在世界范围建筑是与工业、交通并列的三大能耗行业。随着人们对气候变化问题的日益关注，全球各国越来越重视建筑能效。自20世纪70年代以来，国际上多个发达国家结合自身条件先后提出了相应的“近零能耗建筑”发展目标。在美国，业内专家及环保人士在“近零能耗建筑”概念的基础上，开始逐步向“净零能耗建筑”方向迈进，探索未来建筑真正意义上的零能耗。

2002年，美国宾夕法尼亚州四家基金会组织与该州西南地区工业发展公司（Regional Industrial Development Corporation, RIDC）合作成立了Almono Partners公司，旨在利用匹兹堡市Allegheny, Monongahela以及Ohio三条河流沿岸的优势资源，开发全球规模最大的超级净零能耗社区。Almono项目的名字也正源于这三条河流名字首字母的组合。这一地区原为炼钢厂用地，占地面积约70万平方米。地块开发商看重了该地区得天独厚的地理位置，希望将其改造成为集居住、办公、服务等多用途一体的城镇社区开发的标杆项目。

凭借在净零能耗建筑领域的实践经验，落基山研究所受业主委托承接了该项目的整体方案设计。落基山研究所凭借在整体优化分析、创新绿色金融工具等领域的优势资源，与利益相关方有效沟通的丰富经验，以及在建筑、电力及交通行业的专业知识，为此项目设计了净零能耗整体优化商业模式。项目落成后将成为全美首例对大型超低能耗区的能效、能源供给、融资等进行区域一体化规划的项目。这一项目也是全球目前最大的净零能耗社区开发项目。

大型项目在开发规划阶段往往面临诸多挑战。通过项目整体优化分析，落基山研究所确认项目最大挑战在于：首先，项目一级开发商的目标非常宏伟，他们希望打造出全球最大的真正意义上的净零能耗区；其次，项目二级开发商在实现超高能效建筑性能的同时，希望保证预期经济效益。但是，由于严格的能效要求，二级开发商将面临高于普通标准建筑8%－15％的前期投资成本来实现建筑的超高能效，投资的压力使二级开发商望而却步；再次，用户也会担心高昂的建筑成本会以高额房租形式转嫁到他们身上，可再生能源使用成本会高于传统能源并导致用户负担过多的能源费用；另外，当时市场普遍观点认为实现占地面积70万平米的社区零能耗不管是基于技术还是经济性都是不可行的。面对各方顾虑及不乐观的市场预期，落基山研究所的专业人员对整个项目进行了综合考虑和严谨的技术可行性分析，发现要真正实现净零能耗要求，项目开发策略需严格贯彻“开源节流”的原则。

开源就意味着要充分利用现场太阳能资源。太阳能光伏设备的总发电量就是这一社区的“能耗预算”。落基山研究所将太阳能光伏设备的使用与超高能效建筑进行一体化设计，把光伏设备作为建筑的一部分统一设计，通过改善建筑朝向、优化建筑外窗设计等举措做到对太阳能资源的最佳利用，最大程度上实现开源。如图1所示，蓝色柱形代表了净零能耗区内太阳能光伏设备的总发电量，要实现净零能耗就是要实现区内能源的自给自足。换句话说，太阳能总发电量要能够满足整个项目建成后区域内的能源总消耗量。要实现净零能耗这一结果，仅仅依靠对能源使用的开源是不够的，节流是另外一个关键因素。

所谓节流，就是利用多种能效举措降低能源消耗量。毋庸置疑，传统建筑能源消耗量显著高于高能效建筑。图1中灰色柱形代表了传统建筑总能耗。要真正实现区域内的净零能耗，我们需要大幅降低建筑能耗，最终使将其降至与区域内太阳能光伏设备总发电量持平。提高建筑能效的主要手段包括区域集中供热制冷、室内照明设备改造、建筑外墙材料改进、建筑外窗优化设计等。

通过这些开源节流举措，就能够实现真正意义上的净零能耗。但是，相应的也会带来诸多挑战。开发商们最关心的问题莫过于这些举措带来的项目前期投资成本的增加。于是落基山研究所创新性地提出了“综合能源服务供应商”的概念。

