紐約第一座電動摩天大樓承諾提供綠色豪華生活 - 彭博社

布魯克林市中心合金區開發項目的第一座塔樓，完全依靠電力運行。

攝影師：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm凱文·伍德（Kevin Wood）在英國漢普郡家門外的電動車旁，攝於三月。

攝影師：Bloomberg Green 的 Alex Atack在一個常常被腳手架連接起來的城市裏，被稱為合金區的開發項目——位於布魯克林市中心繁華街道上，對面是布魯克林音樂學院的紅銀招牌——長期以來一直只是另一個建築工地。

但該項目的第一階段有着獨特之處，這座今年春季開業的44層塔樓。在周圍大多依賴天然氣和石油能源的建築物環繞下，505 State Street 是紐約第一座全電動摩天大樓。

像這樣的節能建築將至關重要，以支持該市到2050年將温室氣體排放量削減80%至2019年水平的目標。在全國範圍內，最大的排放來源是交通運輸，主要由低載客汽車和卡車主導。但在紐約，大多數人使用公共交通而不是開車。這意味着建築“在該市是遠遠最大的排放源”，Urban Green Council 的研究與政策高級主任克里斯托弗·哈夫納特（Christopher Halfnight）表示，該非營利組織專注於建築節能。根據哈夫納特的説法，燃氣和燃油燒爐以及熱水器共同佔紐約市排放量的40%。

為了試圖縮小這一規模，2021年市議會通過了一項法律，禁止新建築燃燒排放一定量二氧化碳的燃料。這些規定今年開始適用於大多數高達七層的新建築。但對於高樓，直到2027年中期才會生效。開發商兼建築師Alloy Development在505 State項目中只是提前開始了。

這並不總是計劃中的。

當Alloy在2019年首次構思這個項目時，“最初的設想是基礎建築採用燃氣供暖，或許灶台也會使用燃氣，”該公司總裁AJ Pires在今年冬天的一個颳風的日子裏在工地上説道。

Alloy Development總裁AJ Pires在505 State Street塔樓施工現場合影。攝影師：Bloomberg Green的Bryan Anselm但後來發生了兩件事。首先，National Grid停止了在布魯克林的新燃氣連接。這是該公用事業公司與州監管機構之間關於一個價值十億美元的燃氣管道的對峙的一部分；該公用事業公司希望獲得批准，但監管機構阻止了一個關鍵許可，理由是水質問題。

與此同時，紐約市議會通過了97號地方法規，要求到2030年，相對於2005年的排放量，某些建築物的温室氣體排放量減少40%。

儘管法律缺乏明確的指導，但燃氣連接問題和未決的法規雙重打擊導致皮雷斯和他的同事們打賭城市會隨着時間激勵電氣化，或者“懲罰使用碳基燃料的任何東西，”他説。“結果證明這是正確的。”所以他們決定轉向電動。

505 State Street地下室的電鍋爐內部。攝影師：Bloomberg Green的Bryan Anselm當團隊成員詢問如果沒有燃氣，這個建築羣會是什麼樣子時，答案相當簡單。“電鍋爐代替燃氣鍋爐；電磁爐代替燃氣灶具。就是這樣，”皮雷斯説，指出他們不得不修改電氣室的設計以適應更高的安培數，因為需要更多的電力來滿足更大的電氣負荷。

幸運的是，合金已經有設計節能建築的經驗，比如One John Street，一個混合用途的住宅和商業開發項目，位於布魯克林的達姆博(Dumbo)社區，因其高度可持續性而獲得了美國建築師協會紐約分會的獎項。他們已經設計了構成合金區塊的五個建築結構，採用緊湊的建築圍護結構，以減少供暖和製冷所需的能量。

更大的困難在於讓學校建築管理機構加入。該項目地點包括哈利勒·吉布蘭國際學院的現址，這是美國第一所英語-阿拉伯語公立學校。該建築是由1873年至1889年間建造的幾個結構的混合體。“但顯然對今天的高中來説效率低下，”教育建設基金的首席執行官詹妮弗·馬爾多納多説。ECF通過公私合作在紐約州各地建造公立學校。

