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加拿大工程院院士、朝西时代首席科学家刘焕明
加拿大工程院院士、兆喜时代(广东)新能源有限公司首席科学家刘焕明发表了题为“碳中和时代建筑一体化太阳能转换与消费技术”的主题演讲。
太阳能将成为能源利用的主体
在2060年实现碳中和的背景下,刘焕明认为,人类对能源的利用将发生重大变化,低碳能源将成为能源利用的主体。 在种类繁多的低碳能源中,太阳能是最方便使用的能源类型,也将成为未来人类能源利用的主体。
太阳能之所以会成为能源利用的主体,一方面是因为太阳能资源相对丰富、容易获取;另一方面是因为太阳能资源相对丰富、容易获取。 另一方面,光伏技术的不断进步,使得光伏发电的系统成本不断降低。 与其他能源利用形式相比,太阳能光伏发电具有更大的优势。
尽管如此,光伏电站占用的土地面积较大,土地资源的消耗可能成为制约其发展的重要问题。
对此,刘焕明认为,实现光伏建筑一体化发展或可解决未来光伏发展的资源紧张问题。 不仅如此,光伏建筑一体化还将减少建筑的碳排放,这对于实现2060年碳中和的目标至关重要。
BIPV技术将提高太阳能利用效率
刘焕明表示,为了实现2060年碳中和的目标,所有建筑的能耗需要从目前占总能耗的38%降低到零或负数。 为此,节能成为当务之急。 然而,目前太阳能的利用效率仅为20%左右,导致大量热能被浪费。 因此,未来的BIPV除了利用太阳能外,还应利用废热能来提高能源效率。 BIPV热能利用不仅适合冬季供暖,也适合中东和东南亚地区的制冷。
刘焕明介绍了他在广东的彩色BIPV示范项目。 他指出,通过BIPV设备产生直流电后,电池中可储存约70千瓦时的电量,新能源汽车可在建筑旁充电,解决用电问题。 建筑内设有热水管和冷水管,形成“热能微网”,使光伏发电和光热利用综合效率达到80%。
刘焕明强调:“实现碳中和不仅需要我们减少能源消耗,还需要我们提高能源利用效率。BIPV作为一种新的建筑能源利用方式,不仅可以利用太阳能发电,还可以利用热能提高能源效率综合利用效率,同时BIPV还可以通过新能源电池储存电能用于新能源汽车充电等应用,实现能源循环利用,这种创新的能源利用方式不仅可以推动建筑能源利用方式转型,也为未来能源利用提供新思路。”
他还指出:“在未来的建筑设计中,应该更多地考虑BIPV系统的使用,提高建筑的能源效率,减少对环境的影响。同时,也需要不断优化BIPV系统的设计和制造过程,以降低成本,提高性能,使其成为未来建筑的主流能源利用方式。”
零碳建筑拥有万亿级市场
对于BIPV未来的发展趋势,刘焕明认为,我们可以从欧洲的发展经验中得到启发。 他谈到了2009年欧洲零碳小镇的案例。虽然当时光伏设备非常昂贵,每瓦20多元,但通过碳汇,这个小镇不仅实现了零碳,还产生了1万元。 吨碳汇。
刘焕明表示,如今,BIPV的价格已经降至5-6元/瓦。 2060年实现碳中和,如果仅采用光伏,每年新增光伏装机量将达到35GW以上。 以此推算,其市场规模将达到千亿。 如果BIPV延伸到零碳建筑,这个市场将达到数万亿美元。
届时,产生大量碳排放的化石能源的使用将大幅减少。 石油、天然气和煤炭将用作化工原料。
展望未来,2060年将产生大量清洁能源,包括风能、光伏和水力发电。 其中,光伏将发挥重要作用,交通运输也将转向新能源汽车,主要以电池和氢燃料电池为动力。 工业也将越来越多地使用电力来替代其他能源。 建筑物本身也将成为发电和储存电力的重要工具。
通过使用BIPV产品和新能源系统对电力进行分散管理和应用,将成为人类能源利用的最优解决方案。