關(guān)于廣東省建筑節(jié)能減排潛力的研究
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作者：鄭曉敏
廣東省已經(jīng)邁人工業(yè)化中后期，部分城市已開始由“工業(yè)型經(jīng)濟”向“服務(wù)型經(jīng)濟”階段轉(zhuǎn)型，建筑部門是“服務(wù)型經(jīng)濟”的重要載體，因而建筑能耗在全省能源消費結(jié)構(gòu)中的重要性將更加突出。在全球能源日益緊缺、氣候變化日益顯著的背景下，建筑部門面臨的能源和排放調(diào)整將更加嚴峻。然而，廣東省建筑類型多樣、能源消費方式眾多、節(jié)能技術(shù)繁雜，如何判斷建筑節(jié)能減排潛力還缺乏有效的方法學(xué)，迫切需要針對建筑部門進行溫室氣體排放和減排潛力研究，提出溫室氣體減排的措施和政策建議，明確關(guān)鍵節(jié)能減排技術(shù)，促進建筑的節(jié)能減排。
1研究方法
1.1 情景分析法
情景分析法是在充分考慮外部環(huán)境變化對經(jīng)濟事件影響的基礎(chǔ)上，通過對環(huán)境的研究，識別出影響經(jīng)濟事件發(fā)展的外部因素，然后詳盡分析在環(huán)境因素影響下經(jīng)濟事件的未來可能狀態(tài)及各種狀態(tài)出現(xiàn)的條件、途徑，并提出適應(yīng)各種狀態(tài)的對策。該方法對未來可能出現(xiàn)的多種狀態(tài)及導(dǎo)致該狀態(tài)出現(xiàn)的發(fā)展過程進行預(yù)測，來了解經(jīng)濟事件發(fā)展的內(nèi)在邏輯和未來變化的趨勢及路徑，從而更好地把握研究對象的發(fā)展方向和未來的變化。
本研究采用情景分析法，通過設(shè)定不同的發(fā)展情景，分析不同的政策選擇對廣東省建筑能源需求和碳排放的影響，進而明確廣東省未來建筑節(jié)能減排工作的重點和關(guān)鍵技術(shù)。為了較為全面地反映廣東省建筑中長期的節(jié)能減排潛力，本文設(shè)計了基準情景(BAU)和政策情景2個情景，通過比較不同情景的發(fā)展模式，分析各類建筑以及主要節(jié)能措施的節(jié)能減排潛力。BAU情景假定廣東省各類建筑的用電和燃料單耗保持現(xiàn)狀，且能耗構(gòu)成（空調(diào)、照明等能耗在建筑中的消費比例）保持不變，結(jié)合人口和建筑量預(yù)測，分析建筑能耗和碳排放發(fā)展趨勢。政策情景是指根據(jù)廣東省已有的節(jié)能減排政策，大力推廣適宜的建筑節(jié)能減排技術(shù)，分析建筑能耗和碳排放發(fā)展趨勢。通過比較2種情景的差異，分析建筑的鍵能減排潛力、主要途徑和工作重點。建筑內(nèi)的能源消費主要由燃料和電力構(gòu)成；燃料主要用于炊事和熱水．人口是影響其大小的關(guān)鍵因素；電力主要用于制冷、照明等用電器，電耗強度和建筑面積是影響其大小的關(guān)鍵因素。
1.1.1人口情景設(shè)定
根據(jù)廣東目前的常住人口數(shù)量，結(jié)合《廣東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》和《廣東省國土規(guī)劃（2006-2020年）》等相關(guān)規(guī)劃的預(yù)測和判斷，未來10年人口增長率約為6%0，2015年、2020年城鎮(zhèn)化率分別為70%和73%，依據(jù)以上參數(shù)，預(yù)測廣東省2015年和2020年的常住人口總量和構(gòu)成。
1.1.2建筑面積情景設(shè)定
