本文作者：Dr. Thorsten Müller, Head of Global Product Group: Building and Home Automation Solutions at ABB

　　ABB 樓宇和家庭自動化解決方案全球產品組負責人 Thorsten Müller 博士說，讓樓宇管理者能夠做出明智的、數據驅動的決策，從而減少 CO2排放、優化能源效率并創造一個更可持續的世界。

　　我們生活和工作的建筑，從工廠和辦公室等工業和商業基礎設施到私人住宅，被廣泛認為是我們這個時代氣候變化和環境挑戰的最大貢獻者之一。

　　國際能源署 (IEA) 估計，建筑和建筑施工部門加起來占全球最終能源消耗總量的近三分之一，占直接二氧化碳排放量的近15%1。但是，也將建筑物確定為巨大的未開發效率潛力的來源。

　　將智能技術集成到新建筑和改造現有場地是釋放這種潛力的關鍵，也是保持希望根據格拉斯哥氣候公約和具有里程碑意義的 2015 年巴黎協定等全球條約將本世紀全球氣溫上升限制在 1.5°C 的希望的關鍵. 明智之舉

　　建筑脫碳的推動力不僅來自立法力量，還來自對在應對氣候變化方面做出必要轉變的緊迫性的集體理解。

　　應對排放挑戰有兩個方面——我們既需要減少總體能源使用量，又需要用可再生能源替代我們使用的大部分能源。無論挑戰是集成太陽能，還是降低整體消耗，智能技術和數據分析都至關重要。因此，碳中和建筑項目的工作范圍通常包括數字和自動化解決方案以及分布式能源的組合。

　　智能建筑部署互連技術，以提高能源管理、用水、空調、門禁、自動化、照明、遠程監控和通信網絡等關鍵指標的舒適度和性能。用于適應性建筑的人工智能 (AI) 有助于優化智能物聯網 (IoT) 設備收集的數據就是這樣一種創新，無觸摸界面也可以直接滿足 Covid-19 之后加強衛生的需求。

　　例如，供暖、通風和空調 (HVAC) 和照明約占普通商業建筑能源使用量的 50%。更有效和高效地使用電力可以快速收回最初的技術支出。

　　一個智能系統的安裝成本可能約為 37500 美元，但如果它能節省 25% 的能源成本，則每年可節省約 23000 美元。這意味著該系統可在不到兩年的時間內收回成本。通過采用智能自動化，管理人員可能會發現能源成本下降了 30% 到 50%3。

　　智能建筑系統將 HVAC 整合到一個整體解決方案中，從加熱和冷卻系統的中央控制和管理到房間級自動化。它們可以簡化現代建筑中智能自動化的實施，并使用預裝算法，可以對調節照明和 HVAC 水平等功能做出自主決策，以反映一天中的時間、外部環境、占用水平或其他變量。

　　與此同時，碳中和建筑中的分布式能源包括現場光伏 (PV) 技術、電動汽車充電器、儲能解決方案、電機和驅動器以及電源。 脫碳步驟

　　我經常被問到碳中和項目實際上是什么樣子的。企業組織從哪里開始脫碳之旅?數字和自動化系統實際上做了什么?

　　要回答其中一些問題，首先要概述實現碳中和4的最大步驟。第一步是部署數字解決方案和能源管理，例如監測、控制和優化，這是建筑脫碳的核心。其次是提高能源效率;例如，利用樓宇管理系統和更高效的電機和驅動器。

　　作為第三步，使用熱泵和電動汽車充電器等解決方案最大限度地實現電氣化也很重要。可再生能源解決方案的安裝還應體現低碳戰略，從光伏技術和風力渦輪機到電池和熱能儲存。最后一步涉及從電網采購可再生能源以抵消任何剩余排放。

　　Lüdenscheid和波爾沃的碳中和運營

　　我們在德國和芬蘭自有建筑的兩個突破性概念驗證項目展示了如何成功部署此類解決方案來運行 100% 碳中和的工業設施。然后，這些建筑創建了一個藍圖，使我們能夠將我們久經考驗的知識帶給我們的客戶。

　　我們位于德國西部 Lüdenscheid 的旗艦工廠結合使用太陽能、智能能源管理和高效熱電聯產工廠，以節省大量的 CO25。在晴天，它可以滿足工廠 100% 的電力需求，并且每年減少 744 噸 CO2排放量。每當現場解決方案無法滿足需求高峰時，綠色能源來自 MVV Energie AG，它保證 100% 的 CO2中性生產。

　　Lüdenscheid 工廠生產用于電氣安裝的產品，由約 7,300 平方米的光伏太陽能電池板供電。該工廠僅在第一年就提供了約 1,190 兆瓦時的氣候中性太陽能，足以滿足 360 戶私人家庭的年度需求。該熱電廠的能源效率是傳統燃煤電廠的兩倍。

　　Lüdenscheid 系統的技術核心是數字能源管理系統。該系統提供對能源生產、消耗和儲存的持續監控和最佳控制，并自主運行。該學習系統根據預測數據計算最佳能量流，并實時補償偏差。

　　在呂登沙伊德，ABB 還集成了輸出功率為 200 千瓦、容量為 275 千瓦時的電池儲能系統 (BESS)、電動汽車充電點和用于高效能源分配的智能開關設備。

　　ABB 位于芬蘭波爾沃的工廠為北歐的智能建筑市場生產接線配件和安裝材料，現在也實現了碳中和，100% 使用可再生能源6。

　　波爾沃是 ABB 第一個從工廠生產中回收能源的工廠。在運營的第一年，波爾沃的能源效率提高了 21%，同時 CO2排放量減少了 636 噸。這一二氧化碳減排量相當于每天行駛 112 圈赤道或電桑拿 373 年。

　　呂登沙伊德和波爾沃，以及荷蘭和中國的其他工廠，代表了我們的“零排放使命”計劃，這是我們實現碳中和之旅的一部分。

　　合作的力量

　　人們越來越認識到，要應對氣候危機，整個價值鏈上的組織無法孤立地開展工作。任何一家公司，無論是公共的還是私人的，都無法全面了解整個能源格局;相反，協作、技能和知識的共享——企業對企業和企業對消費者——對于實現積極的社會變革越來越重要。

　　在這種情況下，數字化使建筑物能夠為現代能源網絡提供增值服務——我們的 Lüdenscheid 工廠可以產生比其需要多 14% 的能源，任何多余的能源都會輸送到公共電網。數字化還支持從“消費者”到“產消者”的轉變，促進虛擬電廠等概念，并在更廣泛的范圍內最大化分布式能源的價值。

　　得益于智能建筑解決方案，運營商和設施經理現在可以對建筑的各個方面進行數字控制，從能源管理、用水和空調到門禁、自動化、照明、遠程監控和通信網絡。

　　基于 Web 的平臺允許設施系統彼此無縫集成，提供有關建筑物運行效率的單一視圖。有了這些數據，管理人員就可以做出明智的決定來避免浪費和改善使用，通過提高供暖和制冷設備以及建筑物本身的效率來實現 CO2減排目標。

　　一個可持續的未來，一個推動我們走向低碳社會并保護世界資源的未來，對地球和地球上所有生物的健康至關重要。智能建筑在減少能源使用和排放以及為所有人創造一個更清潔、更安全的社會方面發揮著至關重要的作用。

　　由此可見，如何借助智能科技提升建筑物能源效率已成為建筑脫碳的關鍵。