纽约第一座电动摩天大楼承诺提供绿色豪华生活 - 彭博社

布鲁克林市中心合金区开发项目的第一座塔楼，完全依靠电力运行。

摄影师：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm凯文·伍德（Kevin Wood）在英国汉普郡家门外的电动车旁，摄于三月。

摄影师：Bloomberg Green 的 Alex Atack在一个常常被脚手架连接起来的城市里，被称为合金区的开发项目——位于布鲁克林市中心繁华街道上，对面是布鲁克林音乐学院的红银招牌——长期以来一直只是另一个建筑工地。

但该项目的第一阶段有着独特之处，这座今年春季开业的44层塔楼。在周围大多依赖天然气和石油能源的建筑物环绕下，505 State Street 是纽约第一座全电动摩天大楼。

像这样的节能建筑将至关重要，以支持该市到2050年将温室气体排放量削减80%至2019年水平的目标。在全国范围内，最大的排放来源是交通运输，主要由低载客汽车和卡车主导。但在纽约，大多数人使用公共交通而不是开车。这意味着建筑“在该市是远远最大的排放源”，Urban Green Council 的研究与政策高级主任克里斯托弗·哈夫纳特（Christopher Halfnight）表示，该非营利组织专注于建筑节能。根据哈夫纳特的说法，燃气和燃油烧炉以及热水器共同占纽约市排放量的40%。

为了试图缩小这一规模，2021年市议会通过了一项法律，禁止新建筑燃烧排放一定量二氧化碳的燃料。这些规定今年开始适用于大多数高达七层的新建筑。但对于高楼，直到2027年中期才会生效。开发商兼建筑师Alloy Development在505 State项目中只是提前开始了。

这并不总是计划中的。

当Alloy在2019年首次构思这个项目时，“最初的设想是基础建筑采用燃气供暖，或许灶台也会使用燃气，”该公司总裁AJ Pires在今年冬天的一个刮风的日子里在工地上说道。

Alloy Development总裁AJ Pires在505 State Street塔楼施工现场合影。摄影师：Bloomberg Green的Bryan Anselm但后来发生了两件事。首先，National Grid停止了在布鲁克林的新燃气连接。这是该公用事业公司与州监管机构之间关于一个价值十亿美元的燃气管道的对峙的一部分；该公用事业公司希望获得批准，但监管机构阻止了一个关键许可，理由是水质问题。

与此同时，纽约市议会通过了97号地方法规，要求到2030年，相对于2005年的排放量，某些建筑物的温室气体排放量减少40%。

尽管法律缺乏明确的指导，但燃气连接问题和未决的法规双重打击导致皮雷斯和他的同事们打赌城市会随着时间激励电气化，或者“惩罚使用碳基燃料的任何东西，”他说。“结果证明这是正确的。”所以他们决定转向电动。

505 State Street地下室的电锅炉内部。摄影师：Bloomberg Green的Bryan Anselm当团队成员询问如果没有燃气，这个建筑群会是什么样子时，答案相当简单。“电锅炉代替燃气锅炉；电磁炉代替燃气灶具。就是这样，”皮雷斯说，指出他们不得不修改电气室的设计以适应更高的安培数，因为需要更多的电力来满足更大的电气负荷。

幸运的是，合金已经有设计节能建筑的经验，比如One John Street，一个混合用途的住宅和商业开发项目，位于布鲁克林的达姆博(Dumbo)社区，因其高度可持续性而获得了美国建筑师协会纽约分会的奖项。他们已经设计了构成合金区块的五个建筑结构，采用紧凑的建筑围护结构，以减少供暖和制冷所需的能量。

更大的困难在于让学校建筑管理机构加入。该项目地点包括哈利勒·吉布兰国际学院的现址，这是美国第一所英语-阿拉伯语公立学校。该建筑是由1873年至1889年间建造的几个结构的混合体。“但显然对今天的高中来说效率低下，”教育建设基金的首席执行官詹妮弗·马尔多纳多说。ECF通过公私合作在纽约州各地建造公立学校。

哈利勒·吉布兰国际学院的新址正在按照超高效的被动房标准建造。摄影师：布莱恩·安瑟姆，彭博绿色Alloy Development的计划包括翻新旧校舍供社区和公寓居民使用，并将哈利勒·吉布兰搬到一个新建筑，该建筑位于综合体中心，还有一个新的500座小学（P.S. 456）。该建筑将符合被动房标准 —— 一种设计方法，结构紧密，需要极少的能源来保持舒适的室内温度。

