我國建筑行業(yè)溫室氣體減排機(jī)會分析.pdf
<p>ENERGY OF CHINA 16 · 氣候變化 Climate Change 我國建筑行業(yè)溫室氣體減排 機(jī)會分析 張建國,楊宏偉 (國家發(fā)展和改革委員會能源研究所,北京 100038) 摘要:我國建筑行業(yè)溫室氣體排放總量大且增長快,建筑建造和運行階段是建筑行業(yè)減排 的重點環(huán)節(jié)。本文分析了建筑行業(yè)二氧化碳排放的影響因素,從技術(shù)進(jìn)步、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、建 設(shè)模式轉(zhuǎn)變?nèi)矫孀R別了我國建筑行業(yè)的十大減排機(jī)會,并對每個減排機(jī)會進(jìn)行了具體分析, 為建筑行業(yè)碳減排提出了建議。 關(guān)鍵詞:建筑行業(yè);溫室氣體;減排;機(jī)會 中圖分類號: X51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1003-2355-(2018)02-0016-06 Doi: 10.3969/j.issn.1003-2355.2018.02.003 Abstract: GHG emissions from building industry in China are of a large volume and growing fast. Both the construction and operation stages are identied as key areas of emission reductions in building industry. Based on the analysis of driving forces for CO 2emissions, top ten emission reduction opportunities have been identied and classied into 3 categories as technology improvement, energy mix change and construction mode change. Detailed analysis on each opportunity is presented, which may serve as technical suggestion to reduce GHG emissions from Chinas building industry. Key words: Building Industry; GHG; Emission Reduction; Opportunities 收稿日期: 2018-01-30 作者簡介:張建國,副研究員,主要從事能源發(fā)展戰(zhàn)略、節(jié)能減排政策、建筑節(jié)能等研究工作。 化趨勢,對于居住建筑,建材生產(chǎn)階段的能耗和 二氧化碳排放平均約占 22%、運行階段平均約 占 78%;對于公共建筑,建材生產(chǎn)階段的能耗和 二氧化碳排放平均約占 26%、運行階段平均約占 74%。而在建筑建造施工和拆除階段,其能耗在 生命周期中的總能耗占比非常小,居住建筑能耗 平均約占 0.44%、公共建筑能耗平均約占 0.46%, 為簡化起見,這部分二氧化碳排放可忽略不計。 我國建筑建造階段的碳排放逐年增加。從全 國范圍看,某一年份建筑建造階段的碳排放與當(dāng) 年建筑建設(shè)規(guī)模有關(guān)。自 2001年以來,我國新建 建筑面積逐年增加,新建建筑面積已由 2001年 的 15億 m 2 增長到2015年的27.9億 m 2 ,巨量的 建設(shè)規(guī)模帶來了鋼鐵、水泥等建材的大量消耗。僅 2004年至 2012年,我國水泥消耗量從 9.7億 t增長 到 21.8億 t,增長超過 1倍;鋼材消耗量從 1.5億 t 建筑行業(yè)是重要的能源消耗和溫室氣體排放 領(lǐng)域,隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn),建筑相 關(guān)的能耗和溫室氣體排放將持續(xù)增加。建筑行業(yè) 的節(jié)能減排對我國應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)二氧化碳 排放盡早達(dá)峰具有十分重要的意義。 1 我國建筑行業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀和特點 建筑行業(yè)溫室氣體排放主要指二氧化碳排 放。建筑建造、使用和拆除過程中對能源和資源 的消耗及廢棄物的處理都會產(chǎn)生溫室氣體排放, 核算建筑碳排放需要從建筑全生命期來考慮,即 把建筑產(chǎn)品生命周期看成一個系統(tǒng),核算該系統(tǒng) 由于消耗能源、資源向外界排放的總二氧化碳當(dāng) 量。