建筑節能展望及潛力預測

黃文 武漢商學院

建筑節能展望及潛力預測

黃文 武漢商學院

本文通過建筑能源需求預測模型，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，結果證實了中國建筑領域存在巨大的節能潛力；另一方面，有效的政策體系制定對于充分實現建筑節能潛力、加快控制建筑能耗增長具有重要意義。另外，研究結果也進一步指出，建筑運行階段能耗是建筑節能政策的焦點所在，其中北方地區采暖能耗應作為首要切入點來推進節能政策的落實。

建筑節能 節能發展 潛力預測

引言

隨著人口的不斷增長以及經濟的快速發展，全球能源需求不斷增加，相應地CO2排放量也逐步攀升。美國能源信息署（EIA）的數據顯示，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，根據國際能源署（IEA）的預測，全球能源需求增長趨勢將持續到2035年，且在 2011年的基礎上，2035年的能源需求增速將超過30%，與能源相關的CO2排放增速將達到20%。能源緊缺以及碳減排壓力日益成為制約各國可持續發展的重要因素。

從行業構成來看，建筑用能占一次能源消耗的 20～40%，在某些發達地區甚至高達 45%。聯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，全球建筑領域可形成每年 60億噸CO2當量的減排潛力，在所有部門中減排潛力最高。建筑節能研究是未來解決全球能源困境、達到CO2減排目標的重要途徑。面對氣候變化帶來的全球性影響，中國作為一個負責任的大國，堅持“共同但有區別的責任（Common but Differentiated Responsibilities Principle）”原則，一直積極承擔減少碳排放的責任。在2009年的哥本哈根世界氣候大會上，中國政府提出了“4045”節能減排目標，即到 2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降 40%～45%，并制定相應的國內統計、監測、考核辦法加以落實。這是承諾，當然更是一種挑戰。目前，中國正處于加快推進工業化、城鎮化和新農村建設的關鍵時期，建筑與工業、交通成為能源使用的三大主力行業。2009年我國建筑能耗達到 7.17億噸標準煤，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到了10%。根據相關統計資料顯示，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，中國能源供應及碳減排壓力巨大。

一、中國建筑節能研究

面對中國建筑節能的嚴峻形勢，2012年5月，住房和城鄉建設部頒布了《“十二五”建筑節能專項規劃》（建科[2012] 72 號），提出到“十二五”末期，建筑節能新增 1.16億 tce 節能能力，并強調將節能規劃指標作為相關部門考核的依據。這意味著建筑節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定，進一步貫徹落實。

建筑節能領域的研究無論從宏觀國家層面上，還是從微觀區域層面上，都具有重要的戰略意義和現實意義。從國家層面上，建筑節能對于我國實現“4045”減排承諾、建設環境友好型和資源節約型的“兩型社會”具有重要的戰略發展意義。作為我國三大能耗產業之一，建筑業的能源消耗與二氧化碳排放，一直都沒有得到應有的重視。特別是由于建筑能耗統計信息的缺失，使得國內整體對于我國能源消耗狀況認識不清，在很大程度上阻礙了建筑節能工作的開展。實現建筑全生命周期內的低能耗、低排放，是達成我國節能減排目標、走現代化可持續發展之路的內在要求。從區域層面上，隨著各地城鎮化建設的逐步深入，建筑總量的攀升將成為必然的趨勢。根據發達國家的發展經驗，城鎮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一步加大。同時生活水平的提升也導致人們對建筑的舒適性要求也會相應提高，這意味著建筑領域的能源消費需求與碳排放會繼續加劇。通過對我國建筑節能潛力的分析，可以對建筑節能的各個渠道、各項任務做出科學的規劃并制定合理的政策工具，將有助于降低建筑節能成本、有效實現節能減排目標。

二、建筑領域節能潛力預測

目前，我國能源消費呈現工業、建筑與交通三分天下的局面。根據住房和城鄉建設部標準定額研究所測算，我國建筑能耗占全社會終端能耗的比率已從1978年的 10%發展到當前的 27.5%。若考慮建筑的全生命周期能耗，其占比將超過 40%。而據世界銀行最新預測，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用能，成為我國用能的第一領域。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。隨著我國城鎮化建設步伐加速，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形成巨大壓力。根據學界研究和實踐，目前普遍認為建筑節能是各種節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張、解決社會經濟發展與能源供應不足這對矛盾的最有效措施之一。因此，明確我國建筑節能空間及潛力，對于降低我國能源消費、保障能源供應具有重要意義。

（一）針對中國建筑節能潛力的研究

關于我國建筑節能潛力的研究，目前國內學者關注相對較少。就現有文獻來看，建筑節能潛力往往是在探討建筑能耗現狀及特點之后，粗略提及，甚至是一筆帶過。但這些文獻普遍得出的一個基本結論為：我國建筑節能空間及潛力巨大，建筑節能工作大有可為。

就建筑類型而言，大多數研究將重點放在了公共建筑的節能潛力分析上，且多集中于城市或單體建筑層面。公共建筑節能潛力之所以能引起較大關注，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狀的基礎上，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能潛力，可用公式表示為 E建筑潛力=E建筑預期—E建筑現狀。

（二）針對國外建筑節能潛力的研究

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

從研究對象來看，大多數研究聚焦于發達國家和地區，文獻數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展中國家，其建筑能源消費量不可小覷，在建筑節能潛力研究中也得到了較多關注。從研究方法來看，國外研究的基本思路與國內研究基本一致，即節能潛力通過理論可實現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，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，加之建筑能源統計體系的不完善，因而大量文獻在針對建筑節能潛力分析時，都采取案例研究的方式，選取一定數量的典型建筑作為代表進行討論。

（三）情景分析法

根據現有相關研究的整理可以發現，情景分析法是分析建筑領域節能潛力的一種較為有效的工具，且已經被廣泛采用。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想。情景可以幫助我們理解信息不充分、不確定性突出的復雜系統未來可能的發展，對于科學評估、認識復雜系統行為和政策制定等領域都具有重要意義，如圖1所示。

圖1 情景形成示意圖

在能源與環境領域研究中，基于模型構建的情景分析被廣泛應用于國家、地區乃至全球未來期望情景的討論和實現途徑。面對全球性的資源匱乏以及可持續性發展的挑戰，情景分析法越來越多地出現在諸如氣候變化、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、結果與討論

根據建立的中國建筑能源需求預測模型看出，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。不同的建筑節能政策，可分別或者同時影響建筑面積和能耗強度因素，進而影響建筑總能耗需求。

就建筑節能潛力而言，中國建筑節能潛力空間巨大。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。

從節能效力來看，在同一觀察年，強化政策情景的節能量約為溫和政策情景的1.8倍，節能政策的加緊實施對于建筑節能潛力的實現具有重要意義。一方面，證實了中國建筑領域存在巨大的節能潛力；另一方面，有效的政策體系制定對于充分實現建筑節能潛力、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能政策的焦點所在，其中北方地區采暖能耗應作為首要切入點來推進節能政策的落實。

圖2 兩種政策情景下的中國建筑節能潛力比較

[1]國家能源網. 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計分析[C]. 城市發展研究—第7屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集,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研究指導性項目“建筑節能潛力及政策體系研究”（項目編號：16G106）的階段性成果。