我们面临气候危机的紧急情况;我们有办法解决危机;我们的未来取决于坚定的地方气候行动,现在就开始。
随着美国气候政策的逆转和巴黎气候协议的问题,人们很容易忽视一个事实,即清洁能源转型已经在进行中。
因为清洁能源是技术,而不是燃料,创新会降低成本。对清洁能源的更多需求意味着更多地部署清洁能源,这将带来更多的经验和学习——进一步压低成本。这与化石燃料开采有本质的不同。每一吨煤都比上一吨难获得,从而推高了成本。
清洁能源领域的吸收速度快于预期,成本下降也快于预期,令能源分析师感到震惊。在过去的七年里,太阳能的平均成本下降了惊人的85% (Lazard)。同期,风能成本下降了66%。锂离子电池在过去6年里下降了80%(麦肯锡公司)。
可再生能源的繁荣正在达到一个拐点。2015年,非化石能源占全球能源净新增供应的51%。一些分析人士预计,到2020年,非化石燃料将占净新增能源供应的100%。“化石燃料峰值”可能即将到来。这对地球来说是个好消息。但是,如果不进行建筑能耗的革命,这是不够的。建筑行业是当今美国最大的温室气体排放来源。这是一个问题。但是建筑可以作为能源来源成为解决方案的一部分,我说的不仅仅是屋顶太阳能电池板。
碳中性建筑成为一种资源
我们可以通过建筑的超能效“产生”的“负瓦”是一种未被开发的能源。这些负功率对电网尤其有价值,因为它们的“发电量”在高需求时期自然达到峰值,取代了碳密集型的煤炭或天然气“峰值电厂”。
建筑可以是气候行动的一种形式,特别是在大型的生产建筑规模上。当我们使我们的建筑环境更加节能时,我们就破坏了对化石燃料的需求,价格就会下降。这使得较难开采的化石燃料价格过高,无法以较低的市场价格开采,导致它们被困在地下。我们的建筑越节能,就会有越多的化石燃料留在地下。将此与向可再生能源、储存和需求响应的过渡结合起来,你就有了采取有意义的气候行动的秘诀。
如果我们可持续设计的目的是帮助拯救地球,那么我们需要关注有意义的、可扩展的碳减排建筑解决方案。为了做到这一点,我们使我们的建筑如此高效和经济,使这种方法成为建筑业主、开发商和项目团队无需考虑的选择。被动屋使这成为可能。
被动房屋设计的天才之处在于,它将建筑本身——它的骨架和表皮——视为一种技术。因此,被动屋的创新涉及性能和成本,一个拉其他清洁能源技术。受现代建筑科学、能源建模和对建筑结构热特性的先进分析的推动,被动住宅建筑完全处于信息技术和基于科学的创新领域。这可能会改变建筑在清洁能源转型中的角色。
成本中性的被动式住宅设计应运而生
如今,许多被动式住宅项目的成本已接近传统建筑的水平。当一种明显更好的产品只需要很少或不需要额外花费,那么大规模采用就成为可能。当被动房屋建筑变得普遍时——就像它们在欧洲和卑斯省温哥华开始发生的那样——那么这些超高效建筑所产生的负功率就能真正帮助电网供电。未来的电动汽车可以由负功率供电,使被动房屋建筑减少建筑和交通部门的排放。
伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所(Grantham Institute at Imperial College of London)最近的研究表明,太阳能和电动汽车价格下降的市场影响可能会显著减少对化石燃料的需求,并将全球变暖限制在2.4°C至2.7°C之间,如果结合合理强有力的气候政策。为了达到2摄氏度的目标,研究团队表示,建筑物的脱碳将是至关重要的。
迫切需要大胆的气候解决方案,尤其是考虑到联邦政府的不妥协。好消息是,作为设计师、建筑商和业主,我们有办法在地方层面采取行动,一幢一幢地建造。现在是时候了——我们共同的未来很可能取决于它。
扎克·塞姆克是NK建筑师这是一家专门从事被动房屋设计的公司。本文最初由建造商及发展商杂志.
