建筑節(jié)能展望及潛力預(yù)測

黃文 武漢商學(xué)院

建筑節(jié)能展望及潛力預(yù)測

黃文 武漢商學(xué)院

本文通過建筑能源需求預(yù)測模型，運用情景分析方法，確定了中國分別在溫和政策情景和強化政策情景下，2020年、2025年、2030年的建筑節(jié)能潛力分別為0.73億、1.74億、3.05億tce 和1.3億、3.1億、5.5億tce。一方面，結(jié)果證實了中國建筑領(lǐng)域存在巨大的節(jié)能潛力；另一方面，有效的政策體系制定對于充分實現(xiàn)建筑節(jié)能潛力、加快控制建筑能耗增長具有重要意義。另外，研究結(jié)果也進(jìn)一步指出，建筑運行階段能耗是建筑節(jié)能政策的焦點所在，其中北方地區(qū)采暖能耗應(yīng)作為首要切入點來推進(jìn)節(jié)能政策的落實。

建筑節(jié)能 節(jié)能發(fā)展 潛力預(yù)測

引言

隨著人口的不斷增長以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，全球能源需求不斷增加，相應(yīng)地CO2排放量也逐步攀升。美國能源信息署（EIA）的數(shù)據(jù)顯示，在 1990-2010年間，全球一次能源消費量從1990年的8719.79Mtoe躍升至 2010年的12865.89Mtoe，年均增速達(dá)到 1.96%；CO2排放量從1990年的215.23億噸增至2010年的315.02億噸，年均增速為1.92%。此外，根據(jù)國際能源署（IEA）的預(yù)測，全球能源需求增長趨勢將持續(xù)到2035年，且在 2011年的基礎(chǔ)上，2035年的能源需求增速將超過30%，與能源相關(guān)的CO2排放增速將達(dá)到20%。能源緊缺以及碳減排壓力日益成為制約各國可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

從行業(yè)構(gòu)成來看，建筑用能占一次能源消耗的 20～40%，在某些發(fā)達(dá)地區(qū)甚至高達(dá) 45%。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在其第四次評估報告（2007）中指出，到 2030年，全球建筑領(lǐng)域可形成每年 60億噸CO2當(dāng)量的減排潛力，在所有部門中減排潛力最高。建筑節(jié)能研究是未來解決全球能源困境、達(dá)到CO2減排目標(biāo)的重要途徑。面對氣候變化帶來的全球性影響，中國作為一個負(fù)責(zé)任的大國，堅持“共同但有區(qū)別的責(zé)任（Common but Differentiated Responsibilities Principle）”原則，一直積極承擔(dān)減少碳排放的責(zé)任。在2009年的哥本哈根世界氣候大會上，中國政府提出了“4045”節(jié)能減排目標(biāo)，即到 2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降 40%～45%，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法加以落實。這是承諾，當(dāng)然更是一種挑戰(zhàn)。目前，中國正處于加快推進(jìn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)的關(guān)鍵時期，建筑與工業(yè)、交通成為能源使用的三大主力行業(yè)。2009年我國建筑能耗達(dá)到 7.17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會能源消耗總量的 23.39%。2000～2009年，建筑能耗年均增速達(dá)到了10%。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，目前全國既有建筑總量約為 450億 m2，若按照建筑面積每年新增 10億m2的速度計算，到2030年建筑能耗總量將增加一倍以上，中國能源供應(yīng)及碳減排壓力巨大。

一、中國建筑節(jié)能研究

面對中國建筑節(jié)能的嚴(yán)峻形勢，2012年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《“十二五”建筑節(jié)能專項規(guī)劃》（建科[2012] 72 號），提出到“十二五”末期，建筑節(jié)能新增 1.16億 tce 節(jié)能能力，并強調(diào)將節(jié)能規(guī)劃指標(biāo)作為相關(guān)部門考核的依據(jù)。這意味著建筑節(jié)能工作的推動逐漸受到國家層面的重視，并有望形成強制性的法律規(guī)定，進(jìn)一步貫徹落實。