現(xiàn)狀建筑保有量以1980年到2010年民用建筑竣工面積累計求和得到。近20年期間，1991-2000年居住建筑和公共建筑面積年均增長率約為2g%和22%，2001-2010期間，年均增長率分別為g%和l3%，但近5年居住建筑和公共建筑面積年均增長率降至8%和l0%左右。考慮到廣東省已經(jīng)進入城鎮(zhèn)化中后期，居住建筑面積已經(jīng)具有較大基數(shù)，而房地產(chǎn)市場正逐步進入調(diào)整期，因而將居住建筑2010-2015、2016-2020的增長率設(shè)定為4%和3%；公共建筑仍然有一定發(fā)展空間，2010-2015、2016-2020的增長率分別設(shè)定為8%和6%。公共建筑主要集中在城鎮(zhèn)，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居住建筑的面積占全省總建筑面積的比例與全省人口構(gòu)成基本一致，但農(nóng)村人均居住面積略高于城鎮(zhèn)。
1.2建筑能耗和碳排放現(xiàn)狀與預(yù)測
1.2.1建筑能耗和碳排放現(xiàn)狀
將2010年全省終端能源消費中三產(chǎn)和生活消費中的煤炭、天然氣、液化石油氣等燃料消費歸入建筑炊事和熱水能耗；電力消費量為建筑內(nèi)各類用電器的電耗。由燃料消費產(chǎn)生的C02以及生產(chǎn)建筑內(nèi)使用的電力所產(chǎn)生的C02均記入建筑C02排放。結(jié)合建筑面積和人口等信息，計算建筑能耗和排放的總量與強度：
式(1)~(6)中：EC和EM分別為2010年廣東省建筑能耗總量和碳排放總量；F為第x類建筑中第f類燃料的能耗，x為公共建筑、城鎮(zhèn)居住建筑、農(nóng)村居住建筑，i為煤炭、天然氣、液化石油氣等燃料；只為第x類建筑中電力的消費量；ef和efp分別為燃料i和電力的CO2排放系數(shù)；PIx、Flx、EM-Plx、EM-Flx分別為第x類建筑的電力能耗強度、燃料能耗強度、電力排放強度和燃料排放強度。ax為第x類建筑2010年的面積，p為廣東省2010年常駐人口。
1.2.2建筑能耗和碳排放預(yù)測
在BAU情境下，假設(shè)未來各類建筑的電力能耗強度、燃料能耗強度、電力排放強度和燃料排放強度保持在2010年的水平，結(jié)合未來各類建筑的面積和人口計算建筑的能耗和碳排放。在政策情景下，根據(jù)典型建筑的能源消費構(gòu)成，確定通風(fēng)、照明、炊事、熱水等能源消費方式在建筑能耗中的比例，結(jié)合節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用對象、推廣潛力、節(jié)能潛力，綜合BAU情境下各類建筑的能耗和排放總量，分析政策情景下的建筑能耗和碳排放。
1.3建筑節(jié)能減排潛力分析
根據(jù)廣東省的氣候特征，建立建筑部門節(jié)能減排措施庫。依據(jù)措施的節(jié)能潛力、在廣東省的適用性以及措施的實施難度，采用德爾菲法，確定優(yōu)選的節(jié)能減排技術(shù)及其應(yīng)用對象、推廣潛力、節(jié)能潛力等，并進一步計算措施的節(jié)能減排潛力。
1.3.1建筑節(jié)能減排措施篩選
為了篩選出適合廣東省的建筑節(jié)能減排技術(shù)措施，研究綜合考慮廣東實際以及國際先進城市的建筑節(jié)能經(jīng)驗，建立了廣東省建筑節(jié)能減排技術(shù)措施庫，措施包括建筑能源、建筑照明、高效電器、空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)、智能樓宇系統(tǒng)等5個方面近20條措施。在此基礎(chǔ)上，采用德爾菲法，組織專家意見征詢和反饋，篩選出真正適合廣東省建筑節(jié)能減排的技術(shù)和措施。
德爾菲法是在專家個人判斷法和專家會議法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種直觀判斷和預(yù)測的方法，最先由美國蘭德公司在20世紀50年代初創(chuàng)立。它以問卷的形式對一組選定的專家進行征詢，通過“專家意見形成一統(tǒng)計反饋一意見調(diào)整”這樣一個多次與專家交互的循環(huán)過程，使專家的意見趨于一致，從而得到預(yù)測結(jié)果。德爾菲法具有匿名性、反饋性、收斂性和統(tǒng)計性等特點，不僅可以避免同行“權(quán)威”的相互影響，而且有助于相互啟迪，最大限度地發(fā)揮專家的智慧，是一種重要的預(yù)測方法，廣泛應(yīng)用于技術(shù)預(yù)測、經(jīng)濟預(yù)測等領(lǐng)域。
