脱碳计划适用于住宅和商业暖通空调行业

  • 2021-07-06 16:33:56
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该脱碳波正在进行中,重大的,而凌乱。是什么让它变得凌乱?多个州政府、许多法规管辖区以及许多当地情况。在脱碳工作中添加相互冲突的优先事项——电气化是最突出的组成部分,但不是唯一的关键。

最后,任何从化石燃料转向可再生能源和更绿色电力的情景都依赖于意愿和资源以重要的方式支撑电网。

如果这一切看起来有点抽象或与日常承包业务无关,事实并非如此,至少对于商业工作和住宅来说都是如此。

商业和脱碳

气候与能源解决方案中心的 Jessica Leung 撰写了 2018 年的论文(“美国建筑脱碳”),其中总结了为什么商业建筑将直接成为脱碳努力的目标。

“从1979年到2012年,商业建筑数量增加了40%,建筑面积增加了70%。”

对于任何适度雄心勃勃的能源倡议来说,这都是不容忽视的空间。

David Nemtzow 是能源部能源效率和可再生能源办公室建筑能源技术主管。

“基本上有四种脱碳方法,”他在 5 月 4 日的 AHRI 网络研讨会上说。

第一个方面是能源效率:设计、设备、窗户和绝缘。有兴趣将自己定位为不仅在供暖和制冷方面而且在能源方面的资源的承包商可能会注意到该桶中的机会,包括一般的风化作用。

接下来是“清理电网”。与此相关的是,Nemtzow 指出,70% 的建筑物相关碳排放是由电子设备引起的,而不是建筑物和系统本身。

电气化是它自己的桶——更清洁的燃料和更清洁的电力。

最后,“你如何建造建筑物”,这更多地与建筑材料有关。Nemtzow 说,“我希望我们讨论上述所有内容”,无论如何,暖通空调将发挥重要作用。

对设备的影响

Tony Sclafani,PE,CEM 去年与圣地亚哥绿色建筑委员会就商业建筑 HVAC 系统的脱碳情况进行了交谈。Sclafani 是江森自控太平洋海岸的工程经理。Sclafani 将以下转变确定为主要策略:

更少的 RTU,更多的热泵;

从包装空气处理机组转向电热;

终端机组更换和改用水源热泵或电再热;

将燃气热水锅炉改造成电热水锅炉;

更多蒸汽系统;

取暖热水与生活热水分离;和

安装电锅炉。

Sclafani 说,对于也从事管道工程的承包商,该清单扩展到更多的热泵热水器,以及无水箱和使用点热水器。

但眼下,脱碳后起之秀依然是热泵。

丹佛斯全球营销经理德鲁·特纳 (Drew Turner) 表示:“尽管热泵在当今美国商业市场中并不十分普遍,但承包商了解安装和维修这些热泵技术的新版本所需的条件将变得越来越重要。 .“在所有情况下,水对水热回收热泵将是比空气对水更有效的解决方案,从而进一步脱碳。”

Turner 解释说,这取决于承包商是否准备好适当地整合潜在的热回收热源,其中可能包括“地下水、地表水、废水和共生冷却系统热回收”。

特纳看到了承包商扩大范围以涵盖该专业知识和技能领域的需求和机会。

更智能的建筑控制的发展也对减排做出了重大贡献,并将对建筑和建筑承包商来说仍然至关重要。当然,安全使用 A2L 制冷剂的速度和舒适度是必须的。

特纳建议说:“使用这些液体满足当地法规的能力应该从 2024 年开始,最好现在就开始相关的培训和认证要求。”

地区和天然气禁令

由于许多变量,这一切的结果将因地区而异。丹佛斯预计,空气-水热泵在美国南部和中部地区表现尤其出色,同时具有“显着的脱碳潜力”。

立法和激励措施将成为不同地区的关键变量。

在激励方面,“纽约 [市] 地方法 97 是多年来最雄心勃勃和最具创新性的建筑脱碳发展,”丹佛斯公共事务总监约翰谢夫说。

“法律对建筑排放设定了上限,并对超过该上限的建筑每吨 CO2处以高额罚款(每吨 CO2268 美元),”他说。

这种处罚是严厉的,对商业房东来说“可能导致数百万美元的罚款”,因此他希望法律能够有效地激励人们追求改进(以及可以实施改进的供应商)。

不仅合规从 2024 年开始,而且上限将在 2030 年再次降低,这是各种减排目标的共同日期。谢夫指出,这项法律将适用于 50,000 座建筑物和该市近 60% 的建筑空间。

