关于广东省建筑节能减排潜力的研究

作者：郑晓敏

   广东省已经迈人工业化中后期，部分城市已开始由“工业型经济”向“服务型经济”阶段转型，建筑部门是“服务型经济”的重要载体，因而建筑能耗在全省能源消费结构中的重要性将更加突出。在全球能源日益紧缺、气候变化日益显著的背景下，建筑部门面临的能源和排放调整将更加严峻。然而，广东省建筑类型多样、能源消费方式众多、节能技术繁杂，如何判断建筑节能减排潜力还缺乏有效的方法学，迫切需要针对建筑部门进行温室气体排放和减排潜力研究，提出温室气体减排的措施和政策建议，明确关键节能减排技术，促进建筑的节能减排。

1研究方法

1.1  情景分析法

    情景分析法是在充分考虑外部环境变化对经济事件影响的基础上，通过对环境的研究，识别出影响经济事件发展的外部因素，然后详尽分析在环境因素影响下经济事件的未来可能状态及各种状态出现的条件、途径，并提出适应各种状态的对策。该方法对未来可能出现的多种状态及导致该状态出现的发展过程进行预测，来了解经济事件发展的内在逻辑和未来变化的趋势及路径，从而更好地把握研究对象的发展方向和未来的变化。

    本研究采用情景分析法，通过设定不同的发展情景，分析不同的政策选择对广东省建筑能源需求和碳排放的影响，进而明确广东省未来建筑节能减排工作的重点和关键技术。为了较为全面地反映广东省建筑中长期的节能减排潜力，本文设计了基准情景(BAU)和政策情景2个情景，通过比较不同情景的发展模式，分析各类建筑以及主要节能措施的节能减排潜力。BAU情景假定广东省各类建筑的用电和燃料单耗保持现状，且能耗构成（空调、照明等能耗在建筑中的消费比例）保持不变，结合人口和建筑量预测，分析建筑能耗和碳排放发展趋势。政策情景是指根据广东省已有的节能减排政策，大力推广适宜的建筑节能减排技术，分析建筑能耗和碳排放发展趋势。通过比较2种情景的差异，分析建筑的键能减排潜力、主要途径和工作重点。建筑内的能源消费主要由燃料和电力构成；燃料主要用于炊事和热水．人口是影响其大小的关键因素；电力主要用于制冷、照明等用电器，电耗强度和建筑面积是影响其大小的关键因素。

1.1.1人口情景设定

    根据广东目前的常住人口数量，结合《广东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《广东省国土规划（2006-2020年）》等相关规划的预测和判断，未来10年人口增长率约为6%0，2015年、2020年城镇化率分别为70%和73%，依据以上参数，预测广东省2015年和2020年的常住人口总量和构成。

1.1.2建筑面积情景设定

    现状建筑保有量以1980年到2010年民用建筑竣工面积累计求和得到。近20年期间，1991-2000年居住建筑和公共建筑面积年均增长率约为2g%和22%，2001-2010期间，年均增长率分别为g%和l3%，但近5年居住建筑和公共建筑面积年均增长率降至8%和l0%左右。考虑到广东省已经进入城镇化中后期，居住建筑面积已经具有较大基数，而房地产市场正逐步进入调整期，因而将居住建筑2010-2015、2016-2020的增长率设定为4%和3%；公共建筑仍然有一定发展空间，2010-2015、2016-2020的增长率分别设定为8%和6%。公共建筑主要集中在城镇，城镇和农村居住建筑的面积占全省总建筑面积的比例与全省人口构成基本一致，但农村人均居住面积略高于城镇。

1.2建筑能耗和碳排放现状与预测

1.2.1建筑能耗和碳排放现状

    将2010年全省终端能源消费中三产和生活消费中的煤炭、天然气、液化石油气等燃料消费归入建筑炊事和热水能耗；电力消费量为建筑内各类用电器的电耗。由燃料消费产生的C02以及生产建筑内使用的电力所产生的C02均记入建筑C02排放。结合建筑面积和人口等信息，计算建筑能耗和排放的总量与强度：