專家意見征詢和反饋選擇中山大學(xué)、華南理工大學(xué)、廣東省建筑科學(xué)研究院、中科院廣州能源研究所的20位專家進行意見征詢，問卷內(nèi)容主要包括技術(shù)成熟度、本地適用性、節(jié)能潛力以及實施難度等方面，采用李克特5分測量方法( Likert 5 point)對措施庫中的各項措施進行排序；其中“5”表示影響非常重要，“4”表示影響重要，“3”表示中性，“2”表示影響不重要，“1”表示影響非常不重要。經(jīng)過兩輪的意見征詢和反饋，專家意見基本趨于一致，確定了優(yōu)選措施。
1.3.2建筑節(jié)能減排潛力分析
在優(yōu)選了節(jié)能技術(shù)之后，根據(jù)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對象，明確不同技術(shù)對照明、通風(fēng)、熱水等能源需求的節(jié)能減排潛力，結(jié)合節(jié)能技術(shù)的推廣潛力，綜合建筑能耗和排放的情景分析，進一步計算各項措施的節(jié)能減排潛力。
2結(jié)果與分析
2.1 宏觀情景分析
2.1.1人口情景分析
2010年廣東省常住人口為10 432萬人，其中，城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口分別為6 903萬和3 529萬。到2015年，全省常住人口為10 749萬人，其中城鎮(zhèn)人口為7 524萬、農(nóng)村人口為3 225萬人；到2020年，全省常住人口為11 075萬人，其中城鎮(zhèn)人口為8 085萬、農(nóng)村人口為2 990萬人（表1）。
2.1.2建筑量情景分析
2010年全省建筑面積為271 474萬m2，公共和居住建筑的面積分別為102 281和169 193萬m';公共建筑面積約占建筑總面積的42%（表2）。居住建筑中，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居住建筑面積分別為101 516和67 677萬mL，城鎮(zhèn)居住建筑面積占居住建筑總面積的60%，數(shù)值略小于全省城鎮(zhèn)化率。
2015年和2020年，全省建筑面積分別為352 018和429 046萬m2。2015年，全省公共和居住建筑的面積分別為147 014和205 004萬m2，城鎮(zhèn)居住建筑面積為133 253萬m2，約占居住建筑面積的65%。2020年，全省公共和居住建筑的面積分別為192 376和236 670萬m2，城鎮(zhèn)居住建筑面積為165 669萬m2，約占居住建筑面積的70%。公共建筑主要分布在城鎮(zhèn)。
2.2建筑能耗和碳排放
2.2.1建筑能耗和碳排放現(xiàn)狀
2010年，廣東省建筑能耗合計2 524萬tce，公共建筑和居住建筑能耗分別為1 046萬tce和1 478萬tce，占建筑能耗總量的41%和59%。建筑能耗主要由電力和燃料能耗構(gòu)成，其中電力消費1439萬tce、燃料消耗1 085萬tce，分別占能耗總量的57%和43%（表3）。公共建筑能耗以電力消費為主，占公共建筑能耗總量的73%。居住建筑的燃料能耗略大于電力，二者分別為799.4萬tce和678.3萬tce。城鎮(zhèn)居住建筑能耗占居住建筑能耗的比例接近70%。
2010年，全省建筑碳排放為10 278萬t，其中由電力消費產(chǎn)生的C02排放占排放總量的80%。公共建筑和居住建筑碳排放分別為4 905萬t和5 373萬t，由電力消費產(chǎn)生的碳排放分別占兩類建筑碳排放的89%和72%。