在立法方面,当地禁止天然气连接的趋势是,与其他方面相比,关于电气化桶大小的争论开始上升。参议院能源和自然资源委员会共和党参谋长理查德·拉塞尔在最近的 AHRI 网络研讨会上发表了讲话。

“不幸的是,一些地方正在做诸如禁止天然气之类的事情。因为在许多情况下,天然气是更有效的选择,”他说。“我认为这是对如何让当地变得更加环保的误解,而实际上却恰恰相反。”

美国供应协会规范和标准主管吉姆·肯泽尔 (Jim Kendzel) 最近表示,“我们担心尚未彻底考虑全面电气化的全部影响,而且‘一刀切’的方法是不合适的。因为在美国各地发现的各种建筑存量。”

Danfoss 的 Sheff 认为,大多数位于较温带地区的商业建筑确实会完全通电。

“然而,”他观察到,“这可能需要数年时间才能实现,而且我认为当地对天然气的监管禁令不是答案。”

事实证明,随着 HVAC 行业等待联邦 HFC 逐步淘汰,随着脱碳逐渐从概念转变为实际细节,这句话已经找到了新的相关性。

“各州需要避免错综复杂的法规,并为企业主提供向脱碳的平稳过渡。”

商业弱点

脱碳努力遇到了商业建筑领域特有的其他几个障碍。一方面,即使是电热泵也有缺点。

丹佛斯将该设备描述为在许多情况下更受欢迎的选择,但也认识到“虽然效率更高,[它] 通常提供的 ROI 投资回收期比许多组织证明投资合理性所需的时间要长一些。”

即使是具有可持续发展意识的企业的优先事项也并不总是与可能对环境产生最大影响的因素完全一致

最快。

考虑改造现有库存的挑战是很常见的,但梁指出了另一个可能阻碍新商业建设进展的分歧。

“新建建筑的建筑商或业主可能不会安装最节能的电器或设备,而买方或承租人将负责支付能源费用。尽管可以通过提高能源效率实现净生命周期节省,但这种分裂激励往往有利于降低前期成本。”

投资和激励

为了使脱碳有效,改造电网是强制性的。

丹佛斯的特纳解释说,一个挑战“是弹性,这是由于可再生能源的周期性不可用导致供需脱节造成的。”

能量存储和需求响应是解决这个问题的方法。他指出,前者包括电池、抽水蓄能和蓄热。

“随着越来越多的商业建筑过渡到完全电气化的 HVAC,”Sheff 补充说,“电网需要适应以应对增加的冬季负荷。”

他说,这将需要联邦、州和公用事业的贡献,以及建筑效率的提高,以便对可再生能源的依赖可以保持适度。

从好的方面来说,能源部的 Nemtzow 表示“电网的清理速度比任何人想象的都要快,比液体或气体燃料的清理速度还要快。”

谢夫表示,2017 年税法中的奖金折旧条款等要素可以帮助弥合环境目标与业主可能认为的投资回报实际目标之间的差距。

最近在国会山宣布的《清洁未来法案》将包括“清洁能源和可持续发展加速器”。

这将提供 1000 亿美元的资金,用于“为私人和公共项目的低排放和零排放能源技术、气候弹性项目、建筑效率和电气化、工业脱碳和(和)电网现代化提供资金”。

在最近白宫关于脱碳的在线活动中,能源部长詹妮弗格兰霍姆强调了“与我们的行业伙伴合作”的必要性。她还指出,太阳能成本的降低以及氢和电池技术可能出现的类似趋势扩大了可能的范围。

Granholm 表示,能源部的 E3 计划代表着对电热泵的大力推动,可以与其“寒冷气候技术挑战”相结合,开发新的能力,以扩大热泵的竞争环境。她还提到最近的提案中包含 3000 万美元,用于培训和教育工人从事建筑、改造、法规执行和相关领域的工作。

在同一场活动中,美国环保署署长迈克尔·里根 (Michael Regan) 表示,“脱碳是一项艰巨的任务,但也是一项必不可少的任务”,并补充说,公共/私人伙伴关系可以“比仅通过监管所能取得的成就更多。”

Trane Technologies 执行副总裁兼首席技术和战略官 Paul Camuti 也在电话中,将脱碳描述为“在整个价值链中创造持久的工作岗位”,其中大部分技术已经在美国出现

目前,公共和暖通空调行业有影响力的人物正在表现出热情,并概述了以有意义的规模解决脱碳问题的途径。

仍处于早期阶段,脱碳浪潮将继续在地方、州和国家政策决策中展开。后果会有所不同,但长期的成功可能有利于商业承包商,他们不仅要做好准备,还要让浪潮在到来时提升他们的业务和机会。

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