具體而言,建筑物碳排放來源于物化階段、 運營維護(hù)階段及拆除處置階段。根據(jù)國際案例研 究顯示,建筑全生命期碳排放和能耗有類似的變 第 40 卷 第 2 期 2018 年 2 月 17 氣候變化 Climate Change 增長到 5.9億 t,增長近 3倍。建筑建造過程中的 碳排放量可由建材生產(chǎn)階段的碳排放量加上施工 階段的碳排放量計算得到。其中,建材生產(chǎn)過程 中的碳排放為消耗能源產(chǎn)生的排放和原料化學(xué)反 應(yīng)產(chǎn)生的直接排放兩部分之和,由于水泥的生產(chǎn) 直接排放遠(yuǎn)大于其他建材,因此僅考慮水泥生產(chǎn) 的直接排放即可。根據(jù)相關(guān)研究,從2004年至 2012年,我國建筑業(yè)建造階段二氧化碳排放量由 14.4億 tCO 2 增長到31.1億 tCO 2 ,增長了1.2倍, 年均增長 2.1億 tCO 2 ,建造階段的人均碳排放達(dá)到 了 2.3tCO 2 。2012年,我國建筑建造產(chǎn)生的二氧化 碳排放約占當(dāng)年全國溫室氣體排放總量的 30%。 我國建筑運行階段的碳排放隨著建筑能耗的快 速增長而增長。2005年至 2010年,我國建筑運行階 段的碳排放總量由 10.1億 tCO 2 增長到 14.5億 tCO 2 , 年增長率約為 7.4%;單位建筑面積的碳排放強(qiáng)度 由 26.3kgCO 2 /m 2 a增長到31.0kgCO 2 /m 2 a,年增長 率約為 3.3%。2012年,我國建筑運行階段的碳排 放量約為 15.5億 tCO 2 ,相當(dāng)于當(dāng)年建筑建造階段 碳排放量的 50%,約占當(dāng)年全國溫室氣體排放總量 的 15%。2015年,我國建筑運行階段消耗的商品 能源為 8.64億 tce,約占全國一次能源消費總量的 20%,其碳排放量達(dá)到 22.2億 tCO 2 。 我國建筑行業(yè)二氧化碳排放特點是總量大且 增長快,建筑建造和運行階段的碳排放量都在增 長。其中,建筑建造階段的排放占比相對更高,這 與建筑面積快速擴(kuò)展密切相關(guān)。2012年,我國建 筑業(yè)建造和建筑運行帶來的二氧化碳排放合計約 46.8億 tCO 2 ,約占當(dāng)年全國溫室氣體排放總量的 45%,可見建筑業(yè)碳排放對全國碳排放影響很大。 2 影響建筑行業(yè)溫室氣體排放的因素分析 建筑建造階段的溫室氣體排放包括所消耗建 材在其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放和施工過程中產(chǎn) 生的碳排放,其中所消耗的建材生產(chǎn)過程產(chǎn)生的 碳排放占絕對主導(dǎo)地位??梢?,建筑建造過程的 碳排放與竣工建筑面積、單位建筑面積的建材消 耗量、單位建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因子有關(guān),如式 (1)所示。減少建筑建設(shè)活動、減少單位建筑面積 的建材消耗量、減少單位建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因 子都將有利于減少建筑建造階段的碳排放。例如, 通過加強(qiáng)城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃管理,抑制不合理的建筑 需求,減少建設(shè)活動;采用高性能的鋼材、水泥 等建材,減少單位建筑面積建材消耗量;提高鋼 材、水泥等建材生產(chǎn)過程的能源利用效率,減少 化石能源消耗,也有利于減少單位建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因子。 E C =F C ×I M ×C M(1) 其中: E C 建筑建造過程碳排放量,單位為 tCO 2 ; F C 建筑竣工面積,單位為 m 2 ; I M 單位建筑面積建材消耗量,單位為 t/m 2 ; C M 單位建材生產(chǎn)的碳排放因子,單位為 tCO 2 /t。 建筑運行階段產(chǎn)生的溫室氣體排放,主要指 因能源消耗產(chǎn)生的 CO 2 排放,按照排放源類型, 分為直接排放和間接排放。直接排放是指消耗的 化石燃料燃燒產(chǎn)生的 CO 2 排放,是由建筑的使用 者自身擁有或控制的排放源所產(chǎn)生的排放。間接 排放是指建筑使用者外購的電力、熱力的排放, 購入的電力、熱力在生產(chǎn)過程中消耗化石燃料產(chǎn) 生的 CO 2 排放。建筑運行階段碳排放與建筑活動 水平、能源強(qiáng)度和碳排放因子相關(guān),如式(2)所 示。建筑活動水平指建筑面積、戶數(shù)等宏觀指標(biāo)。 