为什么零能耗建筑的定义DOE不是本垒打

全球市场零能耗建筑预计将经历爆炸式增长，从2014年的6.2930亿美元增长到1.4万亿美元到2035年。

但究竟什么是一个零能耗的建筑？一些定义(PDF)零能耗建筑(ZEBs)已经被广泛应用于整个行业，包括那些使用零电力、零现场能源或源能源的建筑，或者那些产生零温室气体排放的建筑。

一些定义包括额外的警告，例如禁止在建筑物内直接燃烧燃料，以及在无法证明额外性的情况下排除场外可再生能源。

然而，美国能源部(DOE)最近公布零能耗建筑、校园、组合和社区的标准定义:

在源能源的基础上，如果在一整年的运行期内，“年度交付的能源小于或等于现场可再生出口能源”，则该实体应被视为零能源(或同为净零能源或零净能源)。

这一单一标准定义基础的建议适用于比较建筑物中使用的各种燃料和能源的标准会计方法，并解决可再生能源信贷(RECs)的使用问题。

美国能源部的定义是归因于建筑物的实际不可再生能源消耗的更接近于相比，使用站点的能源基础的共同选择。虽然不是现场零能耗更复杂的计算，这是一个更强大的分析，反映了全系统思维。

然而，通过使用全国平均能源转换因子，它错过了一个基于地理位置或能源供应商的最佳燃料选择和鼓励高性能、智能zeb在日益可再生的电网上的电网交互的机会。

使用更细粒度的源能量转换因子，在复杂性上增加一个小步骤，将使这个定义成为一个本垒。

零能耗发展趋势

相当数量的零能源项目已经实现建立和公布（PDF），还有更多的验证或建设，其中的过程RMI的新创新中心总部位于科罗拉多州玄武岩。

越来越多的机构正在起草实现零能源投资组合的长期计划，这些机构来自美国最大的房东——美国能源部美国总务管理局,博尔德谷学区（PDF），两人特地RMI进行零能耗的规划和设计研讨会。

像“建筑2030”、“新建筑研究所”和国际未来生活研究所这样的组织正在推动ZEBs的意识加州和麻萨诸塞州正在用政策来支持他们。

由于有这么多新兴的、不同的市场参与者，能源部的定义寻求在零能源主张之间建立一个公平的竞争环境，这些主张获得了媒体的关注，并可以证明价值超出了节约能源成本。

细节探讨

DOE定义有两个值得注意的组成部分。首先，它不允许购买RECs来满足ZEB地位的可再生能源发电要求。

然而，它确实将RECs定义为单独的reci - zeb，以适应设施在现场无法产生全部能量的情况，例如限制场地的高层建筑或高处理负荷的医院等建筑。

这个定义没有提到其他具体的，采购可再生能源的创新方法，如社区太阳能、场外电力购买协议或虚拟电力购买协议。

该REC-ZEB定义貌似可以扩展到包括这些，假设相关的区域经济共同体与可再生能源采购一起退休。这种异地可再生能源的选项将成为大企业的投资组合，如参与RMI的重要商业可再生能源中心。

其次，该定义既需要递送的能量和出口的现场可再生能源发电转换为使用转换因子特定于每个燃料或能量形式的源能量项，如表中所示的下方。这些转换系数占所使用的额外的能量或提取，加工，运输，发电，输电和配电期间泄漏上游。

For example, in today’s grid, electricity on average requires more than three units of source energy (utility-scale gas, coal, nuclear, hydro, etc.) to generate every unit of electricity that arrives at the building, with the vast majority of this upstream inefficiency being thermal losses at coal, gas and nuclear plants.

根据能源部的定义，就地发电一单位的电力，最常用的是太阳能光伏发电，同样可以避免三单位以上的能源。

虽然雅芳的最受关注的，电是不是在建筑中使用的唯一的燃料，而在美国仅代表55%的商业和43%的住宅站点的能耗。

根据能源部的定义，如果一座建筑产生的可再生电力超过了它每年消耗的电力，多余的可再生电力可以用来抵消进口到该建筑的其他燃料或能源形式的消耗。过剩的电能必须从现场输出，这可能意味着要么将其送回电网，要么为电动汽车充电，然后开车离开现场。

与此相反的未来生活研究所净零能耗认证规定(PDF)，美国能源部ZEB定义并允许建筑物内燃料的燃烧，其中天然气是最常见的，但是需要这样的燃料消耗量通过过量可再生能源发电所抵消。这将是在ZEBs各种取暖燃料之间的选择的一个重要的经济因素。

抵消不可再生能源

源能量转换因素决定过剩光伏发电将有多少需要消耗抵消现场不可再生能源。

例如，1个单位的出口光伏发电（等于3.15单位源的能量）的可以抵消2.89单位的天然气（也等于3.15单位源的能量），采用1.09 DOE的天然气转换因子。这种过剩的光伏发电可能是主要的成本和空间考虑。

因此，能源转换因素对综合寿命周期成本分析有重大影响，影响实现ZEB状态的可行性，并影响燃料的选择。

能源部的定义使用的是国家平均水平的能源转换系数。为了证明这一决定的正当性，它指出，它避免了基于公用事业供应商的奖励或惩罚项目。

然而，它发出了一个糟糕的信号，即建筑物是惰性的，与为其提供能源的系统截然不同。通过使用能反映电网热率的地理特异性、电力供应的化石燃料含量或其燃料组合的温室气体排放的能量转换因子，可以改进该定义。

这样一个细微的因素可能与美国环保署有关eGRID排放系数（PDF）或者甚至涉及到具体的电力供应商。类似地，不是所有的区加热或冷却被创建相等，所以这些转换系数也应该是源特定，从而奖励谁通过其建立激励机制客户有效或运行操作上可再生能源区能源供应商。

更进一步说，颗粒状天然气转化因子可能是奖励积极控制甲烷排放的天然气供应商的一个机会，甲烷排放目前是一个热门话题和领域太多变化和不确定性。最起码，美国能源部的定义应该使用颗粒转换因素，类似于勾勒出一个独立的合规路径ASHRAE这样105标准它的引用，可以留给采用ZEB定义的权威机构或机构。

下图展示了更细粒度的电力转换系数将如何改变现场可再生能源发电的需求，以抵消天然气消耗，在电力供应更清洁的加利福尼亚州和煤炭供应严重的科罗拉多州之间。

根据协议公用事业，建筑物的所有者可能会补偿很少或没有过量，出口可再生能源发电。在加利福尼亚州，它会变得更加昂贵，以抵消天然气，推动ZEBs向电加热。在科罗拉多州，它会做相反。

大于零

当零能源建筑开始在建筑存量中占很大一部分并与电网交互时，智能转换因子将创建一个战略性反馈循环。

在由可再生能源为主导的未来电网，电力源的能量转换系数应相应减少，鼓励更多ZEBs对可再生能源发电运行。

反过来，电网上的大量智能建筑也能提供电能需求的灵活性服务回到高度可再生电网，对太阳能和风能的intermittencies平衡。

与零能耗建筑，源能量转换因子粒度的快速增长，为棘轮向下因素将设置的通路朝向适当地重视和利用电加热建筑物的并网交互的路线图的期望。

在领先的机构，企业和个人通过建立零能耗建筑驾驶高性能的经济不应该认为他们的耗能系统的惰性金融负债在电源线的终点，而是应该把它们看作是有价值的工具在一个智能的，高性能的电网的交响乐。