建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究無論從宏觀國家層面上，還是從微觀區(qū)域?qū)用嫔?，都具有重要的?zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。從國家層面上，建筑節(jié)能對于我國實現(xiàn)“4045”減排承諾、建設(shè)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的“兩型社會”具有重要的戰(zhàn)略發(fā)展意義。作為我國三大能耗產(chǎn)業(yè)之一，建筑業(yè)的能源消耗與二氧化碳排放，一直都沒有得到應(yīng)有的重視。特別是由于建筑能耗統(tǒng)計信息的缺失，使得國內(nèi)整體對于我國能源消耗狀況認(rèn)識不清，在很大程度上阻礙了建筑節(jié)能工作的開展。實現(xiàn)建筑全生命周期內(nèi)的低能耗、低排放，是達(dá)成我國節(jié)能減排目標(biāo)、走現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展之路的內(nèi)在要求。從區(qū)域?qū)用嫔?，隨著各地城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步深入，建筑總量的攀升將成為必然的趨勢。根據(jù)發(fā)達(dá)國家的發(fā)展經(jīng)驗，城鎮(zhèn)化率的提高將使得建筑能耗在全社會終端能耗中的比重進(jìn)一步加大。同時生活水平的提升也導(dǎo)致人們對建筑的舒適性要求也會相應(yīng)提高，這意味著建筑領(lǐng)域的能源消費需求與碳排放會繼續(xù)加劇。通過對我國建筑節(jié)能潛力的分析，可以對建筑節(jié)能的各個渠道、各項任務(wù)做出科學(xué)的規(guī)劃并制定合理的政策工具，將有助于降低建筑節(jié)能成本、有效實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

二、建筑領(lǐng)域節(jié)能潛力預(yù)測

目前，我國能源消費呈現(xiàn)工業(yè)、建筑與交通三分天下的局面。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所測算，我國建筑能耗占全社會終端能耗的比率已從1978年的 10%發(fā)展到當(dāng)前的 27.5%。若考慮建筑的全生命周期能耗，其占比將超過 40%。而據(jù)世界銀行最新預(yù)測，到2020年我國將新增建筑面積200多億平方米，建筑能耗有望超越工業(yè)用能，成為我國用能的第一領(lǐng)域。在我國既有的400多億平方米建筑中，99%屬于高能耗建筑。此外，在新建建筑中也有很大一部分屬于高能耗建筑。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐加速，供暖需求線不斷南移，未來建筑采暖及用電需求將對我國能源供應(yīng)形成巨大壓力。根據(jù)學(xué)界研究和實踐，目前普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張、解決社會經(jīng)濟發(fā)展與能源供應(yīng)不足這對矛盾的最有效措施之一。因此，明確我國建筑節(jié)能空間及潛力，對于降低我國能源消費、保障能源供應(yīng)具有重要意義。

（一）針對中國建筑節(jié)能潛力的研究

關(guān)于我國建筑節(jié)能潛力的研究，目前國內(nèi)學(xué)者關(guān)注相對較少。就現(xiàn)有文獻(xiàn)來看，建筑節(jié)能潛力往往是在探討建筑能耗現(xiàn)狀及特點之后，粗略提及，甚至是一筆帶過。但這些文獻(xiàn)普遍得出的一個基本結(jié)論為：我國建筑節(jié)能空間及潛力巨大，建筑節(jié)能工作大有可為。

就建筑類型而言，大多數(shù)研究將重點放在了公共建筑的節(jié)能潛力分析上，且多集中于城市或單體建筑層面。公共建筑節(jié)能潛力之所以能引起較大關(guān)注，這與公共建筑的能耗多、占比大密不可分。就研究方法而言，其基本思路為在確定建筑能耗現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析實施各種可能的措施后建筑消耗的能源，兩者的差值即為建筑部門所蘊含的節(jié)能潛力，可用公式表示為 E建筑潛力=E建筑預(yù)期—E建筑現(xiàn)狀。

（二）針對國外建筑節(jié)能潛力的研究

國外關(guān)于建筑節(jié)能潛力的研究總體而言還是比較豐富的。其基本出發(fā)點都是為確定最優(yōu)建筑節(jié)能措施、更好地實現(xiàn)建筑節(jié)能服務(wù)。與國內(nèi)文獻(xiàn)相比，國外研究更加側(cè)重于建筑節(jié)能潛力的定量分析，而不僅僅是基于建筑能耗狀況的定性診斷。針對不同地區(qū)、國家或者城市，由于其氣候特點、建筑形式、技術(shù)水平、用能習(xí)慣等都存在差異，其建筑節(jié)能的潛力也不盡相同，但各類研究達(dá)成的一項基本共識是：建筑節(jié)能對減少能源消費、減緩氣候變化有重要意義，建筑節(jié)能潛力不可忽視。