所谓综合能源服务供应商，就是由投资者成立的一家公司，这家公司既参与项目的前期投资，又负责项目建成后区域内综合能源服务的运营管理。换种方式理解，该能源服务运营商可以充当开发区内能源系统的多功能投资方、开发商、运营商以及管理方，能够确保整个区域以最经济的方式实现既定的能效目标。项目建成后，能源服务运营商负责项目的能源供给、设备维护管理等。这一模式能够提升区域的整体能效，对开发商来讲非常具有经济性，对于专业机构投资人来讲也是颇具吸引力的投资机会。

具体来讲，综合能源服务供应商可以负责区域内可再生能源的开发和管理。在本项目中，综合能源服务供应商将为区内所有用户装配地面、屋顶或停车场太阳能光伏系统，提供充足的电力供应。虽然目前使用太阳能光伏设备成本较高，但是区域内选用一家供应商统一负责可再生能源的整体开发，便于统筹各地块的太阳能使用需求和开发成本，用户集体安装也会节省成本，从而实现更高的规模经济效益。管理电力供应时，能源服务供应商也会采取电池储能、错峰调配等需求侧响应措施控制区域内的高峰用电需求，使电价始终保持在非峰值范围内，降低用户的能源使用成本。

区域综合能源服务运营商也将负责开发运营区域集中供热与制冷系统。目前，经市场验证的最高效供热制冷系统是地源热泵系统，其他可供选择的系统还包括大规模空气源热泵与太阳光热结合，或利用天然气热电联产。落基山研究所的模型研究分析表明，区域集中供热制冷系统的效率远远高于单体建筑中装配的冷暖空调系统，而且维护成本更低，性能更稳定可靠，设备使用寿命也更长。

另外，综合能源服务供应商还将负责为超高能效建筑所需额外的投资成本引入绿色投资。相比传统建筑，超高能效建筑需要更专业的一体化设计、更高性能的外墙材料、智能控制系统、更严格的工程施工质量以及更高的试运行成本，因此前期投资成本要比一般建筑高出8%-15%。高出的这一部分投资可以由能源服务运营商直接投资或引入绿色金融工具，这就解决了二级开发商担心因前期投资增加而影响项目经济性的顾虑。项目建成后，用户可以享受到较低的电力、供热、制冷的服务价格。能源服务运营商负责向用户收取能源费用，能源账单中有一部分是向用户征收的“公共事业费”，此费用也是能源服务运营商收回前期投资成本的方式之一。

总之，这种一体化的商业模式有利于整合区域内的能源资源，提升区域的整体能效。另外，更重要的是，这一商业模式即能够为开发商带来可观的经济效益，也可以为用户带来良好的环境和社会效益。

项目落成后，二级开发商可以从超高能效建筑更好的设计、更优质的管理技术和更佳的性能表现等优越性中整体获益。例如，超高能效建筑能够为用户提供更加舒适的生活和办公空间，让他们享受到更多的自然光照和更好的室内空气质量，这些附加值远远超过了能源消费成本节省本身。也正是由于多项附加值，超高能效建筑和社区通常能够获得更高的入住率，价格也会高于普通建筑，这相应地就为二级开发商带来更高的销售或租赁利润。

对用户而言，除了舒适度的大幅度提升，使用标准电力服务和供热制冷设备条件下，即使将由能效提高所带来的增量成本计算在内，由用户承担的建筑使用费用总摊销和年均成本也仍然低于传统建筑 。

综上所述，通过落基山研究所设计的一体化商业模式，这一全球规模最大的净零能耗区项目首次引入了综合能源服务运营商的概念，负责解决区域内能效管理、能源供给以及能效融资的难题，既能为开发商带来可观的经济效益，也能为用户带来一定的环境和社会效益。作为大规模净零能耗区的典范，Almono项目极其严格的建筑能效标准和绩效监控体系，能够为不同市场环境下超高能效建筑的设计和管理提供重要的借鉴。其中所包含的具体解决方案和技术路线，包括区域集中供热制冷系统，注重需求侧管理的电力系统以及绿色融资机制等都具备可复制性，对其他净零能耗项目极具参考意义。