根據(jù)已有研究成果以及本研究開展的實地檢測數(shù)據(jù)，廣東省公共建筑中，降溫、照明、通信傳媒傳媒等服務(wù)電耗分別占公共建筑電耗總量的46%、33%、4%，其他電力消費占16%。居住建筑中，降溫、照明、家用器具電耗分別占居住建筑電耗總量的53%、20%和27%。公共建筑、城鎮(zhèn)居住建筑和農(nóng)村居住建筑居民熱水和炊事所使用燃料的能耗強度分別為0.03、0.08和0.06 tce/(人·a)。
2.2.2關(guān)鍵節(jié)能減排技術(shù)
根據(jù)專家打分結(jié)果，在建筑節(jié)能減排措施庫中，建筑圍護結(jié)構(gòu)、樓宇自動化、節(jié)能燈具、熱泵和太陽能熱水器五項節(jié)能減排技術(shù)最具推廣潛力和節(jié)能減排潛力。區(qū)域集中供冷和光伏一體化建筑等措施雖然具有較大的節(jié)能潛力，但事實難度大，因而未被優(yōu)選為節(jié)能措施（圖1）。
在政策情景下，優(yōu)選的5項措施分別在新建建筑和既有建筑中推廣。新建建筑應(yīng)用節(jié)能技術(shù)時的阻力相對較低，每年力爭完成固定比例的節(jié)能技術(shù)推廣。既有建筑中則逐步推廣各類技術(shù)，2017年前完成推廣潛力的挖掘。各項節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對象、推廣潛力、節(jié)能潛力和節(jié)能類型見表4。以樓宇自動化系統(tǒng)為例，該技術(shù)主要應(yīng)用于公共建筑，在既有和新建公共建筑中分別有30%和65%的推廣空間，應(yīng)用后可以實現(xiàn)通風(fēng)、空調(diào)、照明等各類設(shè)備綜合節(jié)電30%。
2.2.3建筑節(jié)能減排情景分析
在BAU情景下，到2020年建筑能耗總量將增長至3 547萬tce；與2010年相比，增長量為1 023萬tce，增幅約為41%，年均增長率約為3%（圖2）。公共建筑和居住建筑能耗分別增長了688和336萬tce，達到1 734和l 814萬tce，公共建筑能耗的增長量約為居住建筑的2倍。
在政策情境下，建筑能耗總量為2 679萬tce，新增公共建筑、新增居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑能耗分別為358、234、818、l 269萬tce。相對于BAU情景，節(jié)能總量為868萬tce，占BAU情景建筑能耗的24%；新增公共建筑、新增居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑節(jié)能量分別為330、101、228、209萬tce。從建筑能耗的增量和節(jié)能量來看，公共建筑，尤其是新增公共建筑是未來能耗增長和實施節(jié)能減排技術(shù)的重點領(lǐng)域。
樓宇自動化系統(tǒng)、熱泵、太陽能熱水器、建筑物維護結(jié)構(gòu)、節(jié)能燈的節(jié)能量分別占6%、3%、5%、4%、7%。節(jié)能燈和樓宇自動化系統(tǒng)的節(jié)能潛力最大，2020年節(jié)能量分別為261萬tce和199萬tce，其次是太陽能熱水器、建筑圍護結(jié)構(gòu)和熱泵。從節(jié)能技術(shù)在各類建筑中的節(jié)能潛力來看，樓宇自動化系統(tǒng)和節(jié)能燈在新建公共建筑中的推廣，以及太陽能熱水器在既有居住建筑中的推廣最具節(jié)能潛力，3項措施2020年的節(jié)能潛力均在100萬tce以上。
在BAU情景下，到2020年建筑碳排放將增長至15 825萬t；與2010年相比，增長量為5 547萬t，約為2010年排放總量的一半，年均增長率約為4%(圖3)。公共建筑和居住建筑碳排放分別增長了3 873和1 673萬t，達到7 046和8 778萬t，公共建筑能耗的增長量約為居住建筑的2.3倍。