從研究對象來看，大多數(shù)研究聚焦于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，文獻(xiàn)數(shù)量上公共建筑和居住建筑不相上下。此外，中國和印度作為世界上最大的兩個發(fā)展中國家，其建筑能源消費量不可小覷，在建筑節(jié)能潛力研究中也得到了較多關(guān)注。從研究方法來看，國外研究的基本思路與國內(nèi)研究基本一致，即節(jié)能潛力通過理論可實現(xiàn)能耗與實際能耗的差值 來確定。值得注意的是，即使在同一地區(qū)，由于氣候條件、建筑類型、建筑材料、建造水平等的不同，各個建筑的能源需求和消費也可能千差萬別，加之建筑能源統(tǒng)計體系的不完善，因而大量文獻(xiàn)在針對建筑節(jié)能潛力分析時，都采取案例研究的方式，選取一定數(shù)量的典型建筑作為代表進(jìn)行討論。

（三）情景分析法

根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)研究的整理可以發(fā)現(xiàn)，情景分析法是分析建筑領(lǐng)域節(jié)能潛力的一種較為有效的工具，且已經(jīng)被廣泛采用。情景（Scenarios）是未來的景象，或者可供選擇的未來（Alternative Futures），是對未來各種可能的設(shè)想。情景可以幫助我們理解信息不充分、不確定性突出的復(fù)雜系統(tǒng)未來可能的發(fā)展，對于科學(xué)評估、認(rèn)識復(fù)雜系統(tǒng)行為和政策制定等領(lǐng)域都具有重要意義，如圖1所示。

圖1 情景形成示意圖

在能源與環(huán)境領(lǐng)域研究中，基于模型構(gòu)建的情景分析被廣泛應(yīng)用于國家、地區(qū)乃至全球未來期望情景的討論和實現(xiàn)途徑。面對全球性的資源匱乏以及可持續(xù)性發(fā)展的挑戰(zhàn)，情景分析法越來越多地出現(xiàn)在諸如氣候變化、水資源短缺、公共健康和土地利用等研究中。比較典型和產(chǎn)生較大影響的是政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）在其系列報告中對未來全球溫室氣體排放的情景分析。

三、結(jié)果與討論

根據(jù)建立的中國建筑能源需求預(yù)測模型看出，影響建筑能耗總量需求的主要因素可概括為兩大方面：（1）建筑面積S ；（2）能耗強度e。不同的建筑節(jié)能政策，可分別或者同時影響建筑面積和能耗強度因素，進(jìn)而影響建筑總能耗需求。

就建筑節(jié)能潛力而言，中國建筑節(jié)能潛力空間巨大。運用情景分析方法，確定了中國分別在溫和政策情景和強化政策情景下，2020年、2025年、2030年的建筑節(jié)能潛力分別為0.73億、1.74億、3.05億tce 和1.3億、3.1億、5.5億tce，如圖2所示。

從節(jié)能效力來看，在同一觀察年，強化政策情景的節(jié)能量約為溫和政策情景的1.8倍，節(jié)能政策的加緊實施對于建筑節(jié)能潛力的實現(xiàn)具有重要意義。一方面，證實了中國建筑領(lǐng)域存在巨大的節(jié)能潛力；另一方面，有效的政策體系制定對于充分實現(xiàn)建筑節(jié)能潛力、加快控制建筑能耗增長具有重要意義。另外，建筑運行階段能耗是建筑節(jié)能政策的焦點所在，其中北方地區(qū)采暖能耗應(yīng)作為首要切入點來推進(jìn)節(jié)能政策的落實。

圖2 兩種政策情景下的中國建筑節(jié)能潛力比較

[1]國家能源網(wǎng). 住建部:建筑能耗占全社會終端能耗近三成 [N/OL].

[2]徐強,莊智,朱偉峰,等.上海市大型公共建筑能耗統(tǒng)計分析[C]. 城市發(fā)展研究—第7屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會論文集,2014.

[3]宋明健,沈晉明,丁曉波等.重慶市建筑的節(jié)能潛力及效益分析[J].四川建筑, 2014, 31(5): 97-99.

[4]Energy Information Administration.International Energy Statistics[EB/OL].

[5]International Energy Agency.World Energy Outlook 2016 Factsheet [EB/OL]..

黃文（1971-），女，漢族，湖北武漢人，武漢商學(xué)院教授，碩士，研究方向：建筑與土木工程。

注：本文系2016年度湖北省教育廳人文社會科學(xué)研究指導(dǎo)性項目“建筑節(jié)能潛力及政策體系研究”（項目編號：16G106）的階段性成果。