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28日评论
说到拉扎德的能源均衡成本…
“太阳能的平均成本在过去七年中下降了惊人的85% (Lazard)。同期,风能成本下降了66%。”
11.0版本于上周发布:
https://www.lazard.com/media/450337/lazard-levelized-cost-of-energy-version-110.pdf
值得注意的是,公用事业规模的太阳能和海岸风力现在与美国最便宜的化石燃料发电厂(联合循环天然气)具有竞争力,而风能和太阳能的成本正在持续下降。
“被动住宅设计的天才之处在于,它将建筑本身——它的骨架和表皮——视为一种技术。因此,被动屋的创新涉及性能和成本,à还有其他清洁能源技术。”
虽然被动屋是否是一项技术还有待商榷,但是否存在与大规模生产能源技术相比的成本降低“学习曲线”,还没有得到很好的证明。房屋在很多方面更像基础设施而不是技术,房屋的子组件技术非常成熟和有竞争力。购买2 -3倍的隔热性能的code-min房屋并不会降低隔热价格/性能太多,而且被动式房屋窗户的价格/性能在较冷的气候下是相当高的。
被动屋的每生命周期MMBTU成本现在可能在财务上并不合理,但随着风能和太阳能的成本持续下降(以每翻倍学习曲线的两位数百分比),不清楚这个概念还会有多久的相关性。
达纳是正确的
对于有经验的建筑商来说,要认真对待被动住宅建设的经济分析,他们需要停止兜售这样的神话,即他们的建筑比其他人更聪明,因此建造成本与最低标准的建筑一样高。
大型开发商的利润率非常低,必须有效控制成本。在《被动房屋》中并没有魔法能够让建造者使用更多的材料和专业劳动力而最终花费相同的金额。
“被动屋”项目有很多真正的好处。我希望他们能推动这些,而不是虚假的经济主张——或者就此而言,采用被动房屋有可能“拯救地球”。
度量扭曲
任何阅读Lazard报告的人都应该注意到,他们公布的成本并不包括人们可能预期的所有成本。例如,“可靠性或间歇性相关考虑”(大量太阳能和风能的一个重要问题)。
关于减少气候变化,我建议考虑所有可能的选择(不仅仅是一个人的住所),并基于每吨碳的美元来选择。当其他地方有更容易获得的果实时,不要过度优化一件事。
被动屋每吨窗户的碳排放是多少美元?把钱花在电动汽车上会更好吗?或光伏电池板吗?或者一个热存储系统(如果一个人错误地使用MMBTU或kWh,这将是~ 0)?
https://www.wri.org/sites/default/files/Putting_a_Price_on_Carbon_Emissions.pdf
电池包含在Lazard的v.11.0报告中。(@ JonR)
...至少对于公用事业规模的PV来说是这样。参见金色彩色钻石参考注4。
缩减每吨美元的细节因时间和地点的具体情况而异,这似乎在大多数被动屋的规定和碳核算中都受到了轻视。
Malcolm:现在净零能耗已经成为加州的最低能耗标准(在第24条法规中称为ZNE,或“零净能耗”),我们很快就会发现,更多的PV与更好的建筑围护结构之间的经济关系将如何与房地产建筑商产生影响。我想我们大多数人都会惊讶于它将会是多么的电视迷。
目前,美国住宅屋顶光伏的平均成本不到3美元/瓦(2年前仅为4美元),但公用事业规模的产品正以大约1美元/瓦或略低的价格安装,使用更大的面板和地面安装阵列。虽然屋顶太阳能总是比公用事业规模更贵,但住宅建筑商将获得规模经济和简化的系统设计,这是目前主导屋顶光伏市场的一次性家庭光伏改造安装无法获得的。鉴于太阳能的学习曲线仍然很激进,我预计即使在短期内(2020年ZNE成为最低代码时),吸引住宅建筑商的成本也将低于1.25美元/瓦,到2025年之前将低于1美元/瓦。由于太阳能如此便宜,很难让建筑围护结构的性能高于IRC 2015标准的最低要求,但可以简化屋顶线设计,为廉价的光伏/非超级隔热房屋提供足够的屋顶面积。
PV的真实价格
PV系统的安装价格大约是每瓦1.5美元或更高,我怀疑它会很快变得更便宜,从任何有信誉和认证的安装。它也取决于面板的品牌,保修期,设备和安装。安装取决于你是安装在地面上,“平”或倾斜的屋顶。坡屋顶的价格取决于沥青和屋顶材料。在固定的接缝屋顶上安装面板比在瓦片屋顶上要便宜得多。因此,在太阳系上覆盖PPW有点像算命。
这和“脑死亡”的建筑商和房地产经纪人在不知道客户想要什么规格的情况下,以每平方英尺的价格来建造房子没有任何区别。同样的房子,你可以花100美元/平方尺,也可以花1000美元/平方尺,取决于地点、大小、材料和装修。
我们在NTX安装PV的价格大约是4美元/瓦特,但它会增加美元。在某些坡屋顶上使用50瓦。我们使用SunPower327或SunPower335,因为他们在该行业有最好的材料和劳动力保证(25年),没有人能接近,我更愿意与美国公司合作。此外,你需要等待,看看进口光伏系统是否会在不久的将来获得巨额关税。奥斯汀和圣安东尼奥的供应商和安装商竞争更激烈,但他们的价格只有美元。每个安装的系统减少25瓦。
光伏电价不是屋顶光伏的问题。@阿曼德科博
国际贸易委员会建议的关税都不会对住宅屋顶装置产生太大影响,但会对公用事业规模项目的经济性造成更严重的影响。
https://www.utilitydive.com/news/gtm-warns-of-solar-installation-declines-ahead-of-itc-trade-case-remedy-vot/507709/
https://www.greentechmedia.com/articles/read/itc-solar-trade-case-recommendations#gs.6Rdu6N4
如果现在一流产品的安装成本是50美元,那么按照目前的学习曲线,两年后它的安装成本将是25美元或更低。这就变成了1美元35加上关税,除非特朗普的支持者在国际贸易委员会的建议上加倍或三倍。
可以肯定的是,房地产开发商会尽力进行成本优化,他们并不一定会因为产品质量或保修而加入“购买美国货”阵营。要把屋顶工程的平均价格降到目前的2.93美元/瓦,就意味着有人要以低于4美元/瓦的价格安装它们。
https://openpv.nrel.gov
PV学习曲线
在Lazard的5.0版本LCOE分析中,六年前PV(住宅和公用事业规模)的水平成本达到峰值:
