欧洲光伏发电对建筑和农村能源转型的启示

2021年1月27日，“清华大学·大同第二届能源转型国际论坛”第六场报告会第十单元“建筑能源转型和农村能源转型”在线上举行。本次会议主要围绕德国能源转型状况与西方4个小镇能源考察状况展开分享与讨论。

本次会议由清华大学建筑学院党委副书记、副教授张弘主持，五位清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组成员分别做了报告，清华大学建筑学院规划系教授谭纵波、清华大学建筑学院副院长教授杨旭东在报告会后对相关内容进行点评。

清华大学建筑学院党委副书记、副教授张弘在主持环节中表示，2011年，大同就作为举办中国首届国际太阳能十项竞赛的城市，当时申办的口号就是“能源转型”。据张弘介绍，当时全世界约有30多个国家高校到大同进行低碳建筑竞赛，历时两年，完成23个作品，很好的实现了零碳目标，所有的建筑用太阳能技术手段实现了生产能源与消耗能源之间的平衡，达到了零碳排放和零能耗的初步目标。

他还表示，当时太阳能光伏售价接近2美元/W，折合人民币为约为13元/W左右。而如今，太阳能光伏造价已经达到几美分/瓦，可见太阳能光伏电站得到了蓬勃发展。现在，在每个县，下至乡镇我们都能看到分布式光伏发电的电站。

斯图加特大学声学与建筑物理研究所博士、清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组赵沫沙作为第一位报告人，向我们分享了《德国能源转型与建筑节能》的报告。

近年来，德国经过法规的不断更迭与技术创新，一次能源采暖需求不断降低。目前，德国建筑领域能耗占比约40%，直接间接产生了约1/3的温室气体排放，其中有超过60%的建筑能耗用于采暖，1900万的现有住房中有1200万 ，占比约63%，早在1977年修建约58% 的建筑采暖仍在使用天然气和燃油而并未使用可再生能源。

在环境保护方面，赵沫沙指出，德国联邦政府于2016年出台了《环境保护计划2050》。为了响应《巴黎协定》，这个计划给德国所有领域实现国家气候保护目标指明了方向，包括能源供应、建筑和交通领域、工业领域、经济领域、林业领域，以及经济领域等。并明确，2050年前实现温室气体中和减排的目标，最晚到2030年，二氧化碳排放相比1990年减少55%。

该计划还在建筑领域内明确，2030年比1990年减少2/3的二氧化碳排放，2050年实现气候中和、有居住质量和能支付得起的建筑存量，到2050年建筑领域的一次能源需求相较于2008年减少80% 。针对这个目标，建筑领域又相继出台了《建筑能效策略》与《环境保护行动指南2020》。

赵沫沙介绍到，《建筑能效策略》于2015年出台，它提供了德国建筑领域在能源转型方面的核心策略，要求效率第一，可再生能源的直接利用第二，多领域结合第三 。《环境保护行动指南2020》中也列出了，到2050年实现气候中和的城市和社区的名单。

此外，德国在建筑领域节能减排方面做了三项措施。首先，增大经济扶持力度，收取二氧化碳税，刺激市场在能效与可再生能源方面的投资。其次，加强补助力度支持，如果用户更换采暖设备、换新的窗户以及增加屋顶和外墙保温，那么在2020年1月到2029年底，节能改造费用的20%可以平摊到3年内作为税收额度减免。最后，德国复兴信贷银行，给予建筑改造的用户本金补贴和贷款优惠。

柏林工业大学&墨卡托全球公地和气候变化研究所土地使用，基础设施和交通组博士、清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组胡佳威介绍的是德国云克拉特小镇能源转型考察。

胡佳威介绍到，德国云克拉特小镇面积约10平方公里，居民很少，2018年底只有1777人。该小镇全年的能源消耗为1296万千瓦时，人均7293度电。小镇的可再生电力在2015年为77万千瓦时，其中，光伏发电贡献了绝大部分，为73.8万千瓦时。

经考察，目前小镇上的光伏应用有工商业光伏、农场光伏、学校光伏、住宅光伏、光伏专卖店、光伏与小花园，以及太阳能集热器等。

其中，太阳能集热器都配备了储热水箱，既保证了全年热水和必要的供热，还通过智能控制尽量减少燃气的使用，智能控制的基础之一是掌握当地太阳能辐照和当地气温的全年情况，冷凝式又有较高的能效。

柏林工业大学环境规划专业硕士、清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组缪雨含介绍的是斯洛文尼亚村庄能源转型。她表示，斯洛文尼亚村庄兼顾人文特色，紧跟时代能源转型步调，希望我们国家也能跟上这样的步调，早日实现能源转型目标。