    式(1)~(6)中：EC和EM分别为2010年广东省建筑能耗总量和碳排放总量；F为第x类建筑中第f类燃料的能耗，x为公共建筑、城镇居住建筑、农村居住建筑，i为煤炭、天然气、液化石油气等燃料；只为第x类建筑中电力的消费量；ef和efp分别为燃料i和电力的CO2排放系数；PIx、Flx、EM-Plx、EM-Flx分别为第x类建筑的电力能耗强度、燃料能耗强度、电力排放强度和燃料排放强度。ax为第x类建筑2010年的面积，p为广东省2010年常驻人口。

1.2.2建筑能耗和碳排放预测

    在BAU情境下，假设未来各类建筑的电力能耗强度、燃料能耗强度、电力排放强度和燃料排放强度保持在2010年的水平，结合未来各类建筑的面积和人口计算建筑的能耗和碳排放。在政策情景下，根据典型建筑的能源消费构成，确定通风、照明、炊事、热水等能源消费方式在建筑能耗中的比例，结合节能减排技术的应用对象、推广潜力、节能潜力，综合BAU情境下各类建筑的能耗和排放总量，分析政策情景下的建筑能耗和碳排放。

1.3建筑节能减排潜力分析

    根据广东省的气候特征，建立建筑部门节能减排措施库。依据措施的节能潜力、在广东省的适用性以及措施的实施难度，采用德尔菲法，确定优选的节能减排技术及其应用对象、推广潜力、节能潜力等，并进一步计算措施的节能减排潜力。

1.3.1建筑节能减排措施筛选

    为了筛选出适合广东省的建筑节能减排技术措施，研究综合考虑广东实际以及国际先进城市的建筑节能经验，建立了广东省建筑节能减排技术措施库，措施包括建筑能源、建筑照明、高效电器、空调设备系统、智能楼宇系统等5个方面近20条措施。在此基础上，采用德尔菲法，组织专家意见征询和反馈，筛选出真正适合广东省建筑节能减排的技术和措施。

    德尔菲法是在专家个人判断法和专家会议法的基础上发展起来的一种直观判断和预测的方法，最先由美国兰德公司在20世纪50年代初创立。它以问卷的形式对一组选定的专家进行征询，通过“专家意见形成一统计反馈一意见调整”这样一个多次与专家交互的循环过程，使专家的意见趋于一致，从而得到预测结果。德尔菲法具有匿名性、反馈性、收敛性和统计性等特点，不仅可以避免同行“权威”的相互影响，而且有助于相互启迪，最大限度地发挥专家的智慧，是一种重要的预测方法，广泛应用于技术预测、经济预测等领域。

    专家意见征询和反馈选择中山大学、华南理工大学、广东省建筑科学研究院、中科院广州能源研究所的20位专家进行意见征询，问卷内容主要包括技术成熟度、本地适用性、节能潜力以及实施难度等方面，采用李克特5分测量方法( Likert 5 point)对措施库中的各项措施进行排序；其中“5”表示影响非常重要，“4”表示影响重要，“3”表示中性，“2”表示影响不重要，“1”表示影响非常不重要。经过两轮的意见征询和反馈，专家意见基本趋于一致，确定了优选措施。

1.3.2建筑节能减排潜力分析

    在优选了节能技术之后，根据节能技术的应用对象，明确不同技术对照明、通风、热水等能源需求的节能减排潜力，结合节能技术的推广潜力，综合建筑能耗和排放的情景分析，进一步计算各项措施的节能减排潜力。

2结果与分析

2.1  宏观情景分析

2.1.1人口情景分析

    2010年广东省常住人口为10 432万人，其中，城镇人口和农村人口分别为6 903万和3 529万。到2015年，全省常住人口为10 749万人，其中城镇人口为7 524万、农村人口为3 225万人；到2020年，全省常住人口为11 075万人，其中城镇人口为8 085万、农村人口为2 990万人（表1）。