哈利勒·吉布蘭國際學院的新址正在按照超高效的被動房標準建造。攝影師：布萊恩·安瑟姆，彭博綠色Alloy Development的計劃包括翻新舊校舍供社區和公寓居民使用，並將哈利勒·吉布蘭搬到一個新建築，該建築位於綜合體中心，還有一個新的500座小學（P.S. 456）。該建築將符合被動房標準 —— 一種設計方法，結構緊密，需要極少的能源來保持舒適的室內温度。

“我們宣佈它將成為一個被動房學校建築，以設立一個供學校建設管理局測試新建學校方式的試點，”皮雷斯説。雖然教育建設基金負責學校的建設，但一旦完成，學校建設管理局將接管該物業，並負責維護和保養。在整個城市，學校建設管理局維護着為110萬學生提供服務的1400多棟建築。它是該市最大的建築商之一，因此是幫助該市降低建築排放的關鍵部分。但由於它為特定人羣 —— 青少年 —— 提供服務，因此也有特定和嚴格的要求。

“有一些小事情，比如欄杆的位置，入口的位置，安全攝像頭的擺放位置，”Maldonado説道，指出為年幼孩子建造的學校的欄杆和馬桶的高度低於為青少年建造的學校。由於這是布魯克林繁忙的地區，窗户被要求採用三層玻璃隔音。

主要挑戰在於將Passive House的採暖和製冷要求與SCA對通風、製冷和空氣系統的規定融合在一起。工程師、建築師和施工經理合作協調，使它們同步，Maldonado説：“就建造新建築而言，這可能是一個未來的模式。”

像505 State Street一樣，新的學校建築將標誌着一個第一——這座城市的第一座Passive House公立學校。它將於九月向學生開放。與此同時，住宅塔樓的租户於4月5日開始搬入。市場租金從$3,475 起，一室公寓到三卧室公寓的租金為$11,200，儘管440個單位中有45個被劃為經濟適用房。

505 State Street模型公寓的起居空間。攝影師：Bloomberg Green的Bryan AnselmPires展示的模型單元看起來像新豪華建築中的任何公寓，配有時尚、現代的裝置和三層玻璃的高窗户，旨在既安靜室外的城市景觀，又保持舒適的室內温度。玻璃灶台是感應式的，一些廚師表示它比燃氣更具響應性。每個單元都配備了Ecobee智能恆温器，不僅讓居民可以安排何時開啓和關閉供暖和製冷，還可以感知公寓何時無人居住並恢復到更低的能源設置。

公寓配備了電器設備，包括電磁爐和智能恆温器。攝影師：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm但建築物的許多運行機制都超出了租户的視野。

供暖和製冷採用所謂的水源熱泵系統運行。“這意味着有一圈冷水和一圈熱水流向公寓裏的設備，然後吹過這些圈，加熱和冷卻空間，” Pires 説道。水循環回收了大部分用於加熱和冷卻的能量，減少了鍋爐的工作量，從而最大限度地提高了效率。

主要特點

插圖由 Bloomberg Green 的 Brown Bird Design 製作

當 Alloy Development 的資產經理 Andrew Graham 帶領我們來到地下室時，令人驚訝的是，那裏異常乾淨，沒有通常伴隨燃氣鍋爐的氣味。505 State Street 使用電阻鍋爐。 Pires 指出，建築物確實有一個例外，即備用燃氣發電機，以防緊急情況發生，據 Pires 説，這是建築法規的要求。

505 State Street 地下室鍋爐房內的管道和電線。攝影師：Bloomberg Green 的 Bryan Anselm備用發電機將在建築物停電時啓動，以確保電梯和消防疏散通道的燈光正常工作。“它不是建築物的日常運營的一部分。它沒有被使用。但如果發生停電，它將提供生命安全服務，” Pires 説道。

