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第四節 中國建筑能耗的總量與強度雙控(5)

2012年,黨的十八大報告提出“生態文明建設”,將生態文明建設與“經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設”結合成五位一體的總體布局,對于生態文明的認識和要求提到了新的高度,明確要求“把生態文明建設放在突出地位,融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程”“推動能源生產和消費革命,控制能源消費總量,加強節能降耗,支持節能低碳產業和新能源、可再生能源發展,確保國家能源安全”。在2013年舉行的十八屆三中全會上,提出“建設生態文明,必須建立系統完整的生態文明制度體系,實行最嚴格的源頭保護制度、損害賠償制度、責任追究制度,完善環境治理和生態修復制度,用制度保護生態環境”。2015年,十八屆五中全會通過的“十三五”規劃建議提出,“全面節約和高效利用資源。堅持節約優先,樹立節約集約循環利用的資源觀”;并專門指出,“強化約束性指標管理,實行能源和水資源消耗、建設用地等總量和強度雙控行動”。

2016年,國務院印發“十三五”控制溫室氣體排放工作方案,進一步提出能源消費和碳排放的總量控制目標:到2020年,單位國內生產總值二氧化碳排放比2015年下降18%,碳排放總量得到有效控制。加強能源碳排放指標控制。實施能源消費總量和強度雙控,基本形成以低碳能源滿足新增能源需求的能源發展格局。到2020年,能源消費總量控制在50億噸標準煤以內,單位國內生產總值能源消費比2015年下降15%,非化石能源比重達到15%。大型發電集團單位供電二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦時以內。優化利用化石能源,控制煤炭消費總量,2020年控制在42億噸左右。

生態文明是人類社會文明發展的必然選擇,而人與自然平等相處、和諧發展是生態文明區別于其他文明的關鍵點。能源消費總量控制是生態文明發展的必要措施。從我國能源消費現狀和趨勢來看,能源消費總量控制和能源消費模式創新是破解資源環境瓶頸的重要途徑,是實現我國生態文明建設的關鍵舉措。建筑能耗是終端能源消費的重要組成部分,要實現全社會能耗總量控制目標,也應該對建筑領域的能耗進行控制。

一、建筑能耗總量與強度目標

建筑能耗的總量控制目標主要由全社會能耗總量控制目標和碳排放目標決定。

從碳排放約束目標的角度來看。中國在2015年巴黎氣候大會上提出的行動目標是:2030年單位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降60%~65%;2030年非化石能源比重提升到20%左右;2030年前后化石能源消費的CO2排放達到峰值;2030年森林蓄積量比2005年增加45億立方米。

從一次能源消耗的角度來看。中國是以煤炭為主要一次能源的國家,煤的碳排放系數是化石燃料中最高的,更應該嚴格控制能源使用總量。根據中國碳排放控制目標,如果未來中國人口達到14.7億,要想將人均化石能源消耗控制在2.7噸標準煤,那么化石能源消耗總量應控制在40億噸標準煤;除化石能源外,非化石能源還包括核能、太陽能、風能、水能及生物質等可再生能源資源。如果考慮非化石能源的比例提升到20%左右,那么未來我國一次能源消耗總量的上限應該是50億噸標準煤。

從全社會可獲得的能耗總量來看。根據中國工程院的研究,到2020年,我國有較大可靠性的能源供應能力為39.3億~40.9億噸標準煤,如果考慮對我國溫室氣體排放和環境制約的因素,我國能源供應能力還將受到很大的影響,多數非化石能源(如水電和核電)供應能力已經難以再擴大。化石能源、水電、核能及進口能源總量應該在38億噸標煤以內,如果可再生能源得到充分發展,達到能源總量的20%,則我國在2020年能源的總的供給能力應為47.5億噸標煤。在國務院印發的《能源發展戰略行動(2014—2020年)》中,也明確了2020年我國能源發展的總體目標,提出到2020年,合理控制能源消費總量,將一次能源消費總量控制在48億噸標準煤左右。

