新一屆美國政府認為，這個國家和整個星球“面臨的最大挑戰(zhàn)就是氣候危機”;美國能源部，一直是美國為應(yīng)對氣候緊急情況挑戰(zhàn)提供科學(xué)和創(chuàng)新解決方案責(zé)任部門。它的項目辦公室和17個國家實驗室，每天都在研究、開發(fā)和部署未來的清潔能源技術(shù)，包括電池存儲、可再生能源、電動汽車、碳捕獲和彈性電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。ABB智能建筑部門總裁奧利弗•伊爾蒂斯伯格(Oliver Iltisberger)認為[1]，“智能”建筑也是降低能源消耗和碳排放的關(guān)鍵。依據(jù)是國際能源機構(gòu)(IEA)的數(shù)據(jù)，建筑和建筑行業(yè)合計占全球能源消耗的30%以上，占碳排放量接近40%[2]。

隨著世界上許多國家的政府為減少碳排放制定嚴(yán)格的目標(biāo)，“綠色”建筑不再是奢侈的選擇。預(yù)計建筑開發(fā)商從一開始就會主動把減排技術(shù)納入其開發(fā)，以滿足監(jiān)管部門、客戶和居住者的可持續(xù)發(fā)展需求。

因此IEA認為，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向更節(jié)能的建筑，是實施成功碳減排戰(zhàn)略的核心。它還發(fā)現(xiàn)，到2040年，智能控制和連接設(shè)備，全球可累計節(jié)省能源230 EJ[3]，建筑物的能耗降低高達10%，也提高了建筑使用者的舒適度[4]。

智能建筑[5]可以通過多種方式幫助實現(xiàn)這一目標(biāo)。

利用數(shù)據(jù)解決效率低下問題

因為建筑要適應(yīng)使用者的需求和管理者的目標(biāo)，節(jié)能、減排、降低成本變得更直觀了。

雖然許多商業(yè)建筑，從中央控制照明、暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)到安全保衛(wèi)和能源管理系統(tǒng)的遠程管理，已裝設(shè)了某些智能技術(shù)元素，但并非所有的管理者都能運用這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，采取措施，減少他們碳污染的特性。

采用智能技術(shù)，建筑物管理者能夠隨時查看他們的資產(chǎn)(如供暖、照明和門禁控制)的運行狀態(tài)。這些數(shù)據(jù)可以用來全面了解建筑物中不同系統(tǒng)如何相互作用，以及可能影響它們的外部因素。

運用這種洞察力，運營商可以實施有效的建筑控制，管控效率，確定維護事項，確保住戶安適，通告未來投資的順序。例如，一個建筑物因住戶變了，以不同的方式使用，數(shù)據(jù)就會告訴管理者需要做些什么，以確保盡可能高效地運營。

在工、商和住宅環(huán)境，利用有綜合方案的數(shù)字平臺支持智能建筑，可實現(xiàn)節(jié)能、降低電耗和成本。

這種方案，如全面實施，通常可使供暖、照明和家電的能源成本降低30%。例如節(jié)能控制裝置，可從根本上提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的性能，能耗減少高達50%。

相對于安裝一個基本智能管理系統(tǒng)節(jié)能的成本下降，智能建筑立即可證明它們的價值。據(jù)匯豐銀行(HSBC)的一份報告說，如果一個智能系統(tǒng)使能源成本節(jié)省25%，一座5萬平方英尺的建筑物，系統(tǒng)的安裝成本只有3.75萬美元，每年可節(jié)省2.3萬美元，不到兩年即可回收投資。

整合技術(shù)創(chuàng)建“能動”的建筑物

智能技術(shù)，除了減少碳排放量，還可用來整合一系列技術(shù)，使建筑具有“能動性”：能發(fā)電，足夠自用;多余電力，儲存或回售電網(wǎng)。

例如，德國呂登沙伊德(Lüdenscheid)的二氧化碳中和廠[6]，把各種技術(shù)，包括太陽能光伏、電動汽車充電樁、能源智能管理和高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置等，整合成一個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化和可控的智能系統(tǒng)。陽光明媚的日子里，太陽能技術(shù)可以產(chǎn)生工廠所需100%的電力，而且與當(dāng)?shù)氐臒犭娐?lián)產(chǎn)電廠聯(lián)網(wǎng)，Lüdenscheid發(fā)的電多14%，每年少排630噸的二氧化碳。盈余的電力可回售公共電網(wǎng)，意味著這個現(xiàn)場是“能動”的。

ABB Lüdenscheid工廠現(xiàn)場，硬件：光伏系統(tǒng)(占地3500平方米，安裝在公司停車場(棚)上);電池儲能系統(tǒng)(BESS，容量275 kWh，輸出200kw)

邁向可持續(xù)發(fā)展的未來

如果要實現(xiàn)雄心勃勃的全球碳減排目標(biāo)，未來10年至關(guān)重要，而建筑物脫碳是需要克服的主要挑戰(zhàn)之一。隨著建筑物變得越來越智能化，可以研究居民如何使用空間和服務(wù)，前瞻地調(diào)整照明、暖通空調(diào)和其他系統(tǒng)，智能技術(shù)的使用將發(fā)揮關(guān)鍵作用，以改進應(yīng)用，減少排放和降低能耗。

隨著時間的推移，各種類型的建筑將會變成“能動”和“負碳”的建筑，并將有助于對抗氣候變化。充分利用智能技術(shù)將確保以最優(yōu)方式利用空間，建設(shè)一個更安全、更智能和更可持續(xù)的世界。

資料與注釋：

1. Open Access Government, Building “smart” to reduce energy & carbon，March 11, 2021

2. https://www.iea.org/topics/buildings

3. EJ, exajoule, 能量單位，1EJ=1018焦耳≈2.8•1011 kWh

4. Digitalisation and Energy Technology report — November 2017, International Energy Agency

5. Open Access Government, What are intelligent or smart buildings? April 28, 2020

6. ABB, ABB presents state of the art solution for CO2-neutral and energy self-sufficient factory of the future at its site in Lüdenscheid, 2019-05-08