關於通電建築的一個常見擔憂是成本，無論是對開發商還是租户來説。Halfnight指出最近的研究表明，對於開發商來説，在紐約市進行全電新建築與非全電建築相比“基本上成本中性”。

對於租户來説，情況更加複雜。許多紐約公寓樓集中控制供暖和製冷，並將成本包含在租金中，而不是給租户一個單獨的賬單。這並非沒有缺點 —— 無法調低供暖，紐約人經常在冬天敞開窗户 —— 但這也意味着成本是一致的。合金大廈的租户將能夠控制自己的供暖，但他們也將自己支付費用。

Pires承認，作為房東的合金公司實際上不會真正瞭解能源成本，相對於傳統供暖和製冷，直到建築物完全運營。“我很好奇當我們打開並使用它時，我的電費會是多少，”他説。

隨着城市中越來越多的新建築通電，“需要做一些工作，以確保這種過渡是公平的，並確保居民不承擔不應承擔的公用事業賬單部分，”城市綠色委員會的Halfnight表示。

技術的快速變化可能會在項目的後期階段實現更大的效率提升。雖然505 State Street依賴電阻鍋爐，但第二座住宅塔樓將採用更新的技術。“我們現在正在設計第二座建築，有空氣源熱泵可以產生足夠的熱水，這在五年前我們設計505 State Street時是不可用的，”Pires説。熱泵比電阻鍋爐更節能。

在對電動汽車充滿熱情的同時，Alloy Development與房地產和建築行業中其他一些抵制紐約綠色建築推動的人形成鮮明對比。2022年，兩家皇后區合作社和一家擁有曼哈頓一棟建築的有限責任公司在紐約最高法院提起訴訟，試圖推翻第97號地方法規。該案在2024年被駁回。與此同時，該州的全電建築法案——與紐約市法律相似，但採用了稍長一點的採納時間表——正在一家聯邦地方法院受到挑戰。在2023年10月，依賴於燃氣器具和系統供應以維持生計的化石燃料公司、行業協會和工會提起訴訟。

從皮雷斯的角度來看，這正是潮流的方向，他和同事們只是提前到達了那裏。他説，在參與505 State Street項目的工程師中，“如果你現在問他們在任何多户建築上在做什麼，他們都是全電動的 — 全部都是。能夠利用項目來推廣這種未來是非常棒的。”

當凱文·伍德所在地的公用事業公司開始向客户提供金錢以換取更少用電時，這位一名孩子的父親面臨了一場鬥爭。居住在英格蘭南部漢普郡的伍德渴望實現節省，同時緩解峯值能源需求。但有些事情 —— 像青少年 —— 比滿負荷的電網管理起來更困難。

“我們嘗試説，‘看，讓我們不要用Xbox一個小時’，”伍德説。“[有效]一次。但我們已經同意不再這樣做了。”

凱文·伍德在英國漢普郡家中屋頂上的太陽能電池板。攝影師：亞歷克斯·阿塔克，彭博綠色外交只是伍德家庭能源系統的一部分。他安裝了太陽能電池板、電池和電動汽車。一旦燃氣鍋爐停止使用，下一個步驟是安裝熱泵。但安裝所有這些技術只是第一階段 —— 現在伍德無法停止關注它。他追蹤使用電力的最便宜時間，並安排家人的洗衣、烹飪和充電以匹配這個時間。“我為自己將成為電力淨負荷感到自豪，”伍德説。“我實際上正在回饋。”

伍德是一羣超級主動、超級投入的電力客户中的一員。太陽能電池板、家用電池和其他節能設備比以往任何時候都更便宜、更易獲得。更高的電費使每個人都更加關注他們的用電量，而公用事業公司通過在需求低時提供更便宜的價格信號，需求高時提供更昂貴的價格信號。這些因素共同創造了一個新的消費者羣體：稱之為家庭能源迷。目前這只是一個小眾市場，但在迷的體驗中藴含着每個人和公用事業公司的教訓。