綜上,受碳排放和可獲得的能源量的共同約束,未來我國全社會的能源消耗總量應該在48億噸標準煤以下。這不是一個暫時的約束,而將是長遠發展要求的目標。從全球碳減排目標來看,未來碳排放量要逐年減少,化石能源用量也應逐年減少。我國能源賦存有限,技術短期內難以取得重大突破,經濟條件也難以支撐大規模發展可再生能源,因而無法支持不斷增長的能源需求。為履行大國義務,保障我國能源安全和可持續發展,控制能源消耗總量勢在必行。

在國家能源消耗總量的約束下,建筑能源使用也應該實行總量控制。

從我國社會經濟結構來看,工業(特別是制造業)是中國發展的動力(2000年以來,第二產業占GDP的比例為45%~48%),生產和制造加工對能源的需求量大,工業用能量占國家總能耗的65%以上。2013年我國工農業產用能超過25億噸標煤,在未來很長一段時間內,制造業還將是支撐我國發展的重要經濟部門,工農業用能還將占我國能源消耗量的主要部分,逐年增長的態勢短期內不會改變(近年來工業用能增長率持續為5%)。2013年,我國人均工農業能耗為2.14 tce,美國人均工業能耗為3.58 tce,而德國人均工業能耗為1.06 tce,英國、法國和意大利等國家人均工業能耗均低于1tce。按照人均工農業用能,通過工業結構調整和淘汰落后產能,工業能效進一步提高,我國未來可能維持在人均2 tce,這樣,未來14.7億人口工農業用能應在29.4億噸左右。我國目前交通用能僅占全社會總能耗的10%左右,人均交通用能不到0.3噸標煤。無論用能比例還是人均交通用能,都遠低于OECD國家水平。隨著現代化發展,交通用能比例一定會有所提高。如果未來人均交通用能達到0.5噸標煤,則交通用能為7.4億噸標煤,這樣如果總能源消費量為48億噸,建筑運行能耗總量就應該控制在11億噸,約占我國能源消費總量的23%。

考慮工業生產、交通和人民生活發展需要,建筑能耗總量應該在11億噸標準煤以內(6),這一用能總量不包括安裝在建筑物本身的可再生能源(如太陽能光熱、太陽能光電、風能等)。

在明確建筑用能總量上限后,接著要回答的問題是,能否實現以及怎樣實現這個總量控制目標。通過分析北方城鎮供暖用能、城鎮住宅(不含北方供暖)用能、非住宅類城鎮建筑(不含北方供暖)用能和農村住宅用能等各類建筑用能的現狀和節能技術措施,結合未來人口和建筑面積總量分析,得到在可實現的技術和措施下,未來我國建筑規模控制在720億m2時,建筑運行能耗總量可以控制在11億噸標準煤,約占全社會能源消費總量的22%;建筑運行碳排放控制在13億tCO2,這符合未來我國全社會能耗總量的控制目標和碳排放總量的控制目標。對比當前建筑用能強度和建筑面積,總結各項用能和建筑面積控制目標如表2-6與圖2-33所示。

表2-6 我國未來建筑商品能耗總量目標及強度規劃[1]

注:表中僅包含商品能源,不包括可再生能源及生物質能源。對于農村住宅,戶均能耗實際為1669kgce/戶,由于利用可再生能源和生物質能源,其中商品能耗僅為988kgce/戶。

圖2-33 中國建筑運行能耗總量和強度目標[1]

為了實現建筑運行能耗的總量和強度目標,一方面要控制建筑的規模總量,合理規劃各種類型建筑的人均規模量;另一方面建筑運行能耗的強度因用能類型不同而表現出明顯的差異,應全面分析目前四個建筑用能分類的特點,從使用模式與人類行為、建筑形式、建筑用能系統設備的可調性和適應性以及設備的效率幾個方面,針對不同的用能類型提出具體的節能技術和政策發展路徑。

二、建筑規模的總量控制

近十年來,隨著我國城鎮化的進程,大量新建建筑一方面滿足了人民生活水平提高的需求,另一方面也存在房屋空置、資源能源浪費、房地產發展過熱等問題。那么中國未來到底應該采取怎樣的城鎮化發展模式,應達到多大的房屋規模和建造速度呢?可以通過對比各國住宅和公共建筑面積,從建筑營造歷史發展機遇及各國居住建筑營造模式的角度,并結合我國居民對建筑規模的期望調研,分析未來我國合理的建筑規模。

