北京市大型公共建筑碳減排潛力及路徑研究

文_王云霞 北京節(jié)能環(huán)保中心

北京市2019年二氧化碳排放量為1.45億t，其中建筑行業(yè)僅運(yùn)行階段碳排放約7200萬t，占北京市碳總排放量約50%，公共建筑特別是大型公建成為建筑行業(yè)運(yùn)行階段碳排放的主力軍。

1 北京市公共建筑碳排放現(xiàn)狀及規(guī)律研究

1.1 公共建筑碳排放現(xiàn)狀

北京市公共建筑涉及功能類型較多，包括辦公、商業(yè)、酒店、學(xué)校、醫(yī)院、文化、體育等。其中，辦公及商業(yè)綜合體所占比例最高，分別為33%和31%，其次為學(xué)校及酒店。

根據(jù)2016年北京公共建筑能源消耗管理基礎(chǔ)信息采集數(shù)據(jù)，得到不同類型公共建筑的電耗強(qiáng)度，如圖1。

圖1 北京市不同類型公共建筑電耗強(qiáng)度

北京市公共建筑在2016年的單位面積電耗平均水平為109kWh/m2，其中醫(yī)療衛(wèi)生、科研建筑、商場(chǎng)建筑、文化建筑、賓館飯店電耗水平較高。

依據(jù)北京市2020年統(tǒng)計(jì)年鑒，北京市新建公共建筑在2014、2015達(dá)到峰值，之后呈逐年下降趨勢(shì)，公共建筑面積增長(zhǎng)放緩。隨著北京市城市規(guī)模的嚴(yán)格控制和非首都功能疏解的逐步推進(jìn)，公共建筑總面積將基本保持穩(wěn)定。

選取2010～2019年的公共建筑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，能耗總量與碳排放的變化曲線如圖2。

圖2 2010～2019年公共建筑能耗和碳排放情況對(duì)比

公共建筑各年度能耗和碳排放變化趨勢(shì)基本一致，處于緩慢上升趨勢(shì)，近幾年碳排放增速高于能耗增速。

1.2 公共建筑碳排放規(guī)律預(yù)測(cè)

建筑碳排放總量主要受到建筑規(guī)模、能耗強(qiáng)度及碳排放因子三個(gè)因素的影響。其中，碳排放因子與北京市電力結(jié)構(gòu)相關(guān)。

1.2.1 建筑規(guī)模預(yù)測(cè)

根據(jù)北京市城市總體規(guī)劃（2016～2035年）目標(biāo)，結(jié)合北京市住建委統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，對(duì)北京市公共建筑的發(fā)展規(guī)模分情景進(jìn)行預(yù)測(cè)（低速、中速、高速），并以此作為碳排放總量預(yù)測(cè)的依據(jù)。經(jīng)預(yù)測(cè)，若按低速增長(zhǎng)模式，至2035年北京市公共建筑面積約4.74億m2，中速增長(zhǎng)模式公共建筑面積約5.05億m2，高速增長(zhǎng)模式公共建筑面積可達(dá)5.38億m2。詳見圖3。

圖3 北京市公共建筑面積預(yù)測(cè)

1.2.2 碳排放強(qiáng)度預(yù)測(cè)

根據(jù)北京市近幾年的節(jié)能工作的開展情況，對(duì)北京市公共建筑碳排放強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，如圖4?？梢?，若不采取碳減排措施，至2035年北京市公共建筑在不考慮碳排放因子變化的情況下，碳排放強(qiáng)度可達(dá)94.1kg/m2。

圖4 北京市公共建筑碳排放強(qiáng)度預(yù)測(cè)

1.2.3 碳排放總量預(yù)測(cè)

基于以上公共建筑面積及能耗強(qiáng)度預(yù)測(cè)，在不考慮碳排放因子變化的情況下，對(duì)北京市公共建筑碳排放總量的變化情況進(jìn)行分情景預(yù)測(cè)，如圖5所示。

圖5 北京市公共建筑碳排放強(qiáng)度預(yù)測(cè)（無序碳排放）

若不考慮采用碳減排措施，能耗強(qiáng)度下降幅度有限，當(dāng)建筑面積中速或高速增長(zhǎng)時(shí)，碳排放總量呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，若建筑面積低速增長(zhǎng)，碳排放總量在2032年左右達(dá)到峰值。

2 北京市大型公建碳減排路徑及重點(diǎn)任務(wù)

2.1 碳減排路徑

對(duì)于不同類型公共建筑，考慮其使用需求、用能設(shè)備特點(diǎn)、用能強(qiáng)度等，從重要性、減碳性、可操作性三個(gè)原則和維度，確定適用于北京市大型公共建筑的碳減排實(shí)現(xiàn)路徑包括：提高綠色星級(jí)建筑比例（超低能耗建筑）、既有建筑節(jié)能改造、分散采暖及熱水系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、應(yīng)用可再生能源、建筑電氣化等。

結(jié)合北京市能源規(guī)劃方案及碳減排總體目標(biāo)，對(duì)辦公建筑、酒店、賓館、醫(yī)院、學(xué)校等不同類型公共建筑進(jìn)行碳減排規(guī)劃，進(jìn)而得到北京市公共建筑“十四五”碳減排總體規(guī)劃如圖6。

圖6 北京市大型公共建筑碳減排規(guī)劃方案

2.2 碳減排重點(diǎn)任務(wù)