公用事業公司和客户之間的關係通常是單向的：公用事業公司提供價格，消費者支付並使用所提供的能源。但隨着電力網擺脱化石燃料，根據需求和供應匹配變得更具挑戰性。公用事業公司正在推動客户根據電網的需求和高峯需求時期優化他們的能源使用，而客户開始通過在家中生成和儲存電力的設備來補充電網。

“人們作為消費者所做的決定和行動對能源系統的影響更大，” 英國蘇塞克斯大學能源政策高級講師瑪麗·克萊爾·布里斯博伊斯説。

那麼，你如何從能源客户變成能源迷？許多人描述了一個小推動 —— 比如改變洗衣時間以利用更便宜的電力價格，或者添加隔熱材料以提高能效 —— 作為第一步。對於37歲的約翰·斯米利來説，是在2018年他家的舊燃氣爐壞了之後。將其更換為新型號激勵了斯米利進一步升級了印第安納州家中的窗户和隔熱材料。

“那時我開始思考，‘接下來有哪些步驟呢？’” 他説。這家人安裝了熱泵熱水器，最終又安裝了熱泵。根據他的計算，他們家的二氧化碳排放量在2022年至2023年間減少了近50%，而總能源使用量約為之前的三分之一。查看更多。

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一旦技術安裝好了，能源迷們説再也回不去了。看着免費電力流入你的房子 —— 並充分利用它 —— 簡直讓人上癮。“如果有人告訴你他們安裝了太陽能板然後就不管了，我會感到驚訝，” 來自英國北安普敦郡的50歲IT工作者、兩個孩子的母親黛安·帕特莫説。“我認為至少在最初的幾個月裏，你會着迷。”

Kevin Wood 在家展示他的電力監控設置。攝影師：Alex Atack for Bloomberg Green技術知識並非必需；數學也不是很重要。對於英格蘭北部達勒姆的教堂運營經理克里斯·摩根（Chris Morgan），數字3是魔法數字 — 3千瓦。這是他家電池一次可以放電的容量，所以摩根一家四口努力保持他們的能源消耗低於這個上限。他們利用電網在凌晨12:30至凌晨4:30之間給電池和電動汽車充電，因為這段時間電力便宜。白天，他們儘量使用儲存的能源，而不是從公用事業公司購買昂貴的高峯時段電力。與此同時，屋頂太陽能電池板產生的能源以比他們夜間購買電力更高的價格直接進入電網。實際上，這家人低買高賣。

主要衝突出現在晚餐時間，這時既需要電熱水壺（3千瓦），又需要電烤箱（2千瓦）。“有時我會説，‘為什麼我們不等熱水壺煮完再開烤箱，這樣我們就不用從電網進口電了，” 摩根説。

千瓦時的旅程

插圖由布朗鳥設計為彭博綠色製作

*千瓦時（kWh）是電能的度量單位，相當於1小時內消耗1,000瓦特的功率。

摩根對家庭能源產生興趣是因為他在2021年6月購買了一輛日產電動汽車。“在擁有電動汽車之前，我從未考慮過自己使用了多少能源，” 他説。“這從未在我腦海中出現過。”

電動汽車是許多能源迷的入口。對於62歲的羅伯特·韋爾（Robert Wehr）來説，他住在德國北部一個農村地區，2020年購買了一輛大眾e-Golf，隨後安裝了太陽能電池板，然後安裝了智能電錶來跟蹤用電情況。他和妻子現在仔細考慮何時給他們的電動汽車充電，以利用太陽能電池板產生的免費電力，並幾乎像監控其他家電一樣。

刊登在 Bloomberg Green, 第十期, 2024年春季插圖：斯科特·格爾伯（Scott Gelber）為彭博綠色“你總是可以看到你此刻的確切用電量，”韋爾説。“這會讓你思考，‘哎呀，我們應該如何使用洗碗機？’ 你突然可以看到熱水壺使用了多少電。當你打開它時，這真的讓我感到震驚。”