“我们宣布它将成为一个被动房学校建筑，以设立一个供学校建设管理局测试新建学校方式的试点，”皮雷斯说。虽然教育建设基金负责学校的建设，但一旦完成，学校建设管理局将接管该物业，并负责维护和保养。在整个城市，学校建设管理局维护着为110万学生提供服务的1400多栋建筑。它是该市最大的建筑商之一，因此是帮助该市降低建筑排放的关键部分。但由于它为特定人群 —— 青少年 —— 提供服务，因此也有特定和严格的要求。

“有一些小事情，比如栏杆的位置，入口的位置，安全摄像头的摆放位置，”Maldonado说道，指出为年幼孩子建造的学校的栏杆和马桶的高度低于为青少年建造的学校。由于这是布鲁克林繁忙的地区，窗户被要求采用三层玻璃隔音。

主要挑战在于将Passive House的采暖和制冷要求与SCA对通风、制冷和空气系统的规定融合在一起。工程师、建筑师和施工经理合作协调，使它们同步，Maldonado说：“就建造新建筑而言，这可能是一个未来的模式。”

像505 State Street一样，新的学校建筑将标志着一个第一——这座城市的第一座Passive House公立学校。它将于九月向学生开放。与此同时，住宅塔楼的租户于4月5日开始搬入。市场租金从$3,475 起，一室公寓到三卧室公寓的租金为$11,200，尽管440个单位中有45个被划为经济适用房。

505 State Street模型公寓的起居空间。摄影师：Bloomberg Green的Bryan AnselmPires展示的模型单元看起来像新豪华建筑中的任何公寓，配有时尚、现代的装置和三层玻璃的高窗户，旨在既安静室外的城市景观，又保持舒适的室内温度。玻璃灶台是感应式的，一些厨师表示它比燃气更具响应性。每个单元都配备了Ecobee智能恒温器，不仅让居民可以安排何时开启和关闭供暖和制冷，还可以感知公寓何时无人居住并恢复到更低的能源设置。

公寓配备了电器设备，包括电磁炉和智能恒温器。摄影师：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm但建筑物的许多运行机制都超出了租户的视野。

供暖和制冷采用所谓的水源热泵系统运行。“这意味着有一圈冷水和一圈热水流向公寓里的设备，然后吹过这些圈，加热和冷却空间，” Pires 说道。水循环回收了大部分用于加热和冷却的能量，减少了锅炉的工作量，从而最大限度地提高了效率。

主要特点

插图由 Bloomberg Green 的 Brown Bird Design 制作

当 Alloy Development 的资产经理 Andrew Graham 带领我们来到地下室时，令人惊讶的是，那里异常干净，没有通常伴随燃气锅炉的气味。505 State Street 使用电阻锅炉。 Pires 指出，建筑物确实有一个例外，即备用燃气发电机，以防紧急情况发生，据 Pires 说，这是建筑法规的要求。

505 State Street 地下室锅炉房内的管道和电线。摄影师：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm备用发电机将在建筑物停电时启动，以确保电梯和消防疏散通道的灯光正常工作。“它不是建筑物的日常运营的一部分。它没有被使用。但如果发生停电，它将提供生命安全服务，” Pires 说道。

关于通电建筑的一个常见担忧是成本，无论是对开发商还是租户来说。Halfnight指出最近的研究表明，对于开发商来说，在纽约市进行全电新建筑与非全电建筑相比“基本上成本中性”。

对于租户来说，情况更加复杂。许多纽约公寓楼集中控制供暖和制冷，并将成本包含在租金中，而不是给租户一个单独的账单。这并非没有缺点 —— 无法调低供暖，纽约人经常在冬天敞开窗户 —— 但这也意味着成本是一致的。合金大厦的租户将能够控制自己的供暖，但他们也将自己支付费用。

Pires承认，作为房东的合金公司实际上不会真正了解能源成本，相对于传统供暖和制冷，直到建筑物完全运营。“我很好奇当我们打开并使用它时，我的电费会是多少，”他说。

随着城市中越来越多的新建筑通电，“需要做一些工作，以确保这种过渡是公平的，并确保居民不承担不应承担的公用事业账单部分，”城市绿色委员会的Halfnight表示。

技术的快速变化可能会在项目的后期阶段实现更大的效率提升。虽然505 State Street依赖电阻锅炉，但第二座住宅塔楼将采用更新的技术。“我们现在正在设计第二座建筑，有空气源热泵可以产生足够的热水，这在五年前我们设计505 State Street时是不可用的，”Pires说。热泵比电阻锅炉更节能。