根據(jù)大型公共建筑能耗特點(diǎn)，并依據(jù)任務(wù)實(shí)施難度、經(jīng)濟(jì)性、碳減排效果、可推廣性等原則，從“深化與發(fā)展”“改革與創(chuàng)新”“政策與機(jī)制”三個(gè)方面，以“6+3+3”的方式，提出大型公共建筑的碳減排重點(diǎn)任務(wù)。

第一個(gè)“6”是指6個(gè)成熟重點(diǎn)技術(shù)的深化與發(fā)展應(yīng)用，包括醫(yī)院蒸汽鍋爐低碳改造、利用消防水池蓄冷、推廣高效制冷機(jī)房、冬季熱泵供熱改造、商業(yè)建筑電廚房推廣、光伏系統(tǒng)推廣應(yīng)用6項(xiàng)技術(shù)。對(duì)6項(xiàng)技術(shù)的碳減排途徑、重點(diǎn)實(shí)施對(duì)象、碳減排效果、經(jīng)濟(jì)性及實(shí)施步驟進(jìn)行詳細(xì)匯總，計(jì)算出不同時(shí)間段的減碳量，至2050年，可減少二氧化碳排放量約222萬t，減排效果明顯。如圖7。

圖7 北京市公共建筑碳減排重點(diǎn)任務(wù)實(shí)施效果預(yù)測(cè)

第二個(gè)“3”是指三項(xiàng)“改革與創(chuàng)新”技術(shù)的應(yīng)用，即光儲(chǔ)直柔建筑示范應(yīng)用、非CO2類溫室氣體排放管控、大物業(yè)智慧樓宇控制系統(tǒng)應(yīng)用。這三項(xiàng)技術(shù)目前尚未廣泛應(yīng)用，但在未來會(huì)逐漸成熟并廣泛應(yīng)用到減碳中。

第三個(gè)“3”是指研究制定三項(xiàng)“政策與機(jī)制”，即建筑用能限額及用能管理、節(jié)能減碳激勵(lì)政策、建筑節(jié)能減排量核證。

①推進(jìn)建筑用能限額與用能管理制度。在原有能耗管理工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)用能管理的深度與廣度。加強(qiáng)能源審計(jì)工作，規(guī)范審計(jì)報(bào)告內(nèi)容；能源管理類型由用電擴(kuò)展至電力、燃?xì)狻崃Φ热茉?；將用能限額與定額結(jié)合，更科學(xué)地制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；增加對(duì)建筑碳排放量的管理，并制定限額。

為確保碳減排工作的穩(wěn)步推進(jìn)，應(yīng)建立全北京市統(tǒng)一的碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺(tái)，從而幫助管理部門了解北京市公共建筑碳排放情況，提升碳排放管理水平，實(shí)現(xiàn)碳排放的核查診斷，推進(jìn)節(jié)能減碳精細(xì)化管理。

②為盡快順利實(shí)現(xiàn)北京市雙碳目標(biāo)，完善現(xiàn)有節(jié)能減碳激勵(lì)政策。建議繼續(xù)推行現(xiàn)有的節(jié)能技改、清潔生產(chǎn)審核、新能源利用以及合同能源管理等激勵(lì)政策，同時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：補(bǔ)貼對(duì)象應(yīng)有良好的運(yùn)行效果，各項(xiàng)措施落實(shí)到位；申請(qǐng)門檻適度，避免門檻過高難以實(shí)現(xiàn)，或門檻過低無鼓勵(lì)效果；對(duì)重點(diǎn)推進(jìn)的措施加大補(bǔ)貼力度，提高政策補(bǔ)貼對(duì)企業(yè)開展節(jié)能減碳工作的吸引力。

③建立完善的建筑節(jié)能減排量核證體系。針對(duì)當(dāng)前的節(jié)能量分析與核證工作難以有效支撐當(dāng)前全社會(huì)節(jié)能工作精細(xì)化管理與高質(zhì)量發(fā)展的需求，也不能滿足節(jié)能改造項(xiàng)目、合同能源管理、能源審計(jì)、節(jié)能目標(biāo)考核等市場(chǎng)性需求。建議建立一套科學(xué)、客觀、可操作性強(qiáng)的節(jié)能減排量核證方法及工具，用以提升北京市節(jié)能項(xiàng)目節(jié)能量分析與核證工作的科學(xué)性、規(guī)范性、統(tǒng)一協(xié)調(diào)性與有效性，保障相關(guān)節(jié)能政策的有效實(shí)施。

3 北京市公建碳減排未來情景預(yù)測(cè)

基于碳減排路徑分析，在實(shí)施碳減排重點(diǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，對(duì)北京市公共建筑能耗強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，如圖8。若采取碳減排措施，至2035年北京市公共建筑碳排放強(qiáng)度可下降至78.4kg/m2（不考慮碳排放因子變化）。

圖8 北京市公共建筑碳排放強(qiáng)度預(yù)測(cè)

結(jié)合北京市公共建筑規(guī)模增長(zhǎng)規(guī)律，對(duì)北京市大型公共建筑的碳排放總量進(jìn)行預(yù)測(cè)（不考慮碳排放因子變化），如圖9。在公共建筑規(guī)模低速、中速、高速增長(zhǎng)情境下，北京市公共建筑碳排放總量分別與2025年、2027年、2030年達(dá)到峰值。

圖9 基于碳減排路徑的碳排放量預(yù)測(cè)（有序碳排放）

在2030年達(dá)峰的基礎(chǔ)上，北京市公共建筑領(lǐng)域?qū)?jiān)定不移地貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)持走高質(zhì)低碳發(fā)展路線，繼續(xù)向2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和推進(jìn)。