https://all4energy.files.wordpress.com/2013/06/lazard-report_levelizedcostofenergy2020_2011.pdf
三年前在8.0版本中:
https://www.lazard.com/media/1777/levelized_cost_of_energy_-_version_80.pdf
上周,在11.0版本中:
https://www.lazard.com/media/450337/lazard-levelized-cost-of-energy-version-110.pdf
不同版本的屋顶太阳能的比较并不是完全相同的,因为最近的报告将其分为住宅和商业及工业,而在5.0版本中它们被集中在一起。但在这三个文件中,公用事业规模的数字是相当直接的。
在公用事业规模上,光伏发电在过去6年里降低了超过50%的均衡成本,在过去3年里下降了超过30%。这与我在类似时间范围内看到的屋顶光伏体验报价大致一致,但有一个范围。现在可能仍然可以支付六年前MA的平均价格(约6美元/瓦,上下浮动1美元),但大多数人不会。
就屋顶住宅而言,Lazard报告中的差别很大。但在高端市场,价格已比三年前上涨,而在低端市场,价格基本保持不变。这与拥有更成熟的住宅太阳能市场的州的近期经验不一致,并可能反映了其他州正在发展的较新的市场,或更高的住宅零售费率,或增加补贴,使更困难的/边际屋顶纳入财务合理性,或其他当地市场因素。商品本身并没有变得更贵,在小型屋顶光伏是一种商品和市场竞争的地方,价格可以而且确实会下降。对于规模较大的全国性太阳能公司来说,一半的安装成本都要归因于“获取客户”,即业务的营销和销售环节。当太阳能成为一种商品,需要更少的广告和人手来完成交易时,这一比例也会下降。
当ZNE成为加州的最低标准时,屋顶光伏将像屋顶和壁板材料一样普遍——任何新房子的必要方面。在这种类型的市场中,它已经是一种商品,而且竞争激烈。如果不是在现场用50美元/小时以上的屋顶劳动力零碎地建造光伏系统,而是在工厂里用低于20美元/小时的劳动力组装预先装配的子系统,并且整个审批和检查过程都得到了简化,那么就有可能大大降低目前屋顶住宅太阳能的成本。
20-30年后,当更换系统的时候,更新的商品将比今天更便宜。
被动屋在这一切中的地位何在?
这真的很难说,但除非有办法在工厂里以比现场建造更低的成本大规模生产被动屋,否则本就严峻的经济逆风只会变得更加严峻。热泵和光伏效率正在逐步提高,即使安装成本继续下降。在某种程度上,楼板下最后2英寸EPS的沉没成本将没有任何理由来满足模型能源使用数字(这一点可能已经过去了),在整个生命周期的基础上,成本和碳水化合物都高于(大部分是可再生能源)在房子的生命周期内加热和冷却的地方。
浪费绿色的美元
因此,通过要求房屋为净零能源,加州将导致人们以一种非常低效的方式消费(住宅屋顶太阳能光伏)。他们可能会超过拉扎德的数据,但与风能和公用事业规模的太阳能光伏美元/Wh的差距是巨大的。
如果你愿意,可以建造被动式住宅和/或住宅太阳能光伏,但同样的钱,还有更好的事情可以为环境做。
成本平价?
这是我经常看到的说法,但我不完全理解它,因为它大多没有明确表示“成本”是终身成本,而不是前期成本。
我想,在所有这些情况下,这就是人们所说的“成本平价”的意思吧?
电线杆和电线很重要
“因此,通过要求住宅实现净零能耗,加州将导致人们以一种非常低效的方式消费(住宅屋顶太阳能光伏)。”
你怎么知道它是低效的?这不是一个简单的问题。
大多数分析人士得出的结论是,屋顶光伏等分布式发电释放的电网容量节省的成本是显著的,甚至是必要的,因为个人交通工具已经电气化。如果要管理额外的峰值和平均负荷,就需要对电网基础设施进行大量投资,而如果有足够的分布式光伏,这些投资在很大程度上可以避免(或最坏情况下可以推迟)。从每美元减少碳排放的角度来看,交通电气化很重要。电网升级与PV相比的价值和成本将因现有电网的位置而异,但作为一般规则,分布式PV是电网容量升级的“非线路替代方案”中第二低的可摘果实(仅次于自动化需求响应)。
从房主的直接财务角度来看,考虑到CA目前的分级费率结构和净计量选项,ZNE非常具有成本效益,但可能更难向数学方面有挑战的人推销。在房屋的生命周期内,费率结构会发生变化,但在光伏系统的生命周期内,现有系统有很强的祖父化传统(尽管内华达州)。
(编辑添加)
简而言之:
公用事业规模PV的LCOE不是完全交付给负荷的电力的LCOE,因为没有评估电网成本
屋顶光伏的LCOE是电力交付到负载的全部成本(或非常接近),因为负载(在大多数情况下)在由屋顶光伏供电的同一变压器上。有些负荷甚至超过了计价器。
(结束编辑)
达沃:是的,被动之家的人通常谈论生命周期成本(通常包括化石燃料外部性的未账单成本),然而它经常被误解为前期成本。生命周期成本的误差条相当大,这在很大程度上取决于能源定价在未来5-10年的预期是通胀还是通缩。大多数模型都假设长期价格上涨或能源成本持平(我不确定被动屋现在处于什么位置),但在效率、风能、太阳能和存储的学习曲线上,有充分的理由相信能源将在房屋的生命周期内变得更便宜。在过去50年里,美国的电价一直低于潜在的总体通胀率,而这还是在大量的电力生产来自零边际成本技术、拥有两位数百分比学习曲线之前。在短期内,电价很难预测,但从长期来看,越来越便宜的可再生能源正给电价带来下行压力。
达沃
但这显然不是作者想要表达的
“如今,许多被动式住宅项目的成本已接近传统建筑的水平。当一种明显更好的产品只需要很少或不需要额外花费,那么大规模采用就成为可能。"
他们认为建造者应该用这种方式建造被动式房屋,因为这不会比他们现有的产品花费更多。在我看来,那些项目成本与被动式房屋建造成本相同的建筑商,很可能是那些无法高效建造被动式房屋的人。
作者的论点不同于被动屋的教条。@ # 9 # 11
Malcolm是对的,这篇文章的作者谈论的是第一成本而不是生命周期成本,这是大多数被动屋倡导者的理由。
落基山研究所在今天的博客中分析说,Net Zero并不是IRC代码最小值的首次大幅提价,但它肯定比被动屋便宜:
//m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/transforming-real-estate-market
尽管每个房子的细节不同,但基本情况是可信的。
成本?