在对电动汽车充满热情的同时，Alloy Development与房地产和建筑行业中其他一些抵制纽约绿色建筑推动的人形成鲜明对比。2022年，两家皇后区合作社和一家拥有曼哈顿一栋建筑的有限责任公司在纽约最高法院提起诉讼，试图推翻第97号地方法规。该案在2024年被驳回。与此同时，该州的全电建筑法案——与纽约市法律相似，但采用了稍长一点的采纳时间表——正在一家联邦地方法院受到挑战。在2023年10月，依赖于燃气器具和系统供应以维持生计的化石燃料公司、行业协会和工会提起诉讼。

从皮雷斯的角度来看，这正是潮流的方向，他和同事们只是提前到达了那里。他说，在参与505 State Street项目的工程师中，“如果你现在问他们在任何多户建筑上在做什么，他们都是全电动的 — 全部都是。能够利用项目来推广这种未来是非常棒的。”

当凯文·伍德所在地的公用事业公司开始向客户提供金钱以换取更少用电时，这位一名孩子的父亲面临了一场斗争。居住在英格兰南部汉普郡的伍德渴望实现节省，同时缓解峰值能源需求。但有些事情 —— 像青少年 —— 比满负荷的电网管理起来更困难。

“我们尝试说，‘看，让我们不要用Xbox一个小时’，”伍德说。“[有效]一次。但我们已经同意不再这样做了。”

凯文·伍德在英国汉普郡家中屋顶上的太阳能电池板。摄影师：亚历克斯·阿塔克，彭博绿色外交只是伍德家庭能源系统的一部分。他安装了太阳能电池板、电池和电动汽车。一旦燃气锅炉停止使用，下一个步骤是安装热泵。但安装所有这些技术只是第一阶段 —— 现在伍德无法停止关注它。他追踪使用电力的最便宜时间，并安排家人的洗衣、烹饪和充电以匹配这个时间。“我为自己将成为电力净负荷感到自豪，”伍德说。“我实际上正在回馈。”

伍德是一群超级主动、超级投入的电力客户中的一员。太阳能电池板、家用电池和其他节能设备比以往任何时候都更便宜、更易获得。更高的电费使每个人都更加关注他们的用电量，而公用事业公司通过在需求低时提供更便宜的价格信号，需求高时提供更昂贵的价格信号。这些因素共同创造了一个新的消费者群体：称之为家庭能源迷。目前这只是一个小众市场，但在迷的体验中蕴含着每个人和公用事业公司的教训。

公用事业公司和客户之间的关系通常是单向的：公用事业公司提供价格，消费者支付并使用所提供的能源。但随着电力网摆脱化石燃料，根据需求和供应匹配变得更具挑战性。公用事业公司正在推动客户根据电网的需求和高峰需求时期优化他们的能源使用，而客户开始通过在家中生成和储存电力的设备来补充电网。

“人们作为消费者所做的决定和行动对能源系统的影响更大，” 英国苏塞克斯大学能源政策高级讲师玛丽·克莱尔·布里斯博伊斯说。

那么，你如何从能源客户变成能源迷？许多人描述了一个小推动 —— 比如改变洗衣时间以利用更便宜的电力价格，或者添加隔热材料以提高能效 —— 作为第一步。对于37岁的约翰·斯米利来说，是在2018年他家的旧燃气炉坏了之后。将其更换为新型号激励了斯米利进一步升级了印第安纳州家中的窗户和隔热材料。

“那时我开始思考，‘接下来有哪些步骤呢？’” 他说。这家人安装了热泵热水器，最终又安装了热泵。根据他的计算，他们家的二氧化碳排放量在2022年至2023年间减少了近50%，而总能源使用量约为之前的三分之一。查看更多。

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一旦技术安装好了，能源迷们说再也回不去了。看着免费电力流入你的房子 —— 并充分利用它 —— 简直让人上瘾。“如果有人告诉你他们安装了太阳能板然后就不管了，我会感到惊讶，” 来自英国北安普敦郡的50岁IT工作者、两个孩子的母亲黛安·帕特莫说。“我认为至少在最初的几个月里，你会着迷。”

Kevin Wood 在家展示他的电力监控设置。摄影师：Alex Atack for Bloomberg Green技术知识并非必需；数学也不是很重要。对于英格兰北部达勒姆的教堂运营经理克里斯·摩根（Chris Morgan），数字3是魔法数字 — 3千瓦。这是他家电池一次可以放电的容量，所以摩根一家四口努力保持他们的能源消耗低于这个上限。他们利用电网在凌晨12:30至凌晨4:30之间给电池和电动汽车充电，因为这段时间电力便宜。白天，他们尽量使用储存的能源，而不是从公用事业公司购买昂贵的高峰时段电力。与此同时，屋顶太阳能电池板产生的能源以比他们夜间购买电力更高的价格直接进入电网。实际上，这家人低买高卖。