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“越來越多地提供新服務並提供精細的控制能力，這對很多人來説是有吸引力的，無論是為了提高舒適度還是因為這是一種有趣的玩意兒，”費爾説。“對於那些有能力參與其中的人來説，這可能會給他們帶來很大的控制權。”

能源愛好者的在線社區如雨後春筍般湧現，提供了一個交流技巧的地方。在英國，熱泵機主們聚集在一個名為 熱泵監測器 的網站上比較他們的COP，即性能係數。這實質上是一個衡量熱泵每消耗一單位電力產生多少熱量的指標 — 數值越高，設備效率越高。位於薩里郡邁切特的一台7千瓦瓦勒特Arotherm+熱泵目前是效率的領導者。在過去一年中，其平均COP為4.6，處於製造商稱用户可以期待的最高水平。

事實上，作為一個能源愛好者的重要部分是影響他人。35歲的湯姆·佈雷在2021年安裝了熱泵後開始跟蹤家庭能源使用情況。它的COP為3.4，他對此感到滿意。這意味着他支付的費用大致與使用燃氣鍋爐的人相當，而他那座建於19世紀的房屋並不容易取暖。三年前，佈雷開始在一個 YouTube頻道 上分享他的效率讀數和有關設置的細節，他最受歡迎的視頻（“我們的熱泵在寒流中如何應對？”）已經有超過10萬次觀看。他也成為了當地的一位專家。佈雷估計他向20位鄰居展示了他的熱泵，至少有三人隨後購買了一台。

湯姆·佈雷（Tom Bray）展示了他在英國達勒姆家中為YouTube頻道拍攝視頻的過程。攝影師：亞歷克斯·阿塔克（Alex Atack）為彭博綠色佈雷展示了他的熱泵監控器。攝影師：亞歷克斯·阿塔克（Alex Atack）為彭博綠色家庭能源迷的最終boss是自動化。一個計算機化系統可以根據定價、時間和用户習慣將用電時間精確到秒。例如，它可以被編程為在夜間向插着的電動汽車發送廉價的電網電力，或者在房主開車去上班後從太陽能電池板中充電電池，然後在晚餐時間釋放到廚房。包括特斯拉和谷歌在內的許多公司開始在這一領域發力，承諾為那些擁有設備但不想監控的消費者簡化家庭能源管理。然而，目前，家庭能源自動化主要還是自己動手做。

這是布拉姆·克萊斯（Bram Claeys）計劃在完成使他的房子更節能的工作後專注的內容，這個過程包括加強隔熱、增加太陽能電池板和安裝吊扇以保持夏天房子的涼爽。50歲的克萊斯與妻子和七歲的兒子住在布魯塞爾南部，他已經擁有熱泵、電動汽車和太陽能電池板，但他的舊設備需要有人注意到外面是晴天，然後趕緊去插上汽車，如果他們想利用免費的電子。

“然後一些愚蠢的雲飄過來，太陽能產量下降，但你繼續給你的車充電，而且在不需要這樣做的時候從電網中吸取峯值電力，”他説。

克萊斯和他的妻子使用四個應用程序來管理一切 — 一個用於汽車，一個用於太陽能電池板，一個用於熱泵，一個用於電錶。但他計劃購買一個名為樹莓派的簡單計算機來簡化事務。新系統將為他們工作：在太陽能電池板產生最多電力或電網能源價格最便宜時為汽車充電。克萊斯説：“我們是能源迷。”“我們倆都很在意，但對我們來説，除了看我們的應用程序之外，還有其他事情要做。”

來自威爾士南部的52歲三個孩子的母親莎拉·錢伯斯意識到，通過投資於汽車充電器、太陽能電池板和電池，她的家庭可以節省“大量資金”。她的下一個項目是建立一個家庭助手計算機（也基於樹莓派）來自動化家庭能源流動。錢伯斯還選擇了與她的公用事業公司章魚能源簽訂的定價計劃，該計劃在價格低時自動向她的電動汽車供電。“與其是一些向你表示同情並告訴你情況會好轉的公司，他們實際上賦予你力量去思考，‘我可以改變這個，’”她説。