能源強(qiáng)度可以進(jìn)一步分解為有用能強(qiáng)度和用能設(shè) 備效率兩個方面,前者指為建筑提供某種能源服 務(wù)理論上需要的能耗強(qiáng)度,后者指用能設(shè)備將能 源轉(zhuǎn)化為服務(wù)時的效率,建筑實際消費的能源量 是前者與后者的比值。例如,用燃煤鍋爐為建筑 物提供熱量,假設(shè)建筑熱需求為 35GJ/m 2 ,而鍋 爐燃煤的熱效率為 70%,那么該鍋爐實際能耗為 50GJ/m 2 。由于不同能源品種具有不同的碳排放 因子,在相同能源消費量條件下,若能源消費結(jié) 構(gòu)中低碳能源占比較高,則對應(yīng)的碳排放就較少。 可見,抑制建筑活動水平增長、降低有用能強(qiáng)度、 提高用能設(shè)備效率、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)都可以減少建 筑運行使用階段的碳排放。 E O =F O ×(I E /)×C E(2) 其中: E O 建筑運行階段碳排放量,單位為 tCO 2 ; F O 運行使用的建筑面積,單位為 m 2 ;I E 有用能強(qiáng)度,單位為 GJ/m 2 ; 用能設(shè)備能源效率,單位為 %; C E 消耗能源的碳排放因子,單位為 tCO 2 /GJ。 3 我國建筑行業(yè)溫室氣體減排的機(jī)會分析 若從建筑的全生命期看,碳排放從大到小依 次是建筑運行使用階段、建造階段、拆除處理階 段,運行階段的碳排放最大主要在于較長的使用 期,一般建筑壽命期長達(dá) 5070年;建造階段的 ENERGY OF CHINA 18 · 氣候變化 Climate Change 碳排放占比較小是由于其主要集中在 12年的建 設(shè)期內(nèi),但短期排放的絕對量相當(dāng)可觀。因此, 建筑行業(yè)溫室氣體減排重點需要關(guān)注建筑建造階 段和運行階段的碳排放。 根據(jù)建筑行業(yè)溫室氣體排放影響因素分析, 減少建筑建設(shè)面積、減少單位建筑面積的建材消 耗量(如推廣應(yīng)用高性能的鋼材、水泥等綠色建 材)、減少單位建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因子是建造階 段溫室氣體減排的主要路徑;減少建筑活動水平 (如減少建筑總面積、減少家電的保有率等) 、提 高能源利用效率(如提高建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、提高 建筑用能系統(tǒng)和設(shè)備的能源效率、優(yōu)化建筑用能 系統(tǒng)運行等) 、能源結(jié)構(gòu)低碳化(如可再生能源建 筑應(yīng)用、余熱利用等)是建筑運行階段溫室氣體減 排的主要路徑。 建筑建設(shè)和使用過程涉及諸多環(huán)節(jié)的相關(guān)利 益主體,如政府、銀行、建設(shè)單位(房地產(chǎn)開發(fā) 商,或者業(yè)主) 、規(guī)劃設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理 單位、材料設(shè)備供應(yīng)商、公共事業(yè)單位、物業(yè)管 理單位、消費者等。所謂減排機(jī)會,應(yīng)是針對具 體利益相關(guān)者可實施的、減排潛力較大、技術(shù)經(jīng) 濟(jì)可行的機(jī)會。考慮到技術(shù)進(jìn)步、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、 轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)建設(shè)模式三方面可能帶來的減排機(jī)會, 由此提出建筑行業(yè)的十大溫室氣體減排機(jī)會。 3.1 推廣被動式超低能耗建筑 被動式超低能耗建筑,是指采用各種節(jié)能技 術(shù)構(gòu)造最佳的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)環(huán)境,極大限 度地提高建筑保溫隔熱性能和氣密性,使建筑物 對供暖和制冷需求降到最低的建筑。同時,通過 各種被動式建筑手段,如自然采光、太陽能輻射 得熱和室內(nèi)非供暖熱源得熱等來實現(xiàn)室內(nèi)舒適的 熱濕環(huán)境和采光環(huán)境,最大限度降低對主動式機(jī) 械供暖和制冷系統(tǒng)的依賴或完全取消這類設(shè)施。 我國自 2009年中德合作開展“中國被動式 低能耗建筑示范項目”以來,已有一批被動式超低 能耗建筑試點示范項目落成并運行使用,其節(jié)能 減排效果通過檢測監(jiān)測得到了逐步驗證。實踐證 明,現(xiàn)有條件下我國北方地區(qū)推廣被動式超低能耗 建筑,在居住環(huán)境改善的同時還可以大幅度降低 建筑能耗,從而也減少建筑用能導(dǎo)致的溫室氣體 排放,技術(shù)上是可行的、經(jīng)濟(jì)上是可承受的。