我想,一所“相当不错的房子”,也许不是经过认证的被动屋或被动屋,只需要一个3000美元的微型空调就能供暖和制冷,它的价格可能和一所最低标准的房子一样,有一个2万美元的系统。
加州2020年需求
伙计们,
加州不会在2020年的新住宅建设中完全达到零净能源的要求。要求将可能是零净电力在双燃料家庭。全电力家庭将被要求安装相当于双燃料家庭所需的太阳能电池阵列。加州能源委员会(CEC)表示,ZNE 2020住宅/2030非住宅和高层住宅目标是在2008年作为诱导变化的理想目标制定的。早在宣布ZNE建设目标时,该州还通过可再生能源组合标准为电网提供的可再生能源设定了严格的目标。在过去的十年里,这一要求已经提高,到2020年可再生能源占33%,到2030年可再生能源占50%。此外,加州对“可再生能源”的定义并不包括大型水电。随着过去几年大量公用事业规模的太阳能项目的增加,加州已经有30%的可再生能源。如果没有存储(CEC让公用事业公司进行小规模试点测试项目,但仍然有限),在一个可再生能源丰富的电网中,“电网协调”就成为一个主要问题。CEC现在表示,目标是减少碳排放,而不是为每一座新建筑提供ZNE。 To see what the CEC is now planning to implement through the 2019 Title 24 Part 6 Energy Standards for Residential Buildings (which includes multi-unit residential bldgs of 3 stories or less), which will take effect on January 1, 2020, see these recent presentations by CEC staff. It is likely different from what you imagine.
http://docketpublic.energy.ca.gov/PublicDocuments/17-BSTD-01/TN217286_20170424T162107_4202017_Staff_Workshop_Zero_Net_Energy_Strategy_Presentation.pdf
http://docketpublic.energy.ca.gov/PublicDocuments/17-BSTD-01/TN220969_20170830T155312_2019_Standards_ZNE_Strategy_Presentation.pdf
谢谢你,比尔!
考虑到光伏成本的下降速度比任何人的预测都要快,他们显然必须做出调整,对吧?
对于公用事业公司和第24条的ZNE条款来说,法规都在“追赶”现实。
在整个鸭子曲线恐慌中有两个不确定因素,即需求响应市场实施的速度和深度,以及有多少插入智能汽车充电器的电动汽车能够进入这些市场。夏威夷式的自我消费供应预计到2020年在加州将具有成本效益,但到2025年,鸭子曲线的大部分问题更有可能通过自动化的聚合需求响应来解决,而不是对第24篇中的ZNE进行任何更改。
中午的光伏能源的价值将继续很低,但是分布式光伏在电网上减少负荷的价值(即使你不得不在某些天减少超额负荷)对纳税人来说仍然很高,但对投资者拥有的公用事业公司来说是负的价值,他们通过批准的基础设施升级获得了有保证的回报。(伙计们,这叫“竞争”!)有许多利益相关者在Title 24 ZNE汤中拿着勺子,试图以他们喜欢的方式搅动它。
鉴于没有人的水晶球是那么好,我怀疑这些规定在一段时间内将继续与现实脱节。但是现在有更多的需求响应(Wi-Fi恒温器或电热水器控制)已经可以在电动汽车海啸冲上岸之前做很多事情。
让加州的批发电力市场更好地融入WECC,也可以在短期内对加州的鸭曲线有很大帮助,在生产过剩的日子里采用零边际成本、低本地价值的PV并将其输出。
鸭子嘎嘎叫!