主要冲突出现在晚餐时间，这时既需要电热水壶（3千瓦），又需要电烤箱（2千瓦）。“有时我会说，‘为什么我们不等热水壶煮完再开烤箱，这样我们就不用从电网进口电了，” 摩根说。

千瓦时的旅程

插图由布朗鸟设计为彭博绿色制作

*千瓦时（kWh）是电能的度量单位，相当于1小时内消耗1,000瓦特的功率。

摩根对家庭能源产生兴趣是因为他在2021年6月购买了一辆日产电动汽车。“在拥有电动汽车之前，我从未考虑过自己使用了多少能源，” 他说。“这从未在我脑海中出现过。”

电动汽车是许多能源迷的入口。对于62岁的罗伯特·韦尔（Robert Wehr）来说，他住在德国北部一个农村地区，2020年购买了一辆大众e-Golf，随后安装了太阳能电池板，然后安装了智能电表来跟踪用电情况。他和妻子现在仔细考虑何时给他们的电动汽车充电，以利用太阳能电池板产生的免费电力，并几乎像监控其他家电一样。

刊登在 Bloomberg Green, 第十期, 2024年春季插图：斯科特·格尔伯（Scott Gelber）为彭博绿色“你总是可以看到你此刻的确切用电量，”韦尔说。“这会让你思考，‘哎呀，我们应该如何使用洗碗机？’ 你突然可以看到热水壶使用了多少电。当你打开它时，这真的让我感到震惊。”

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“越来越多地提供新服务并提供精细的控制能力，这对很多人来说是有吸引力的，无论是为了提高舒适度还是因为这是一种有趣的玩意儿，”费尔说。“对于那些有能力参与其中的人来说，这可能会给他们带来很大的控制权。”

能源爱好者的在线社区如雨后春笋般涌现，提供了一个交流技巧的地方。在英国，热泵机主们聚集在一个名为 热泵监测器 的网站上比较他们的COP，即性能系数。这实质上是一个衡量热泵每消耗一单位电力产生多少热量的指标 — 数值越高，设备效率越高。位于萨里郡迈切特的一台7千瓦瓦勒特Arotherm+热泵目前是效率的领导者。在过去一年中，其平均COP为4.6，处于制造商称用户可以期待的最高水平。

事实上，作为一个能源爱好者的重要部分是影响他人。35岁的汤姆·布雷在2021年安装了热泵后开始跟踪家庭能源使用情况。它的COP为3.4，他对此感到满意。这意味着他支付的费用大致与使用燃气锅炉的人相当，而他那座建于19世纪的房屋并不容易取暖。三年前，布雷开始在一个 YouTube频道 上分享他的效率读数和有关设置的细节，他最受欢迎的视频（“我们的热泵在寒流中如何应对？”）已经有超过10万次观看。他也成为了当地的一位专家。布雷估计他向20位邻居展示了他的热泵，至少有三人随后购买了一台。

汤姆·布雷（Tom Bray）展示了他在英国达勒姆家中为YouTube频道拍摄视频的过程。摄影师：亚历克斯·阿塔克（Alex Atack）为彭博绿色布雷展示了他的热泵监控器。摄影师：亚历克斯·阿塔克（Alex Atack）为彭博绿色家庭能源迷的最终boss是自动化。一个计算机化系统可以根据定价、时间和用户习惯将用电时间精确到秒。例如，它可以被编程为在夜间向插着的电动汽车发送廉价的电网电力，或者在房主开车去上班后从太阳能电池板中充电电池，然后在晚餐时间释放到厨房。包括特斯拉和谷歌在内的许多公司开始在这一领域发力，承诺为那些拥有设备但不想监控的消费者简化家庭能源管理。然而，目前，家庭能源自动化主要还是自己动手做。

这是布拉姆·克莱斯（Bram Claeys）计划在完成使他的房子更节能的工作后专注的内容，这个过程包括加强隔热、增加太阳能电池板和安装吊扇以保持夏天房子的凉爽。50岁的克莱斯与妻子和七岁的儿子住在布鲁塞尔南部，他已经拥有热泵、电动汽车和太阳能电池板，但他的旧设备需要有人注意到外面是晴天，然后赶紧去插上汽车，如果他们想利用免费的电子。