秦 皇島“在水一方”被動式超低能耗建筑項目案例顯 示,超低能耗建筑采暖能耗強(qiáng)度小于 15kWh/m 2 a, 若與當(dāng)?shù)赝惖钠胀ü?jié)能建筑比較,采暖能耗可以 節(jié)省近 70%,而成本只增加約 12%。由于北方城鎮(zhèn) 建筑供暖能耗占我國建筑運行能耗總量的比重約為 22%(2015年數(shù)據(jù)) ,因此在北方地區(qū)推廣被動式 超低能耗建筑可大幅節(jié)省采暖能耗,從而大幅減少 建筑運行能耗和二氧化碳排放。在其他氣候區(qū),我 國也在開展被動式超低能耗建筑的試點示范。 被動式超低能耗建筑的實施主體是業(yè)主、房 地產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計單位、施工單位,主要適合新 建建筑,尤其是北方地區(qū)城鎮(zhèn)建筑,也可在建筑 的改、擴(kuò)建中參照被動式超低能耗建筑理念和技 術(shù)進(jìn)行建設(shè)。實施過程中,需要業(yè)主或房地產(chǎn)開 發(fā)商在決策環(huán)節(jié)、設(shè)計單位在設(shè)計環(huán)節(jié)、施工單 位在施工環(huán)節(jié)把握機(jī)會,實現(xiàn)被動式超低能耗建 筑的節(jié)能減排效果。 3.2 開展既有建筑深度節(jié)能改造 既有建筑節(jié)能改造是指對不符合民用建筑節(jié) 能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)通 風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等實施節(jié)能改造的活動。針對 不同氣候區(qū)、不同建筑類型的節(jié)能改造側(cè)重點有 所不同,對北方城鎮(zhèn)居住建筑,以建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、 供熱計量、管網(wǎng)熱平衡改造為重點;對公共建筑, 以采暖空調(diào)通風(fēng)、照明、熱水、電梯等用能系統(tǒng) 的節(jié)能改造為主,以便提高用能系統(tǒng)優(yōu)化運行水 平;對夏熱冬暖、夏熱冬冷氣候區(qū)的居住建筑, 主要以建筑門窗、外遮陽、自然通風(fēng)為重點進(jìn)行 改造;對農(nóng)村居住建筑,重點可結(jié)合農(nóng)村危房改 造推進(jìn)綠色農(nóng)房建設(shè)。既有建筑節(jié)能改造通常不 是單一技術(shù)能完成的,往往是多種技術(shù)集成優(yōu)化、 有機(jī)組合的結(jié)果,需要因地制宜選擇適宜的技術(shù)。 我國既有建筑存量巨大, 2015年全國共有 219億 m 2 (2.72億戶)城鎮(zhèn)住宅、116億 m 2 公共 建筑。目前城鎮(zhèn)建筑中節(jié)能建筑占比剛超過 40%, 而且即使是節(jié)能建筑,早期執(zhí)行的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) 要求普遍較低,隨著時間的推移,部分節(jié)能建筑 也需要進(jìn)行改造。實踐案例表明,運用一體化設(shè) 計理念,對既有建筑進(jìn)行深度節(jié)能改造,尤其在 北方采暖地區(qū),可以減少 30%以上的建筑能耗, 從而也帶來顯著減排效果。 開展既有建筑深度節(jié)能改造的實施主體包括 政府、業(yè)主或租戶、節(jié)能服務(wù)公司,政府可從實 現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、改善民生角度提出既有建筑深 度節(jié)能改造的目標(biāo)任務(wù),并提供資源支持具體節(jié) 能改造項目的實施;業(yè)主或租戶可從改善居住條 件、節(jié)省能源費用、提升房屋價值等角度找到開 第 40 卷 第 2 期 2018 年 2 月 19 氣候變化 Climate Change 展建筑節(jié)能改造的驅(qū)動力;節(jié)能服務(wù)公司按市場 機(jī)制幫助業(yè)主實施節(jié)能改造項目。 3.3 提高建筑用能系統(tǒng)效率 在提供相同建筑能源服務(wù)的情況下,采暖空 調(diào)通風(fēng)、熱水、照明等建筑用能系統(tǒng)的能效水平 越高,所消耗的終端能源越少,建筑用能導(dǎo)致的 溫室氣體排放也越少。提高建筑用能系統(tǒng)效率, 需要選擇合理的用能方式、優(yōu)化能源系統(tǒng)運行、 提高用能系統(tǒng)智能控制水平。 選擇合理的建筑用能方式是提高建筑用能系 統(tǒng)效率的前提,尤其對新建建筑的用能系統(tǒng)。