据缪雨含介绍，斯洛文尼亚村庄居民居住环境非常具有现代化，并配备太阳能和光伏。同时，在民宿屋顶上有三块太阳能集热板，配有一个非常大的储热水箱，供公共卫生间和厨房使用。据了解，这些产品都来自德国品牌Sonnenkraft(太阳能的力量)。

缪雨含说：“光伏太阳能板在该村庄中得到了广泛的运用，几乎每家每户的屋顶都装备了太阳能集热板。大部分是六块太阳能板，也有超过30块太阳能板在屋顶上的利用。”

另外，在当地除了利用太阳能光伏之外，其他的能源也在使用。比如当地人会使用煤气罐、生物质壁炉，因此在这里经常可以看到有存储好的木柴堆砌。

最后，缪雨含对斯洛文尼亚村庄的优点做了详细总结。她认为，斯洛文尼亚村庄把传统和现代化建筑做了很好的融合，兼顾美观和实用功能;其次，电气化程度完善，辅助以多种能源结构、光伏等清洁能源的也在被大量使用;另外，公共设施完善，兼顾休闲、娱乐、教育等功能，居民生活文化氛围浓厚;此外，雨水集中排放处理设施的普及，使斯洛文尼亚村庄的建筑寿命得到极大的延长，这也是清洁能源转型中重要的一部分。

第四位报告人是柏林工业大学经济工程专业学士、清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组丁起，他介绍了克罗地亚米尔科林村庄能源转型考察。

目前，克罗地亚米尔科林村庄完成从房屋结构、菜园到花园、房屋内部能源设施的演变，村庄逐步城镇化和现代化。

在考察中，丁起课题组成员发现，克罗地亚米尔科林村庄新的房子普遍采用了德国的金属遮阳网络。由于该地方纬度高，对于调节光线的需求很强，使用金属遮阳网格既可以遮光，又可以透光，而外窗的作用既可以调节光线，还可以保温。

为了快速了解当地的能源转型方式，丁起表示，他们考察了当地具有特色的环保公司和科学技术博物馆。在现场，他们感受到了当地通过提高生产技术标准与规模来发展可持续的生物质燃料，并受到了欧盟资助。另外，环保公司还成立了带着光伏板的集装箱和办公室。特别是在首都，各类光伏应用设施，包括光伏垃圾桶、光伏座椅、光伏自动缴费器等都随处可见。

在科学技术博物馆里，设有可再生能源专区，展区内容涉及零碳建筑，以及水电、光能、风能、生物质能的材料和门窗等技术。

柏林工业大学 可再生能源系统专业硕士、清华能源转型中心每人一千瓦光伏课题组于琪琪介绍的是意大利小山村能源转型考察。

据于琪琪介绍，在小镇的其他建筑上，使用太阳能与光伏的案例情况也不少。比如，屋顶上会安装太阳能集热器，餐厅上安装光伏板等。除此之外，太阳能集热板还会装在院子里边，供热水、洗澡水、洗手池等，或者给房屋供暖。

接着，于琪琪又介绍到，小镇还设有光伏自行车棚和公共设施。其中，自行车棚光伏板背面是当地自行车旅游图，光伏发电给自行车共享站供电。儿童游乐场的光伏板则是给附近游乐设施供电，包括喷灌装置、旅游房车营地等都装有光伏。

最后，于琪琪表示，通过整体考察，意大利小山村做到了传统建筑与现代科技建筑的相融合，兼具美观与实用。其次，小镇的民宿房屋供热体验非常现代化，住宅房屋和公共设施融入光伏、太阳能、集热器等新能源。最后，当地低碳理念，提倡光伏建设，倡导绿色出行，都为能源转型奠定了良好的基础。

在点评环节中，清华大学建筑学院规划系教授谭纵波表示，能源转型在城市规模与城市密度上起决定性的要素作用，城市的规模、形态与密度决定了我们应该采取哪种技术，是太阳能电池，还是太阳能集热。很显然，对于规模比较小的聚落采取这样的技术更可行。而对于受空间制约的地方，我们需要另作考虑。因此，他特别强调，对于建筑与城市来讲，很多事是密切相关且关联的，我们要正确借鉴。

清华大学建筑学院副院长、教授 杨旭东(右下)

清华大学建筑学院副院长、教授杨旭东从不同角度做了深入的点评和探讨。他认为，第一，中西方文化、经济、人口、环境等理念都不一样，但是西方环保理念、居住质量值得我们借鉴和学习;第二，重视生物质和太阳能等可再生能源的发展，特别是中国在去散煤的过程中，可以借鉴西方的经验;第三，理性的分析、辩证的思考，学习西方在法规、管理、市场上的经验;第四，提倡大力开展乡村振兴、美丽乡村建设，实施北方清洁供暖行动，我们要做出一个适合中国农村发展的好技术来。目前的技术有三个，分别是已经大量应用的低温空气源热泵热风机和农宅建筑保温，未来可以形成规模化应用的生物质炊事炉。