“然后一些愚蠢的云飘过来，太阳能产量下降，但你继续给你的车充电，而且在不需要这样做的时候从电网中吸取峰值电力，”他说。

克莱斯和他的妻子使用四个应用程序来管理一切 — 一个用于汽车，一个用于太阳能电池板，一个用于热泵，一个用于电表。但他计划购买一个名为树莓派的简单计算机来简化事务。新系统将为他们工作：在太阳能电池板产生最多电力或电网能源价格最便宜时为汽车充电。克莱斯说：“我们是能源迷。”“我们俩都很在意，但对我们来说，除了看我们的应用程序之外，还有其他事情要做。”

来自威尔士南部的52岁三个孩子的母亲莎拉·钱伯斯意识到，通过投资于汽车充电器、太阳能电池板和电池，她的家庭可以节省“大量资金”。她的下一个项目是建立一个家庭助手计算机（也基于树莓派）来自动化家庭能源流动。钱伯斯还选择了与她的公用事业公司章鱼能源签订的定价计划，该计划在价格低时自动向她的电动汽车供电。“与其是一些向你表示同情并告诉你情况会好转的公司，他们实际上赋予你力量去思考，‘我可以改变这个，’”她说。

章鱼公司首席产品官丽贝卡·迪布-辛金表示，只有少数人会监控多个应用程序并主动改变他们的行为，该公司已经采用了动态能源定价。该公司向英国居民提供的选项之一是根据能源的批发价格每半小时更改价格；其他计划提供在低峰时段廉价能源，或者向电网出售高峰时段的能源获得报酬。

选择这种可变定价的客户往往更富有，有时间和耐心来调整他们的家庭。但是迪布-辛金说，他们的调整提供了宝贵的教训：它证明了家庭可以成为能源的来源，并且可以以一种增加电网灵活性的方式使用能源。

“我不是在试图为特斯拉车主省钱的业务中，”她说。“我是在为每个人降低能源成本的业务中，但我只能通过与一开始就拥有电动汽车和硬件的人合作来实现这一点。”

一些能源迷的痴迷是出于必要。牙医萨德·阿基奥德在美国练习多年后搬回尼日利亚的拉各斯，她想确保自己有可靠的家庭能源供应。阿基奥德最初的设置包括汽油发电机、干电池和逆变器，逆变器可以从发电机或太阳能电池板获取电力并将其转换为家庭用电。但是发电机一直出故障，所以在2020年，她用太阳能电池板和更耐用的锂离子电池替换了它。为了摆脱她使用的少量电网能源，阿基奥德现在正在将她的空调换成可以在逆变器上运行的型号。

萨德·阿基奥德站在她位于尼日利亚拉各斯的家的阳台上，夜幕降临。摄影师：维克多·阿德瓦莱，为彭博绿色拍摄阿基奥德的下一步是添加第二台逆变器和更多太阳能电池板，以便她可以完全脱离电网运行她的空调和水泵。在像尼日利亚这样电力供应不可靠的国家，更多的人应该转向太阳能，她说：“一旦您建立起捕捉它的基础设施，太阳能就是免费的。”

南非也经常发生停电，需求经常超过供应，以至于该国的国有公用事业公司Eskom每天实施长达12小时的所谓“负荷 shedding”。保罗·斯宾塞（Paul Spencer）75岁，住在西开普省的一个村庄，家里装有太阳能电池板和电池，可以帮助他度过常规的停电。

斯宾塞和他的妻子对家电的用电量有着敏锐的理解。例如，烘干机是禁用的。“它实际上会触发逆变器，然后一切都会熄灭，”他说。斯宾塞的秘密武器是一款智能手机应用，可以让他监控房屋的用电情况，甚至在最后一刻宣布停电时，远程快速充满电池。

左图：Sade Akiode说自从她所在社区断电以来，这个废弃的当地电力插座已经无用。右图：电力从逆变器设备传输到Sade的建筑物中。摄影师：维克多·阿德瓦莱（Victor Adewale）为彭博绿色在南非，像斯宾塞这样的富裕消费者可以负担得起家庭能源技术，使他们更能应对停电。 （他的设置费用为10万兰特，约合5200美元，但如果他的儿子没有处理安装，费用可能会更高。）

全球能源系统不平等，有7.75亿人 没有电力供应，而其他人的用电量是全球平均水平的数倍 —— 转向电动、分散式电力带来新的公平挑战，苏格兰斯特拉斯克莱德大学可持续能源商业与政策教授马修·汉农（Matthew Hannon）表示。决定何时使用电力取决于灵活性，这可能不适用于那些生病、照顾幼儿或老年人的人。虽然太阳能电池板、热泵和电池可以让业主节省开支，但它们也需要一笔前期投资。

“重要的问题是我们如何才能实现公平竞争，并确保人们平等地享有这些好处，” Hannon 说道。“作为账单支付者和纳税人，我们都在为这种转变买单。但有些人从智能革命中受益更多。”