人均住宅面積一方面能反映一個國家的經濟水平,另一方面也是該國居住模式的體現。從各國人均住宅面積比較來看(見圖2-34),美國人均住宅面積超過70m2,大大高出世界其他國家,丹麥、挪威和加拿大屬于人均住宅面積第二大的國家群體,人均住宅面積約為55m2,法國、德國、英國和日本等經濟強國的人均住宅面積約為40m2,中國人均住宅面積約為30m2,在金磚各國中是面積最大的。結合我國的居住模式和房屋面積現狀,目前城鎮居住建筑總量已經能滿足居民居住需求,目前的缺房無房戶不是因為無房,而是房價太高無法承受。無論再修建多少,如果不抑制房價,則仍無法解決無房戶問題。隨著城市化率增長,每年2000萬農民進城,那么未來只需要每年增加住房6億m2即可滿足城鎮化的需求,這樣來看,我國未來城鎮居住建筑總量不應超過350億m2,人均35m2。2015年我國農村住宅人均面積為39 m2/人,考慮到目前農村的居住模式與城鎮的差異,多為獨戶式住宅形式,且居住模式逐漸向城鎮居住模式轉變,因此人均住宅面積不會增加,近年來農村人均住宅面積也基本穩定,因此考慮未來農村住宅人均面積不變,維持在39 m2/人。

圖2-34 世界主要國家人均住宅面積對比[1]

公共建筑主要服務于人們的公共活動,公共建筑面積的大小可以反映該國經濟發展水平、公共服務水平或者社會公共活動特點。比較世界主要國家的人均公共建筑面積(見圖2-35),中國人均公共建筑面積為8.4m2/人,低于大多數發達國家,這與當前我國城鄉二元結構相關。公共建筑主要集中在城鎮,我國城鎮人均公共建筑面積已經達到13.4m2/人,略低于法國、日本等發達國家。但目前我國有約一半的居民居住在農村,由于農業經濟特點和經濟發展水平限制,農村公共建筑設施配套較慢,人均公共建筑面積僅為2.1m2/人,遠低于城鎮居民。從現存公共建筑的類型來看,辦公建筑比例最大,約為37億m2,綜合商廈面積也已經達到23億m2,這兩類都不應該再增加。需要進一步增長的是文化、醫療、教育和社區服務建筑。未來各類公共、商業建筑的人均面積應為10~15m2/人,總量應控制在180億m2

圖2-35 世界主要國家人均公共建筑和商業建筑規模[1]

注:中國,全國公共建筑面積除以全國人口;中國城鎮,城鎮公共建筑面積除以城鎮人口。

綜合上述各部分分析結果,我國未來合理的建筑規模應控制在720億m2,其中住宅建筑540億m2,城鎮住宅350億m2,農村住宅190億m2,公共建筑180億m2,如表2-7所示。這樣的建筑規模可以在滿足建筑能耗總量目標、碳排放約束目標以及土地資源等各項約束的前提下,實現社會各項資源的最大化,滿足城鎮化進程中人民日益增長的需求。

表2-7 中國建筑規模總量控制目標[1]

三、建筑能耗的強度控制

建筑運行能耗的強度因用能類型不同而表現出明顯的差異,對于不同的用能類型,節能技術和用能規劃的預期也不同。根據我國建筑能耗特點和實際情況,規劃各類建筑用能控制目標的技術措施,提出我國建筑節能技術路線如下。

1. 為保障國家能源安全,承擔大國責任,我國未來能源消耗應該控制在50億t標準煤以內。根據我國以工業能耗為主的能源結構特點,從實際用能現狀和可實現的技術或措施出發,自下而上地分析我國建筑用能總量可以達到的目標,我國未來建筑運行能耗應該控制在11億t標準煤以下,碳排放總量控制在13億tCO2以內。