2.1.2建筑量情景分析

    2010年全省建筑面积为271 474万m2，公共和居住建筑的面积分别为102 281和169 193万m';公共建筑面积约占建筑总面积的42%（表2）。居住建筑中，城镇和农村居住建筑面积分别为101 516和67 677万mL，城镇居住建筑面积占居住建筑总面积的60%，数值略小于全省城镇化率。

    2015年和2020年，全省建筑面积分别为352 018和429 046万m2。2015年，全省公共和居住建筑的面积分别为147 014和205 004万m2，城镇居住建筑面积为133 253万m2，约占居住建筑面积的65%。2020年，全省公共和居住建筑的面积分别为192 376和236 670万m2，城镇居住建筑面积为165 669万m2，约占居住建筑面积的70%。公共建筑主要分布在城镇。

2.2建筑能耗和碳排放

2.2.1建筑能耗和碳排放现状

    2010年，广东省建筑能耗合计2 524万tce，公共建筑和居住建筑能耗分别为1 046万tce和1 478万tce，占建筑能耗总量的41%和59%。建筑能耗主要由电力和燃料能耗构成，其中电力消费1439万tce、燃料消耗1 085万tce，分别占能耗总量的57%和43%（表3）。公共建筑能耗以电力消费为主，占公共建筑能耗总量的73%。居住建筑的燃料能耗略大于电力，二者分别为799.4万tce和678.3万tce。城镇居住建筑能耗占居住建筑能耗的比例接近70%。

    2010年，全省建筑碳排放为10 278万t，其中由电力消费产生的C02排放占排放总量的80%。公共建筑和居住建筑碳排放分别为4 905万t和5 373万t，由电力消费产生的碳排放分别占两类建筑碳排放的89%和72%。

    根据已有研究成果以及本研究开展的实地检测数据，广东省公共建筑中，降温、照明、通信传媒传媒等服务电耗分别占公共建筑电耗总量的46%、33%、4%，其他电力消费占16%。居住建筑中，降温、照明、家用器具电耗分别占居住建筑电耗总量的53%、20%和27%。公共建筑、城镇居住建筑和农村居住建筑居民热水和炊事所使用燃料的能耗强度分别为0.03、0.08和0.06 tce/(人·a)。

2.2.2关键节能减排技术

    根据专家打分结果，在建筑节能减排措施库中，建筑围护结构、楼宇自动化、节能灯具、热泵和太阳能热水器五项节能减排技术最具推广潜力和节能减排潜力。区域集中供冷和光伏一体化建筑等措施虽然具有较大的节能潜力，但事实难度大，因而未被优选为节能措施（图1）。

    在政策情景下，优选的5项措施分别在新建建筑和既有建筑中推广。新建建筑应用节能技术时的阻力相对较低，每年力争完成固定比例的节能技术推广。既有建筑中则逐步推广各类技术，2017年前完成推广潜力的挖掘。各项节能技术的应用对象、推广潜力、节能潜力和节能类型见表4。以楼宇自动化系统为例，该技术主要应用于公共建筑，在既有和新建公共建筑中分别有30%和65%的推广空间，应用后可以实现通风、空调、照明等各类设备综合节电30%。

2.2.3建筑节能减排情景分析

    在BAU情景下，到2020年建筑能耗总量将增长至3 547万tce；与2010年相比，增长量为1 023万tce，增幅约为41%，年均增长率约为3%（图2）。公共建筑和居住建筑能耗分别增长了688和336万tce，达到1 734和l 814万tce，公共建筑能耗的增长量约为居住建筑的2倍。

    在政策情境下，建筑能耗总量为2 679万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别为358、234、818、l 269万tce。相对于BAU情景，节能总量为868万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、既有居住建筑节能量分别为330、101、228、209万tce。从建筑能耗的增量和节能量来看，公共建筑，尤其是新增公共建筑是未来能耗增长和实施节能减排技术的重点领域。