建 筑用能系統(tǒng)主要包括采暖空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、熱水系 統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。由于采暖能耗在建 筑總能耗中占比較大,采暖系統(tǒng)效率的提高對建 筑物節(jié)能減排影響較大。對北方城鎮(zhèn)建筑而言, 宜采用集中供暖的方式,并且熱源以熱電聯(lián)產(chǎn)或 工業(yè)余熱利用為主。同時,推廣以室溫調(diào)節(jié)技術(shù) 為核心的集中供熱末端分戶調(diào)節(jié)及熱費計量分?jǐn)?技術(shù),避免過量供熱浪費。對于沒有條件建設(shè)或 接入城市熱網(wǎng)的建筑,可采用清潔高效的分散供 暖方式,如燃?xì)夥謶舯趻鞝t、空氣源熱泵等。對 于被動式超低能耗建筑,由于建筑本身所需的供 暖負(fù)荷較小,沒有必要采用集中供暖系統(tǒng),可以 選擇空氣源熱泵或其他分散供暖方式進(jìn)行補(bǔ)充。 而我國長江流域地區(qū),約有 60億 m 2 城鎮(zhèn)居住建 筑、2億多城鎮(zhèn)居民,長期以來冬季室內(nèi)溫度普遍 較低、熱舒適性差,要求冬季采暖的呼聲日漸高 漲。針對該地區(qū)的采暖問題,就不宜采用類似北 方地區(qū)的大規(guī)模集中供暖方式,而適宜采用空氣 源熱泵、燃?xì)獗趻鞝t等分散供暖方式。 在確定合理的建筑用能方式之后,還需要優(yōu) 化建筑用能系統(tǒng)的運行,使得用能系統(tǒng)可在最佳 工況下運行,也就是“建筑再調(diào)適” ,即通過修理 或替換用能系統(tǒng)中的舊設(shè)備,提高已有建筑用能 系統(tǒng)的整體效率,從而達(dá)到節(jié)能減排效果,還可 提高運行維護(hù)人員的技能和經(jīng)驗、提高資產(chǎn)評估 價值等。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,也可把信息技術(shù) 與建筑用能系統(tǒng)的管理有機(jī)結(jié)合起來,通過安裝 建筑能耗實時計量裝置、建筑環(huán)境自動監(jiān)測裝置 等設(shè)備,建立建筑能源系統(tǒng)智能控制平臺,使建 筑使用者根據(jù)智能系統(tǒng)反饋信息及時調(diào)整優(yōu)化建 筑用能系統(tǒng)運行。 提高建筑用能系統(tǒng)效率的實施主體包括業(yè)主 或租戶、物業(yè)公司、節(jié)能服務(wù)公司、設(shè)計單位等。 在建筑用能系統(tǒng)設(shè)計選擇、運行維護(hù)階段都有機(jī) 會提高建筑用能系統(tǒng)效率。 3.4 應(yīng)用高能效的家電和設(shè)備 隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,居民收入增長將驅(qū)動我 國家用電器、照明等用能設(shè)備保有量的繼續(xù)增長, 2015年我國城鎮(zhèn)居住建筑除北方采暖外能耗約占 建筑總能耗的 23%,其中家電和照明分別占城鎮(zhèn) 居住建筑除北方采暖外能耗的 20%和 16%;隨著 第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,服務(wù)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動更加頻繁,辦 公設(shè)備的用能需求也將進(jìn)一步增加。隨著技術(shù)進(jìn) 步,建筑用能設(shè)備的能效水平不斷提升,但總體 看我國高能效的家電和設(shè)備市場保有量有待提高。 推廣應(yīng)用高效家電和設(shè)備。一方面要推行家 電和設(shè)備的能效限額標(biāo)準(zhǔn),另一方面通過市場 準(zhǔn)入等限制條件控制高耗能家電和設(shè)備的市場 保有率。同時,根據(jù)我國逐步淘汰白熾燈路線 圖,加快淘汰白熾燈,大力推廣應(yīng)用 LED高效 照明產(chǎn)品,LED燈比白熾燈節(jié)能 78%84%,比 自鎮(zhèn)流熒光燈、單端熒光燈分別節(jié)能 11%20%、 43%50%。 推廣應(yīng)用高能效的家電和設(shè)備的實施主體包 括政府、家電設(shè)備制造商、消費者等。家電和設(shè) 備能效標(biāo)準(zhǔn)制定、生產(chǎn)、消費者選購環(huán)節(jié)都存在 推動提高家電和設(shè)備能效的機(jī)會。對于常用的家 電和設(shè)備,政府應(yīng)設(shè)置最低能效標(biāo)準(zhǔn),限制低效 的家電和設(shè)備的市場準(zhǔn)入,并定期開展評估,不 斷提高最低能效標(biāo)準(zhǔn)要求,逐步達(dá)到國際最佳能 效水平。實行能效標(biāo)準(zhǔn)“領(lǐng)跑者”制度,確定接近 世界級家電能效水平的一系列里程碑,向家電和 設(shè)備制造商發(fā)出信號,鼓勵他們提前研發(fā)、制造 能效更高的產(chǎn)品。