2. 為了實現建筑能耗總量控制目標,首先要實現中國建筑的合理規模控制。大造新城、濫建新區絕不是綠色低碳城鎮化道路的選擇,要實現中國建筑節能必須嚴格控制各類建筑的規模總量:對于居住建筑,主要應控制規模總量和合理規劃套內面積;對于公共建筑,應減緩辦公、商業、交通樞紐類建筑的開發而重點發展公共服務類建筑,包括地方中小學、醫院、文體設施等。同時減緩建設速度,實現建筑建造的軟著陸:城鎮建筑的竣工量應從目前的20億~30億m2/年逐漸降低至10億~15億m2/年;調整產業結構,將建造業重點轉向建筑維護和既有建筑改造,將鋼鐵、建材企業的重點轉向“一帶一路”建設。

3. 為了實現建筑能耗強度控制目標,應認識到我國目前綠色的生活模式和建筑使用方式是造成我國與發達國家能耗強度差異巨大的主要原因,應該維持目前的綠色生活模式,并建造和發展與之相適應的建筑形式和系統形式;同時徹底改變北方城鎮供暖方式,利用工業低品位余熱和熱電聯產低品位余熱作為北方城鎮建筑冬季供暖的主要熱源;進一步推廣高能效建筑用電器和機電系統。

(1)維持綠色生活方式與使用模式。充分利用自然通風,堅持“部分時間、部分空間”的使用模式是我國建筑能耗強度顯著低于發達國家現狀的主要原因。通過對空調方式、南方住宅供暖方式、生活熱水供應方式和通風方式的大量調查實測發現,由分散方式轉為集中方式,使用模式就會由“部分時間、部分空間”變為“全時間、全空間”,運行能耗會增加3~10倍。因此,應該發展與居民生活方式相適應的城市基礎設施建設,反對在住宅建筑中推行區域集中供冷,對于長江中下游地區的冬季采暖,也不應該模仿北方的集中供暖,而應發展適宜當地氣候條件、能源結構和生活方式的獨立分散高效采暖設備。

(2)發展與綠色使用模式相適應的建筑形式。反對那些標榜為“先進”“節能”“高技術”全密閉、不可開窗、采用中央空調的建筑形式,大力發展可以開窗、可以有效地自然通風的建筑形式,盡可能發展各類被動式調節室內環境的技術手段,進一步提升建筑的保溫、遮陽、密閉和自然通風性能。

(3)充分利用工業余熱和CHP(熱電聯產)來解決北方供暖。要實現總量控制的目標,最大的節能潛力在于通過北方供暖地區的供暖能耗實現熱源結構的調整和熱源效率的提升以實現供熱能耗強度的大幅降低,在供暖建筑規模從120億m2大幅增長至200億m2的情況下,北方供暖能耗需要通過能耗強度的大幅下降,實現能耗總量的負增長,節能潛力巨大,同時也任重道遠。充分利用現有的集中供暖管網的巨大能力,大規模使用熱電聯產和工業余熱承擔基礎負荷,使單位平方米供暖能耗大幅降低。在規劃情況下,單位平方米的供暖能耗僅為6.1kgce/m2,加上北方的夏季空調能耗4kWh/m2,可使北方城鎮地區每平方米空調采暖能耗共計不超過25kWhe/m2,與夏熱冬冷地區空調采暖能耗強度(20kWhe/m2)相當。

(4)進一步推廣高能效建筑用電器和機電系統。發展高效照明、家用電器,提高大型公建機電系統用電效率,推廣LED燈,鼓勵推廣節能家電器具,并通過市場準入制度,限制低能效家電產品進入市場,限制電熱洗衣烘干機、電熱洗碗烘干機等高能耗家電產品。對于冰箱、空調等家電已有能效標準,但待機電耗高(飲水機)尚未通過產品標準的,應加以注意和控制。

總體來看,“生態文明”、能源消耗“總量與強度雙控”應成為我國建筑節能工作的指導思想。我國的建筑節能工作應該基于總量控制與用能公平性,對能耗進行自上而下的規劃,以能耗總量與強度為目標開展建筑節能工作。

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