可再生能源面临的最大挑战不是成本,而是间歇性。在太阳能渗透率相对较低的地区(夏威夷、加利福尼亚、德国),这一点已经很明显,在阳光明媚的下午,电力供应过剩导致批发电价为负。这对“净零”的未来来说不是一个好兆头,因为“净零”假设产生的任何电力都有用途和价值。随着我们从可随意调配的化石燃料转向间歇性的可再生能源,储存和减少负载将变得至关重要和有价值。在冬天(供暖),它们也会很贵。电池可以储存一两天,但数月的储存是另一回事——抽水水电、电转气等等。与代码上的信封改进相比,这既复杂又昂贵。被动房屋是答案的重要部分,也是全可再生电网中一个谨慎的财务举措。真正的“可再生能源准备好了”的建筑有每日和季节性的需求/负荷曲线,认识到太阳能在天黑时不起作用!
电网负荷高峰期在大部分
加州大部分地区的电网负荷峰值是在晚上。显然,住宅太阳能光伏在这个时候并没有减少电网的负荷。电网仍然要为这个峰值负荷而建,所以没有避免电网成本。
拉扎德公司的住宅太阳能和公用事业太阳能的成本差异如此之大(比如0.15美元/千瓦时),以至于很少有人能通过避免电网成本来弥补这一差异。如果有数据显示典型的可避免的电网成本超过这个,让我们看看。
它不是间歇性的——它是可变的,但可预测的。@格雷厄姆
在任何合理的地理区域内,可再生能源的总产出都像天气一样可预测,而且比平均负荷更可预测。
像“间歇性”这样的术语更适用于集中供电的电网,在这种电网中,风暴或发电厂故障或天然气管道供应故障可以在几毫秒内中断大量电力。在2014年的极地涡旋期间,由于许多大型燃煤电厂因燃料堆和燃料处理设备冻结而无法正常运转,东北部的许多天然气发电厂无法获得足够的天然气供应,因此中西部的风能、光伏、长途输电基础设施和需求响应(大部分在PJM地区)维持了电力供应。
煤炭或核能的调度速度太慢,即使在没有可再生能源加入电网的情况下,也无法实现经济的负荷跟踪,在电压和频率控制方面则更糟糕。可分派负载又称“需求响应”,既便宜又有效,而且足够快速地提供辅助服务。风力发电已成为美国中西部天然气电厂的首选频率和电压控制解决方案,但在其他地区,电池和需求响应是更有利的解决方案。即使是现在,许多负荷跟踪和峰值减少都可以通过需求响应来实现,而大多数需求响应市场仍处于襁期(或产前),在美国最高法院批准FERC第745号命令之前已经推迟了近几年。(iso -新英格兰需求响应市场要到明年6月才会活跃起来!)
数月的存储时间是不必要的,除非你严格限制地理区域。在美国的大部分地区,由于光伏正在消退,冬季风电容量的因素大幅增加。(见:https://www.eia.gov/todayinenergy/images/2015.02.25/main.png来自:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=20112而且,即使在冬季,PV仍然提供了夏季输出的很大一部分。
在PJM电网区域内,管理80%的可再生能源电网所需的存储(由于基础负载的化石燃料燃烧器的灵活性较低)要比管理100%的电网所需的存储更多,而且过度建设和缩减最小化。加州是一个特例,因为他们对参与WECC电网区域市场有自我限制,加州的风力在冬季PV输出较低时下降,这与美国大部分地区不同。怀俄明州的大型风力发电场和加利福尼亚边境的专用输电线路将解决加州的一些季节性问题,但它可以通过更全面地加入WECC互联,通过立法更灵活地解决。
被动屋模型的季节性储存似乎假装没有长期的电网基础设施,并假设所有的能源必须是本地来源(即使它不是现在!)西雅图城市之光的一个客户基本上已经是100%的可再生能源,季节性的储存几乎都是由200多英里外的水力发电厂提供的,水力发电厂的水来自山上的积雪,水坝后面有大量的水。但这不是被动屋的模型。
而不是“…”答案的很大一部分……”被动住宅只是解决这个问题的一小部分,因为和大多数零能耗房屋一样,供暖热水占能源消耗的主导地位,而不是供暖和制冷,而且住宅部门只占整个电网负荷和整体能源消耗的一小部分。就像零能耗房屋一样,对被动式房屋的热水器进行需求响应控制是他们对鸭子曲线问题所能做的最有用的事情,而且只能勉强改变季节性能源使用的波动。在加州的大多数地区,入水温度对季节性能源使用的影响与“净零”住宅的供暖和能源使用一样大,而被动式住宅也受到同样的水温问题的影响。优化风能+太阳能可再生能源组合和输电网吞吐量解决了大多数季节性能源问题,比建造一百万个被动屋或长期储存计划要便宜得多。
分布式太阳能的价值@ Jon R
不同组织的太阳分析有许多这样的价值,这只是其中之一:
http://acadiacenter.org/wp-content/uploads/2015/10/AcadiaCenter_GridVOS_NewHampshire_FINAL_2015_0904.pdf
公用事业规模的太阳能蒸馏器胜出
看起来他们要了一美元。03美元。5/千瓦时的减少,避免分配和传输成本的表后太阳能-甚至不接近拉扎德的美元。15/千瓦时的住宅太阳能溢价。没有考虑到的是,公用事业规模的太阳能也降低了传输成本(进一步扩大了差距)。
三个建筑工走进酒吧…
一个人建造了常规的“符合规范”的房屋,另一个人则通过“经验法则”的升级,用两个小型拆分和一个小型光伏阵列的屋顶,建造了(稍微)更好的房屋,并称之为“好”。第三个建筑商使用软件来确定如何优化她的建筑以获得最大的成本效益。她可以告诉你你喜欢的窗户是否会省钱,或者稍高性能的选择是否值得。她有一个关于她为所有项目提供的代码遵从性的所有升级的增量成本增加的记录——并且可以向您展示这些信息。她还可以根据你的项目的能源模型,结合你所在地区以前项目的记录,确定PV的大小——甚至可以增加阵列,覆盖你的电动汽车。她的手机上有一个应用程序,可以追踪所有电器和设备的实时能源消耗,以及过去三栋她建造的建筑的室内外温度和太阳能产量。她可以在酒吧里和你分享这一切。
这三个建筑商你会雇佣哪一个?