同時,創(chuàng)造條件,讓公眾及時 了解高效家電和設(shè)備能效提升的路線圖,并提供 更多融資服務(wù),鼓勵消費者購買更高效的節(jié)能家 電和設(shè)備。 3.5 可再生能源建筑應(yīng)用 可再生能源建筑應(yīng)用對建筑節(jié)能減排的貢獻(xiàn) 不同于其他直接提高能效的技術(shù)路徑,主要是改 變建筑用能的能源結(jié)構(gòu),通過應(yīng)用可再生能源滿 足能源服務(wù)需求,替代常規(guī)化石能源的消耗。例 如,通過太陽能熱利用、太陽能光伏發(fā)電、淺層 地?zé)崮芾?、生物質(zhì)能利用等形式,滿足建筑采 暖空調(diào)、生活熱水、照明、炊事等能源服務(wù)需求。 我國可再生能源資源稟賦豐富,可再生能源 建筑應(yīng)用規(guī)模持續(xù)增加,截止到 2015年底,全國 ENERGY OF CHINA 20 · 氣候變化 Climate Change 城鎮(zhèn)太陽能光熱應(yīng)用面積超過了 30億 m 2 、淺層 地?zé)崮軕?yīng)用建筑面積超過了 5億 m 2 ,民用建筑中 可再生能源替代常規(guī)能源消耗的比重超過了 4%。 但是,考慮到我國可再生能源資源、能源轉(zhuǎn)型、 應(yīng)對氣候變化等因素,可再生能源在建筑中應(yīng)用 的潛力還有待深入挖掘。 可再生能源建筑應(yīng)用的實施主體包括房地產(chǎn)開 發(fā)商、業(yè)主、物業(yè)公司、能源服務(wù)公司等??稍偕?能源建筑應(yīng)用需要結(jié)合當(dāng)?shù)乜稍偕茉促Y源條件, 因地制宜,鼓勵就地開發(fā)、就地消納,多能互補(bǔ)。 例如,鼓勵有熱水需求的民用建筑優(yōu)先使用太陽能 熱水系統(tǒng)、在具備條件的建筑工程中應(yīng)用太陽能光 伏發(fā)電系統(tǒng)。在地?zé)崮苜Y源豐富、建筑用能需求旺 盛的地區(qū),規(guī)?;茝V利用地?zé)崮?。在農(nóng)村地區(qū), 積極采用太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源解決農(nóng)房 采暖、炊事、生活熱水等用能需求。 3.6 利用低品位工業(yè)余熱供暖 低品位工業(yè)余熱主要是指工業(yè)生產(chǎn)過程中排 放的低于 200的煙氣、100以下的液體所包含 的熱量。工業(yè)余熱供暖是回收工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的余熱,經(jīng)余熱利用裝置換熱提質(zhì),向用 戶供暖的方式。截止到 2016年底,我國北方地區(qū) 工業(yè)余熱供暖面積約達(dá) 1億 m 2 。 一方面,我國北方地區(qū)冬季的采暖需求大且 還將進(jìn)一步增長,截止到 2016年底,我國北方地 區(qū)城鄉(xiāng)建筑采暖面積約 206億 m 2 (其中,城鎮(zhèn)建 筑 141億 m 2 、農(nóng)村建筑 65億 m 2 ) ,燃煤采暖面積 約占總采暖面積的 83%,年用煤約 4億 tce。另一 方面,北方地區(qū)工業(yè)余熱資源豐富,供暖季(平均 按 4個月估算)內(nèi)低品位工業(yè)余熱排放量約為 1億 tce。如果將低品位工業(yè)余熱和其他熱源一起用于 城鎮(zhèn)集中供熱,對于降低北方地區(qū)集中供熱能源 消耗、減少二氧化碳排放、治理霧霾等具有重要 意義。 利用低品位工業(yè)余熱供暖的實施主體包括政 府、供熱公司、業(yè)主、物業(yè)公司等。需要開展工 業(yè)余熱供熱資源調(diào)查,對具備條件的工業(yè)企業(yè), 鼓勵其采用余熱余壓等技術(shù)進(jìn)行對外供暖。因地 制宜,統(tǒng)籌園區(qū)或城市范圍的余熱余能資源和區(qū) 域用能需求,實現(xiàn)能源梯級利用。改革熱源與熱 網(wǎng)之間的熱費計價機(jī)制,調(diào)動各方積極性,并大 力發(fā)展熱泵、蓄熱和中低溫余熱利用技術(shù)。 3.7 提高建筑終端電氣化水平 在建筑終端能源使用中提高電力消費占比, 減少其他化石能源的直接燃燒,有助于減少建筑 運行階段的直接碳排放。同時,隨著電源結(jié)構(gòu)不 斷優(yōu)化,未來更多的電力將來自可再生能源、核 電,從而可減少單位電力生產(chǎn)的碳排放因子,有 利于減少建筑因為電力消耗產(chǎn)生的間接碳排放。 電氣化水平通常是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā) 展水平的重要指標(biāo)。主要發(fā)達(dá)國家人均年用電量 基本為 700012000kWh,而目前我國人均年用電 量在 4000kWh左右,未來增長的潛力巨大。