在“新基建”的大背景下,人工智能、物联网和5G等先进技术与基础设施深度融合,大力推进我国各类型建筑的智能化转型升级。而在“双碳”国家战略下、建筑作为四大主战场之一,利用数字智慧科技将是实现碳中和的必要且有力的途径。利用计算机软硬件、信息通信、数字孪生、信息安全等方面的最前沿的技术,帮助各类型建筑内的光伏、生物能源、供电、空调、照明、电梯等产能用能系统节省能源、提升效率、协同配合,同步融合大楼智慧化其他各功能系统,实现大楼数字化、信息化、智慧化以及碳中和。
通过数字智慧手段助力碳达峰碳中和的总体思路包括四个步骤:
通过碳排放数据的盘查,实施碳排放数据监测、统计、核算、核查,认真分析碳排放来源,确定工作重点。
基于数据摸底后的碳排放现状和目标,对碳达峰碳中和进程模拟预测。
制定“双碳”顶层规划,研究制定可操作、可落地的碳减排路径和行动计划,出台碳达峰、碳中和的政策体系。
完善碳排放管理体系,明确各部门职责权利,提供机制保障,推进经济社会发展全面绿色转型。
在此过程中,能源互联网、工业互联网作为技术和产业融合的重要载体,5G、大数据与云计算、人工智能、物联网、数字孪生、区块链等数字技术在支撑我国碳达峰碳中和目标实现过程中将发挥重要的作用。
以商业建筑为例,建筑产生的大量能耗和碳排放集中在运行阶段,主要用于维持建筑环境和内部活动的终端设备用能,比如2018年,商业建筑运行单位面积能耗强度最高,碳排放强度也最高,达到49.7kg CO2/m2。除此以外,商业建筑运行阶段由于空调系统的大量使用,也会导致氢氟碳化物等非CO2温室气体的排放。
商业建筑存在巨大节能提效空间。商业建筑节能提效是指在商业建筑全生命周期中,采用物联网等技术手段升级商业建筑管理模式,使商业建筑运行更加节约电力、热力等能源。如商业建筑中的酒店、商业综合体和办公楼等均可通过更加智能化的控制实现节能减排,即使未运用被动式建筑【1】或BIPV【2】建设的房屋,也可以通过升级运营的方式实现建筑节能。提效则是应用云计算、人工智能监测运维过程,提高商业建筑运维单位能效。运维在整个商业建筑生命周期内持续时间最长,占到 80-90%以上,存在巨大节能提效空间。
【1】被动式超低能耗绿色建筑是集高舒适度、低能耗于一体的高效节能建筑。通过优化建筑围护结构,最大限度提高建筑的保温、隔热和气密性能;通过新风系统的高效冷(热)量回收利用,显著降低商业建筑主动采暖、制冷需求;通过有效利用自然采光,降低对主动照明的需求。从源头降低商业建筑运行能耗,从而降低商业建筑全生命周期碳排放。 【2】BIPV—Building Integrated Photovoltaic,是一种将光伏与建筑结合的应用技术,也被称为光伏建筑一体化。
基于人工智能+物联网的碳中和智慧管理平台
人工智能、物联网和5G等技术的应用为智能商业建筑的节能运行和碳中和提供了一种新的技术路径。通过物联网传感器和终端设备可以实时采集建筑物内的温湿度,人员分布,热源分布和能耗分布,可以准确地分析建筑空间内的负荷需求,及时发现运维管理的弱项和盲区,通过空间模型的数据分析,实现能耗的精细化管理。平台的优势包括降低基础碳排放,预测实时排放数据,抑制峰值排放量,负碳监测,实现高效蓄能利用,实现碳汇的优化转移等。
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