扎克基本上写了第三个建造者。她使用基于技术的方法来交付建筑——这在这个国家是没有系统地或大规模地提供的。
如果我们遵循Dana的观点,我们还不如继续建造那些从石器时代就开始交付糟糕和不一致结果的老的“代码兼容”建筑,因为分布式PV的成本直线下降将拯救我们……啊? !我还没有遇到过一个客户问我在房子建成之前光伏的成本。如果他们真的能负担得起,他们关心的是建筑是否舒适,是否低维护,是否不会发霉,是否便宜——通常是这样的顺序。(他们都不在乎我怎么称呼它——只要它能传递信息就行。)
底线是,如果你不能找到(并使用)一个可靠的系统,使你能够持续交付这些结果,你在“绿色建筑”行业的日子可能屈指可数。毕竟,我们在这里还在谈论“绿色建筑”——或者这个论坛已经在我不注意的时候改名为“绿色太阳能顾问”了?
生产房屋建筑商不会雇佣3号建筑商Bronwyn Barry
严重! ? !
定制住宅是一个不同的市场,比代码的目标市场小得多。
“如果我们遵循Dana的观点,我们还不如继续建造那些从石器时代就开始交付糟糕和不一致结果的‘符合代码’的老建筑,因为分布式光伏的成本骤降将拯救我们……啊? !"
不是“…同样的旧的“符合规范”的建筑……”,新的改进的符合规范的建筑。在过去的25年里,相关法规有了很大的改进,但合规/执行却没有跟上。如果被动屋的住宅设计成为最低标准,执行和遵守是否会神奇地跟上(或赶上)?
假装被动屋修复鸭子曲线的任何方面或季节性能源消耗比标题24 ZNE(特别是具有自我消耗优先级的ZNE)更明显是虚伪的。被动屋在总能源使用和季节性能源使用方面都略胜一筹,但在一天中能源使用的时间方面(鸭子曲线问题)并没有太多,甚至在峰值负荷方面(主要是热水加热+晚上做饭/照明/娱乐,这在被动屋和典型的净零能耗房屋中大致相同)也没有太多。
房子就是房子,而不是网格管理工具,除非你让它具有自动化的需求响应,即使有了DR,房子也不会成为网格管理问题解决方案的主要部分。不过,电气化交通可能是蛋糕中不错的一块:
https://www.greentechmedia.com/articles/read/the-digitalization-of-energy-a-500b-opportunity-in-evs-and-demand-response#gs.35Yyyqc
第一次成本/生命周期成本
啊,是的,我想“被动式房屋的清洁能源解决方案不需要更多的成本”这句话会激起你们所有人的兴趣。要激怒gbaer,最好的办法就是对被动屋进行成本索赔。: -)
回应:
1.目前,多户家庭的PH值在第一成本的基础上接近零成本溢价。我们在NK建筑事务所的项目中看到了这一点。宾夕法尼亚住房金融机构的数据,将他们资助的PH项目与传统项目进行了比较,证实了这一点:前期成本溢价不到2%。谷歌“宾夕法尼亚推动廉价被动屋的发展”,看看我昨天写的文章,上面展示了这个数据。
2.单亲家庭PH确实有第一次成本溢价(尽管它正在下降),但当你平衡每月的第一次成本融资费用和每月节省的公用事业账单时,Passivhaus对业主来说是有经济意义的。我在Hammer & Hand的经历包括南瓜岭被动屋,证明了这一点。那是在PH在美国的早期,我们的学习曲线还很陡峭。我们在Artisans Group的同事全天、每时每刻都在为SFH客户实现这一经济甜点。许多其他从业者也是如此。(亚当·科恩(Adam Cohen)以零的前期成本交付了他的SFH ph。我不知道他是怎么做到的,但他经常这么做。)
3.但你会说,分割激励呢?的确,生产建造商是在第一成本上进行前期投资的人。而且,他们在出售产品后,也没有从节省的公用事业费用中获得持续的回报。由于缺乏市场意识,期望建筑商能够以比其他产品高得多的价格出售PH住宅可能是不公平的。至少现在还没有。因此,如果我们想要广泛的市场吸收,我们就需要政策/金融创新。PACE融资就是这样一种模式。有别人。这不是火箭科学…它确实需要采取政策行动。 Negawatts have real value, and there are ways of rewarding the investor with that value.