我國 的用電結(jié)構(gòu)偏重工業(yè)部門生產(chǎn)領(lǐng)域,根據(jù)國際能 源署數(shù)據(jù)分析,2012年我國居民生活人均電力消 費僅為美國的 1/10、日本的 1/5,商業(yè)和公共機(jī) 構(gòu)人均電力消費僅為美國的 1/23、日本的 2/15。 可見,提高我國建筑終端電氣化水平的空間還 很大。 提高電氣化水平,重點是提高電力消費在采 暖、熱水、炊事等能源消費中的占比,替代燃煤、 天然氣,鼓勵推廣空氣源熱泵、節(jié)能型電磁爐等 產(chǎn)品。 3.8 控制建筑面積總量規(guī)模 建筑面積對建筑建造階段、運行階段的碳排 放而言都是重要影響因素。建筑面積增長與城鎮(zhèn) 化發(fā)展模式、城鄉(xiāng)規(guī)劃、生活方式等密切相關(guān), 減少建筑行業(yè)能源消耗和溫室氣體排放,對建筑 面積活動水平應(yīng)進(jìn)行合理引導(dǎo),既要滿足社會經(jīng) 濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的合理需要,又要避 免資源浪費。 控制建筑面積總量規(guī)模的實施主體包括政府、 規(guī)劃設(shè)計單位、房地產(chǎn)商等。 通過合理選擇城鎮(zhèn)化發(fā)展模式、合理規(guī)劃建 設(shè)規(guī)模、引導(dǎo)住房合理消費等措施有效控制建筑 面積總量規(guī)模。鑒于在同樣的居住建筑面積下, 大城市的居民家庭往往要消耗更多的能源、排放 更多的二氧化碳,因此人口不應(yīng)都集中到大城市, 大、中、小城市和小城鎮(zhèn)應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展,并選擇集 中緊湊型的城市發(fā)展模式。對于城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃, 需要強(qiáng)調(diào)科學(xué)性、權(quán)威性,按照“一體化設(shè)計”理 念進(jìn)行規(guī)劃,并通過規(guī)劃控制和引導(dǎo)新增建筑總 量規(guī)模。例如:根據(jù)某區(qū)域既有城鎮(zhèn)人口規(guī)模和 增長速度,依據(jù)人均住宅建筑面積控制目標(biāo),逐 步明確該區(qū)域城鎮(zhèn)居住建筑的總體規(guī)模,并限制 開發(fā)商建造大戶型、超大戶型的住房數(shù)量,鼓勵 開發(fā)小戶型的住房。同時,盡量使得建筑達(dá)到壽 命期后再拆除,減少人為因素造成的“大拆大建” 第 40 卷 第 2 期 2018 年 2 月 21 氣候變化 Climate Change 因為單位建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因子相對較低,從 而也能減少所耗建材產(chǎn)生的碳排放。 推廣綠色建材的實施主體包括政府、房地產(chǎn)開 發(fā)商、建材供應(yīng)商等。推廣應(yīng)用綠色建材,需要 因地制宜,結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c和資源稟賦,鼓勵 應(yīng)用安全耐久、節(jié)能環(huán)保、施工便利的綠色建材。 4 結(jié)語 建筑建造、使用和拆除過程中對能源和資源 的消耗都會產(chǎn)生溫室氣體排放,建筑行業(yè)溫室氣 體減排應(yīng)從建筑全壽命期進(jìn)行考慮。建筑建造階 段、運行階段的碳排放分別約占建筑全壽命期碳 排放總量的 20%、80%,是節(jié)能減排關(guān)注的重點 環(huán)節(jié)。建造階段的碳排放主要來源于所消耗的建 材生產(chǎn)過程產(chǎn)生的碳排放,運行階段的碳排放主 要來源于運行所消耗能源產(chǎn)生的排放。本文根據(jù) 不同階段的碳排放影響因素分析,從技術(shù)進(jìn)步、 能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、建設(shè)模式轉(zhuǎn)變方面提出了我國建 筑行業(yè)十大減排機(jī)會,即推廣被動式超低能耗建 筑、開展既有建筑深度節(jié)能改造、提高建筑用能 系統(tǒng)效率、應(yīng)用高能效的家電和設(shè)備、可再生能 源建筑應(yīng)用、利用低品位工業(yè)余熱供暖、提高建 筑終端電氣化水平、控制建筑面積總量規(guī)模、發(fā) 展裝配式建筑、推廣應(yīng)用綠色建材。 參考文獻(xiàn): 1 張建國,谷立靜.重塑能源:中國面向2050年能源消費和生 產(chǎn)革命路線圖 建筑卷M.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2017. 2 戴彥德,胡秀連,等.