为什么能源部对零能耗建筑的定义不是全方位的

全球食品市场零能耗建筑预计将经历爆炸式增长，从2014年的6.293亿美元到1.4万亿美元到2035年。

但零能耗建筑究竟是什么？一些定义(PDF)零能源建筑(zeb)已被应用于整个行业，包括不使用电力、场地能源或源能源或产生零温室气体排放的建筑。

一些定义包括额外的警告，如禁止在建筑中直接燃烧燃料，以及排除无法证明额外性的场外可再生能源。

然而，美国能源部(DOE)最近公布零能耗建筑、校园、投资组合和社区的标准定义：

如果以源能源为基础，该实体“每年交付的能源小于或等于现场出口的可再生能源”，并在一整年的运营中计量，则该实体应被视为零能源(或，即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中使用的各种燃料和能源的标准会计方法，以及解决可再生能源信用(RECs)的使用问题。

与使用现场能源基础的常见替代方案相比，能源部的定义更接近于建筑物的实际不可再生能源消耗。虽然这是一个比现场零能量更复杂的计算，但这是一个反映整个系统思想的更稳健的分析。

然而，通过使用全国平均的能源转换系数，它错过了一个机会，以激励基于地理位置或能源供应商的最佳燃料选择，并鼓励高性能、智能zeb在日益可再生电网的电网互动。

使用更细粒度的源能量转换因子(复杂性上的一个微小的额外步骤)将使这一定义成为一个本垒打。

零能源趋势

大量的零能源项目已经完成建立并公布（PDF），还有更多的在验证或建设过程中，包括RMI的新创新中心总部设在科罗拉多州的玄武岩。

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美国总务管理局,博尔德谷学区（PDF），他们两人都已邀请RMI举办零能耗规划和设计研讨会。

“建筑2030”、“新建筑研究所”和国际未来生活研究所等组织正在推动zeb的意识加州和麻萨诸塞州正在使用政策来支持他们。

有这么多新兴的、完全不同的市场参与者，能源部的这一定义寻求在零能源主张之间建立公平的竞争环境，这些主张获得了媒体的关注，并且可以得到证明价值超过能源成本节约．

深入了解细节

DOE定义有两个重要的组成部分。首先，它不允许购买RECs来满足可再生能源发电的ZEB地位要求。

然而，它确实承认了一个单独命名为RECs - zeb的RECs，适用于设施在物理上无法在现场产生全部能源的情况，如受限制地点的高层建筑或具有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、场外购电协议或虚拟购电协议。

REC-ZEB的定义似乎可以扩展到包括这些，假设相关REC与可再生能源采购一起退役。这一场外可再生能源选择对于大型公司投资组合（如参与RMI的公司）来说非常重要商业可再生能源中心．

第二，该定义要求使用特定于每种燃料或能源形式的转换系数将交付的能源和出口的现场可再生能源转换为源能源，如下表所示。这些转换系数说明了在开采、加工、运输、发电、输电和配电过程中上游使用或泄漏的额外能量。

例如，在今天的电网中，电力平均需要三个以上的能源单位（公用事业规模的天然气、煤炭、核能、水力等）才能产生到达建筑物的每一个单位的电力，而这种上游效率低下的绝大多数是煤炭、天然气和核电厂的热损失。

根据美国能源部的定义，在现场产生一个单位的电力，通常使用太阳能光伏(PV)，同样可以避免超过三个单位的源能源。

尽管电力最受关注，但它并不是建筑中使用的唯一燃料，在美国，它只代表了55%的商业广告和43%的居民站点的能耗。

根据美国能源部的定义，如果一座建筑产生的可再生电力超过其每年消耗的电力，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。多余的电力必须从现场输出，这可能意味着要么将其送回电网，要么，例如，为电动汽车充电，然后开车离开现场。

相比之下未来生活研究所净零能源认证要求(PDF)，DOE ZEB的定义确实允许在建筑物内燃烧燃料，其中天然气是最常见的，但要求此类燃料消耗由过剩的可再生能源发电抵消。这将是在ZEBs中选择各种加热燃料的一个重要经济因素。

抵消不可再生能源

能源转换系数决定了需要多少多余的光伏发电来抵消现场消耗的不可再生能源。

例如，使用能源部1.09的天然气转换系数，1单位的出口光伏电（相当于3.15单位的能源）可以抵消2.89单位的天然气（也相当于3.15单位的能源）。这种过剩的光伏发电可能是主要的成本和空间考虑因素。

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

能源部的定义使用的是全国平均的能源转换系数。它辩解说，它避免奖励或惩罚基于他们的公用事业供应商的项目的决定。

然而，它发出了一个不好的信号，即建筑是惰性的，与供应它们的能源系统截然不同。通过使用能反映电网热效率、电力供应中的化石燃料含量或其燃料组合中的温室气体排放的地理特异性的能量转换因子，可以改进这一定义。

这种颗粒因素可能与美国环保局有关eGRID排放系数（PDF）甚至可能与特定的电力供应商有关。类似地，并非所有的区域供暖或制冷都是平等的，因此这些转换系数也应该是源特定的，从而通过激励客户来奖励高效运行或使用可再生能源的区域能源供应商。

进一步说，颗粒状天然气转换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，目前甲烷排放是一个热门话题和领域许多变化和不确定性. 至少，DOE的定义应该使用粒度转换因子勾勒出一条单独的合规路径，类似于ASHRAE这样105标准可以留给采用ZEB定义的权威机构或机构。

下面的图表说明了在电力供应更清洁的加利福尼亚州和以煤为主的科罗拉多州之间，更细粒度的电力转换因子将如何改变现场可再生发电的要求，以抵消天然气的消耗。

根据公用事业协议，建筑物所有者可能会获得少量或零补偿，以获得多余的出口可再生电力。在加利福尼亚州，抵消天然气的成本将变得更高，这将促使ZEB转向电加热。在科罗拉多州，情况正好相反。

大于零

更智能的转换因素将创造一个战略反馈循环，因为零能耗建筑开始组成建筑存量的重要部分，并与电网互动。

在以可再生能源为主的未来电网中，电力的源能量转换系数应相应降低，从而鼓励更多的ZEB使用可再生电力。

反过来，电网上的大量智能建筑可以提供需求的灵活性服务回到高度可再生的电网，平衡太阳能和风能的间歇性。

随着零能耗建筑的快速增长，源能量转换因子的粒度和降低因子的路线图将为适当评估和利用电加热建筑的电网互动性开辟一条道路。

领先的机构、企业和个人通过建造零能耗建筑来推动高性能经济，不应将其能源消耗系统视为输电线末端的惰性金融负债，而应将其视为智能建筑交响乐中的宝贵工具，高性能电网。