与此同时,在州和地方层面制定有意义的气候政策的势头正在形成。在我所在的地区,俄勒冈州州长凯特·布朗(Kate Brown)刚刚通过了一项广泛的绿色建筑法规,这将迫使建筑者转向极低能耗的建筑,比如被动屋(Passivhaus)。华盛顿州州长杰伊·英斯利(Jay Inslee)急于通过积极的气候立法,因为州议会两院都是蓝色党派。重大的政策举措正在进行中,PH设计师和建筑商在市场前沿所做的所有创新将有助于照亮一条“建筑作为气候行动”的道路。在这个国家的许多地方,生产建筑商别无选择,只能建造类似passivhaus的房屋。
让我们记住,效率是“第一燃料”,所有减缓气候变化的可靠途径都依赖于建筑能源效率的显著提高。原因很简单。卡亚恒等式告诉我们,温室气体排放=人口X GDP X经济能源强度X能源碳强度。未来几十年,人口和GDP将会增长,因此,为了将温室气体排放降至零,我们需要尽可能多地利用能源效率和可再生能源。这不是一个非此即彼的命题。我们到处都需要被动式房屋,所有房屋都要安装太阳能电池板。(是的,在公用事业规模上,我们更需要风能和太阳能。)创新、市场和最终的监管会让我们的建筑达到这个目标。我希望。但在我看来,《相当好》已经不够好了。
我们更需要改进效率。@扎克
“我们需要无处不在的被动式房屋,所有房屋都要安装太阳能电池板。(是的,在公用事业规模上,我们更需要风能和太阳能。)创新、市场和最终的监管会让我们的建筑达到这个目标。”
存量住房的周转速度极慢。我们可以对ZNE和被动屋的影响程度吹毛求疵,但房间里的大象是已经存在的建筑。
到2050年,绝大多数的房子都已经建成了,一个真正符合IRC 2015 code min的房子将比现有的平均水平高出很多(并不是说我主张止步于此),一个24号的ZNE房子将比它更耀眼。
要对住房的碳排放产生有意义的影响,首先要修复现有的住房(“……效率是“第一燃料”……),以及比被动屋使用的更好的碳计算方法。例如:
在西雅图城市之光服务区建造被动屋与1963年建造的一辆用电热风炉和电热水器加热的、几乎没有绝缘的、漏水的拖车相比,实际上对能源使用的碳排放没有影响。如果被动屋的热水是用气体加热的,那么它的排放量将高于拖车。(见:http://www.seattle.gov/light/FuelMix/这是事实,但被动屋的会计方法没有反映出这一事实。如果要在那个公用事业区按照被动屋的标准建造建筑,那一定不是碳排放。在该地区建设“净零能耗”抵消了能源消耗的增长,这可能会鼓励更多从绿色能源进口电力,并释放电网容量。
制片公司的分割激励不是一个容易解决的问题,我希望有人能提出一个对所有利益相关者都有效的解决方案,包括贷款方。PACE的方法经常与抵押贷款机构相左。从现金流的角度看,净零是比被动屋好还是差,很大程度上取决于利率和利率结构,现在和整个房屋的生命周期,以及公用事业成本是会随着时间上升还是下降。财务模型变得相当模糊,误差条很大,但我们能同意太阳能销售机器人在推销中模拟6%/年电价上涨应该以刑事欺诈的罪名被起诉吗?:)可再生能源的LCOE大幅下降,给电价带来了下行压力,甚至在风能和光伏海啸开始上涨之前,过去4-5年,与基础通胀率相比,电价一直处于温和通缩状态。(https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=20372)在大多数高可再生能源的国家,通缩趋势一直在加速,这当然改变了高性能住宅的财务模式。
对于“……”有很多不同意的地方。“很好”已经不够好了……”PGH房子是“……足够好了……”,使Net Zero变得非常简单,而且在批量生产中,相当便宜。美国的屋顶光伏发电成本几乎是德国的两倍,这并不是因为他们有更容易操作的屋顶,或更廉价的劳动力,或使用更劣质的组件。这可能与它是一个竞争激烈的市场有关,审批和检查流程化,营销和销售成本更低。
改造!
当然,我们需要深层次的能源改造,大量的改造。
在匹兹堡,我们目前正在对一所废弃的1897年小学和1929年的被动式haus扩建部分进行改造,并增加了一个新的被动式haus侧翼,将其作为老年人的负担得起的住房,并且以名义上(也许没有)的成本溢价进行这些工作。建筑预算为167美元/平方尺,比宾夕法尼亚phfa资助的经济适用房项目的平均预算(168美元/平方尺)低1美元/平方尺。它叫晨边十字路口。
特别是当我们谈论多户建筑时,被动屋昂贵的梗已经过时了,即使是翻新也是如此。
顺便说一句,如你所知。我们用高压直流输电线路从太平洋西北部向南加州出口水电。我们SCL服务区内的电子与电网其他地方的脏电子混合在一起。如果你穿过华盛顿湖到贝尔维尤,你就进入了普吉特海湾能源领域,那里仍然有2/3的化石燃料。当我们在太平洋西北地区节约能源时,我们就抵消了污染能源。
关于清洁能源转型的力量和可再生能源的重要性,我完全同意你们的观点。它非常有意思。但这并不能改变这样一个事实,即我们也可以以低成本获得相当革命性的建筑。考虑到这是一个绿色建筑论坛,这一点似乎特别相关。
(附注:建筑物应该改为全电力。我同意对传统PH值偏向气体的批评。)
跟上变化....