中國二氧化碳減排技術(shù)潛力和成本研究 M.北京:中國環(huán)境出版社,2013. 3 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報 告M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010-2016. 4 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.China Building Energy Use 2016M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2016. 5 國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒M.北京:中國統(tǒng)計出版社, 2001-2015. 6 國家統(tǒng)計局.中國建筑業(yè)統(tǒng)計年鑒M.北京:中國統(tǒng)計出版 社,2001-2015. 7 江億,林立省.建筑領(lǐng)域盡早實現(xiàn)碳排放峰值的可行性和路 徑研究R.2017. 8 林波榮,劉念雄,等.國際建筑生命周期能耗和CO 2 排放比較 研究J.建筑科學(xué),2013,29(8):22-27. 9 國家發(fā)展和改革委員會,國家能源局,等.北方地區(qū)冬季清潔 取暖規(guī)劃(2017-2021)Z. 2017. 10 谷立靜,張建國. 重塑建筑部門用能方式,實現(xiàn)綠色發(fā)展 J.中國能源,2017,39(05):21-25. 現(xiàn)象。此外,還需要引導(dǎo)居民的住房改善需求應(yīng) 以提高居住質(zhì)量為主,不是片面追求居住面積擴(kuò) 張,盡量提高既有建筑的利用率,降低新建房屋 的需求。 3.9 發(fā)展裝配式建筑 裝配式建筑是用預(yù)制部品部件在工地裝配而 成的建筑。裝配式建筑對建筑行業(yè)減排而言,一 方面通過提高建筑質(zhì)量改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能, 從而減少建筑有用能負(fù)荷,并延長建筑使用壽命, 從而降低新建建筑需求,帶來能源資源節(jié)約、二 氧化碳減排的效果;另一方面,可以節(jié)省高耗能 建材的消耗,從而減少工業(yè)部門建材生產(chǎn)的能耗 和碳排放。發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變 革,國內(nèi)外已有實踐案例顯示,裝配式建筑的壽 命要比傳統(tǒng)方式建造的普通建筑壽命高 1015年, 節(jié)約建材 20%,減少建筑廢棄物 80%,在提高建 筑質(zhì)量的同時可大大加快施工速度。 發(fā)展裝配式建筑的實施主體包括政府、房地 產(chǎn)商、設(shè)計單位、施工單位等。 發(fā)展裝配式建筑需要遵循標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠 化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、 智能化應(yīng)用的原則,因地制宜發(fā)展裝配式混凝土 結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等建筑。積極推廣標(biāo) 準(zhǔn)化、集成化、模塊化的裝修模式,鼓勵建筑全 裝修。鼓勵開展用預(yù)制裝配方式建造被動式超低 能耗建筑的試點示范。 3.10 推廣應(yīng)用綠色建材 綠色建材是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然 資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢物生產(chǎn) 的無毒害、無污染、無放射性、有利于環(huán)境保護(hù) 和人體健康的建筑材料。目前,我國綠色建材應(yīng) 用的范圍較小、比例較低,綠色建材僅占所用建 材總量的約 10%,產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅 3500億元左右,未 來推廣應(yīng)用空間很大。 由于建筑建造階段的碳排放主要來自所消耗 建材的碳排放,這與建筑物的建材消耗量和單位 建材生產(chǎn)的 CO 2 排放因子密切相關(guān)。減少單位建 筑面積的建材消耗量,比如采用高性能的鋼筋、 水泥替代傳統(tǒng)的鋼筋、水泥,在滿足同樣性能要 求前提下,可以減少鋼筋、水泥的消耗量,從而 減少所耗建材產(chǎn)生的碳排放?;蛘?,采用含碳低 的建材替代含碳高的建材,采用綠色建材替代普 通的建材,提高含碳低的建材在所需建材總量中 的占比,如采用木材替代混凝土的木結(jié)構(gòu)建筑,</p>