在政策情境下，建筑碳排放總量為11 537萬t，新增公共建筑、新增居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑排放量分別為1 986、l 248、3 664、463萬t。相對于BAU情景，減排總量為4 288萬t；新增公共建筑、新增居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑減排量分別為l 887、425、1 240、735萬t。公共建筑碳排放的增量和減排潛力遠大于居住建筑。
樓宇自動化系統(tǒng)等5項節(jié)能減排措施的減排量分別占7%、3%、2%、5%、9%。節(jié)能燈和樓宇自動化系統(tǒng)的節(jié)能潛力最大，2020年的減排量分別為1493和1139萬t，其中，樓宇自動化系統(tǒng)和節(jié)能燈在新建公共建筑中的推廣2020年的減排量可達650萬t以上。
3結(jié)論
本文采用情景分析的方法，通過預(yù)測不同情景下廣東省2020年建筑的能源需求和碳排放，分析廣東省建筑能耗和排放的發(fā)展趨勢，探討未來建筑節(jié)能減排工作的重點，進而梳理出廣東省建筑節(jié)能減排的主要技術(shù)和途徑。得出以下主要結(jié)論：
(1)以目前的發(fā)展水平，到2020年，廣東省建筑能耗和碳排放將增長至3 547萬tce和15 825萬tCO2，相對于2010年增長了1 023萬tce和5 547萬tC02，增幅分別為41%和54%。大力推廣可行的建筑節(jié)能技術(shù)，可實現(xiàn)建筑節(jié)能減排約25%。目前，廣東省正逐步進入城鎮(zhèn)化后期，建筑能耗和碳排放增長快、總量大。因此，如何控制建筑能耗和碳排放的增長，充分挖掘建筑節(jié)能減排空間，應(yīng)成為廣東省未來節(jié)能減排的工作重點。
(2)廣東省公共建筑能耗和排放的增量以及減排潛力均大于居住建筑，約束公共建筑能耗和排放的增長，大力在新建公共建筑中推廣節(jié)能減排技術(shù)是未來廣東省控制建筑能耗和排放的重要工作任務(wù)。
(3)樓宇自動化系統(tǒng)、熱泵、太陽能熱水器、建筑圍護結(jié)構(gòu)和節(jié)能燈具是廣東省最具節(jié)能減排潛力的技術(shù)；其巾，節(jié)能燈和樓宇自動化系統(tǒng)在新建公共建筑的推廣以及太陽能熱水器在既有居住建筑中的推廣是未來最有潛力的節(jié)能減排措施。結(jié)合廣東省未來各類建筑的建設(shè)情況，明確公共建筑和居住建筑應(yīng)推廣的重點節(jié)能減排技術(shù)，對廣東省的建筑節(jié)能減排工作具有重要意義。
4摘要：在全球應(yīng)對氣候變化的背景下，如何促進建筑的節(jié)能減排成為人們關(guān)注的重點。該文采用情景分析法，通過預(yù)測廣東省2020年的建筑能耗和碳排放，分析不同政策選擇對建筑能耗和碳排放的影響，進而梳理可行的節(jié)能減排途徑，得到以下結(jié)論：(l)到2020年，
廣東省建筑能耗和碳排放將增長至3 547萬tce和15 825萬t CO2，相對于2010年，增幅分別為41%和54%;推廣可行的建筑節(jié)能技術(shù)，可實現(xiàn)建筑節(jié)能減排約25%；(2)公共建筑能耗和碳排放的增量以及節(jié)能減排潛力均大于居住建筑，節(jié)能技術(shù)在公共建筑中的推廣是未來建筑節(jié)能減排T作的重點；(3)樓宇自動化系統(tǒng)、熱泵、太陽能熱水器、建筑圍護結(jié)構(gòu)和節(jié)能燈具是廣東省最具有推廣潛力和節(jié)能潛力的5項技術(shù)；(4)節(jié)能燈和樓宇自動化系統(tǒng)在新建公共建筑中的推廣以及太陽能熱水器在既有居住建筑中的推廣是未來最有潛力的節(jié)能減排措施。
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