扎克和达纳- PHI在2015年实现PER结构时放弃了“对气体的偏见”。它相当聪明地否定了使用燃气电器的容易信用额度,并将全电力建筑置于驾驶位置。它还去掉了“一刀切”的一次能源因素,并将其解析为具体的能源使用,以更准确地确定峰值和季节性使用。能源消耗现在按“因素”分别分为一般电力、热水、供暖、制冷和除湿类别。我在这里专门介绍了加州的细节:https://www.slideshare.net/Bronwynb/buildings-for-an-all-renewable-energy-future-for-utilities.(改变发生了-跟上变化!)
达纳,我们当然同意,在加州,我们的代码已经很好了,在我们16个气候区的许多地方,离被动屋已经不远了。在其他情况下,我们就差得很远了。您发现,一旦我们达到了我们神奇的“ZNE”目标,我们的下一个挑战将是执行和发现我们的代码遵从性构建是否实际执行……一些进步的城市已经发现了预测和实际性能之间的显著“性能差距”,并发现被动屋建筑是一种更可靠的解决方案。我们在NAPHN17会议上的政策跟踪聚焦于这一挑战,我期待着从出席会议的各个城市和州的代表那里看到成果。
与此同时,Integral Group在NAPHN17上分享了一份演示报告,研究了被动式haus建筑提供的特定坡道率降低,以软化加州网格上的鸭子曲线问题。它包括了在我们当地气候地区的一些符合规范的光伏建筑与被动式haus建筑的比较:http://naphnetwork.org/wp-content/uploads/2015/04/S-1-A_Stefan-Gracik-and-Stet-Sanborn.pdf.然后,它在一个社区的背景下回顾了这一点,并添加了2020年的ZNE比较,这似乎没有太大的区别…
正如比尔·伯克(Bill Burke)之前在本专栏中提到的,加州能源委员会(California Energy Commission)一直在重新定义关于ZNE的语言,更具体地关注碳排放减少,而不是更简单的“净零能源”目标。我在GBA的客座博客中写过这种差异的细微差别。这一个://m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/batteries-included.
气候变化
美国宇航局表示,所有130座冰川在过去10年里都在增长。
太阳耀斑在未来20年里会减少,我们将进入像19世纪那样的小冰河世纪。
所以寒冷可能是一个比热更大的问题,冬天太阳能电池板上的冰或雪可能是一个问题。
但是绿色房屋在寒冷的冬天仍然有效。
能源消耗,气候变化
住宅部门约占美国温室气体排放总量的20%。约68%的住宅二氧化碳排放来自用电,其余来自燃烧。其中,只有大约13% - 20%是水加热。对我来说,如果与太阳能和微风能相结合,所有的电点使用系统热水器都是可行的。大约37-49%用于加热/制冷,这是能源的最大最终消耗。这充分说明了拥有真正好的绝缘材料的重要性。剩下的是家用电器和家用电子产品。交通运输(包括LDV、航运和航空)约占排放量的35%,而在这35%中,约42%来自LDV(汽车、卡车等)。鸭子曲线是基于行为的,我不确定为什么改变能源供应或建筑设计会改变基本的行为曲线。但是,V2G技术可以帮助抵消高峰时段的问题,并将住宅和交通能源纳入低碳排放,同时提高电网的可靠性和弹性。 Personally, while US averages, I found these numbers useful to figure out how important residential energy/emissions are, major energy end uses (and subsequent solns), and how important integrating buildings with our transportation can be. The marginal cost effectiveness of passivhaus/passive house will vary based on climate, specific energy use for a buyer, and the skill of the builder. Comment 23 suggests that may not be much of a premium relative to a code house, others disagree. To me, averting climate change as much as possible is important enough that if there reaches a point where the cost of additional emission reductions might mean investing in a building that costs a little more, then it is worth it. I recognize for Passive House to become more widespread in the US, that the cost will have to be eqvlnt or cheaper to a codes house, so it may be a personal choice. Often the marginal cost of emission reductions increases as emissions are reduced, so getting that last extra bit will have a premium price. To some that is worth to others not. Things shouldn't always be framed in terms of economic costs/benefits when thinking about green building or the moral imperative of climate change.
乔尔,美国宇航局并没有说所有130座冰川都在增长,所有的证据都是相反的——它们在缩小。太阳耀斑的减少很可能不是小冰河期的原因。小冰河期是由火山爆发引起的,火山喷发出的气体和粒子导致了冷却,从而扩大了冰帽,削弱了大西洋洋流,比如将热空气泵入北欧的墨西哥湾流/温盐环流。因为99%的科学家都认为气候变化是真实存在的,地球正在变暖,人类应该对此负责,所以除了美国之外,所有国家都在共同努力减少排放。不幸的是,美国有很大一部分公众和政客将其归因于其他事实,因为这些“事实”重申了已经持有的观点;而不是客观的,基于科学的经验事实。希望个人、城市、州、地区能够团结起来,克服这个问题和领导力的缺乏。把我们的家和我们的出行方式(交通)结合起来,是个人层面上一个强大的解决方案。
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