    楼宇自动化系统、热泵、太阳能热水器、建筑物维护结构、节能灯的节能量分别占6%、3%、5%、4%、7%。节能灯和楼宇自动化系统的节能潜力最大，2020年节能量分别为261万tce和199万tce，其次是太阳能热水器、建筑围护结构和热泵。从节能技术在各类建筑中的节能潜力来看，楼宇自动化系统和节能灯在新建公共建筑中的推广，以及太阳能热水器在既有居住建筑中的推广最具节能潜力，3项措施2020年的节能潜力均在100万tce以上。

    在BAU情景下，到2020年建筑碳排放将增长至15 825万t；与2010年相比，增长量为5 547万t，约为2010年排放总量的一半，年均增长率约为4%(图3)。公共建筑和居住建筑碳排放分别增长了3 873和1 673万t，达到7 046和8 778万t，公共建筑能耗的增长量约为居住建筑的2.3倍。

    在政策情境下，建筑碳排放总量为11 537万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别为1 986、l 248、3 664、463万t。相对于BAU情景，减排总量为4 288万t；新增公共建筑、新增居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑减排量分别为l 887、425、1 240、735万t。公共建筑碳排放的增量和减排潜力远大于居住建筑。

    楼宇自动化系统等5项节能减排措施的减排量分别占7%、3%、2%、5%、9%。节能灯和楼宇自动化系统的节能潜力最大，2020年的减排量分别为1493和1139万t，其中，楼宇自动化系统和节能灯在新建公共建筑中的推广2020年的减排量可达650万t以上。

3结论

    本文采用情景分析的方法，通过预测不同情景下广东省2020年建筑的能源需求和碳排放，分析广东省建筑能耗和排放的发展趋势，探讨未来建筑节能减排工作的重点，进而梳理出广东省建筑节能减排的主要技术和途径。得出以下主要结论：

    (1)以目前的发展水平，到2020年，广东省建筑能耗和碳排放将增长至3 547万tce和15 825万tCO2，相对于2010年增长了1 023万tce和5 547万tC02，增幅分别为41%和54%。大力推广可行的建筑节能技术，可实现建筑节能减排约25%。目前，广东省正逐步进入城镇化后期，建筑能耗和碳排放增长快、总量大。因此，如何控制建筑能耗和碳排放的增长，充分挖掘建筑节能减排空间，应成为广东省未来节能减排的工作重点。

    (2)广东省公共建筑能耗和排放的增量以及减排潜力均大于居住建筑，约束公共建筑能耗和排放的增长，大力在新建公共建筑中推广节能减排技术是未来广东省控制建筑能耗和排放的重要工作任务。

(3)楼宇自动化系统、热泵、太阳能热水器、建筑围护结构和节能灯具是广东省最具节能减排潜力的技术；其巾，节能灯和楼宇自动化系统在新建公共建筑的推广以及太阳能热水器在既有居住建筑中的推广是未来最有潜力的节能减排措施。结合广东省未来各类建筑的建设情况，明确公共建筑和居住建筑应推广的重点节能减排技术，对广东省的建筑节能减排工作具有重要意义。

4摘要：在全球应对气候变化的背景下，如何促进建筑的节能减排成为人们关注的重点。该文采用情景分析法，通过预测广东省2020年的建筑能耗和碳排放，分析不同政策选择对建筑能耗和碳排放的影响，进而梳理可行的节能减排途径，得到以下结论：(l)到2020年，

广东省建筑能耗和碳排放将增长至3 547万tce和15 825万t CO2，相对于2010年，增幅分别为41%和54%;推广可行的建筑节能技术，可实现建筑节能减排约25%；(2)公共建筑能耗和碳排放的增量以及节能减排潜力均大于居住建筑，节能技术在公共建筑中的推广是未来建筑节能减排T作的重点；(3)楼宇自动化系统、热泵、太阳能热水器、建筑围护结构和节能灯具是广东省最具有推广潜力和节能潜力的5项技术；(4)节能灯和楼宇自动化系统在新建公共建筑中的推广以及太阳能热水器在既有居住建筑中的推广是未来最有潜力的节能减排措施。