章魚公司首席產品官麗貝卡·迪布-辛金表示，只有少數人會監控多個應用程序並主動改變他們的行為，該公司已經採用了動態能源定價。該公司向英國居民提供的選項之一是根據能源的批發價格每半小時更改價格；其他計劃提供在低峯時段廉價能源，或者向電網出售高峯時段的能源獲得報酬。

選擇這種可變定價的客户往往更富有，有時間和耐心來調整他們的家庭。但是迪布-辛金説，他們的調整提供了寶貴的教訓：它證明了家庭可以成為能源的來源，並且可以以一種增加電網靈活性的方式使用能源。

“我不是在試圖為特斯拉車主省錢的業務中，”她説。“我是在為每個人降低能源成本的業務中，但我只能通過與一開始就擁有電動汽車和硬件的人合作來實現這一點。”

一些能源迷的痴迷是出於必要。牙醫薩德·阿基奧德在美國練習多年後搬回尼日利亞的拉各斯，她想確保自己有可靠的家庭能源供應。阿基奧德最初的設置包括汽油發電機、乾電池和逆變器，逆變器可以從發電機或太陽能電池板獲取電力並將其轉換為家庭用電。但是發電機一直出故障，所以在2020年，她用太陽能電池板和更耐用的鋰離子電池替換了它。為了擺脱她使用的少量電網能源，阿基奧德現在正在將她的空調換成可以在逆變器上運行的型號。

薩德·阿基奧德站在她位於尼日利亞拉各斯的家的陽台上，夜幕降臨。攝影師：維克多·阿德瓦萊，為彭博綠色拍攝阿基奧德的下一步是添加第二台逆變器和更多太陽能電池板，以便她可以完全脱離電網運行她的空調和水泵。在像尼日利亞這樣電力供應不可靠的國家，更多的人應該轉向太陽能，她説：“一旦您建立起捕捉它的基礎設施，太陽能就是免費的。”

南非也經常發生停電，需求經常超過供應，以至於該國的國有公用事業公司Eskom每天實施長達12小時的所謂“負荷 shedding”。保羅·斯賓塞（Paul Spencer）75歲，住在西開普省的一個村莊，家裏裝有太陽能電池板和電池，可以幫助他度過常規的停電。

斯賓塞和他的妻子對家電的用電量有着敏鋭的理解。例如，烘乾機是禁用的。“它實際上會觸發逆變器，然後一切都會熄滅，”他説。斯賓塞的秘密武器是一款智能手機應用，可以讓他監控房屋的用電情況，甚至在最後一刻宣佈停電時，遠程快速充滿電池。

左圖：Sade Akiode説自從她所在社區斷電以來，這個廢棄的當地電力插座已經無用。右圖：電力從逆變器設備傳輸到Sade的建築物中。攝影師：維克多·阿德瓦萊（Victor Adewale）為彭博綠色在南非，像斯賓塞這樣的富裕消費者可以負擔得起家庭能源技術，使他們更能應對停電。 （他的設置費用為10萬蘭特，約合5200美元，但如果他的兒子沒有處理安裝，費用可能會更高。）

全球能源系統不平等，有7.75億人 沒有電力供應，而其他人的用電量是全球平均水平的數倍 —— 轉向電動、分散式電力帶來新的公平挑戰，蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學可持續能源商業與政策教授馬修·漢農（Matthew Hannon）表示。決定何時使用電力取決於靈活性，這可能不適用於那些生病、照顧幼兒或老年人的人。雖然太陽能電池板、熱泵和電池可以讓業主節省開支，但它們也需要一筆前期投資。

“重要的問題是我們如何才能實現公平競爭，並確保人們平等地享有這些好處，” Hannon 説道。“作為賬單支付者和納税人，我們都在為這種轉變買單。但有些人從智能革命中受益更多。”