本文根據(jù)2017年10月25日，在青島《環(huán)球表計(jì)》能源計(jì)量與能效管理技術(shù)論壇會(huì)議上，北京建筑大學(xué)那威處長(zhǎng)的演講《北方采暖地區(qū)供熱能耗現(xiàn)狀及統(tǒng)計(jì)分析》內(nèi)容整理而成。

那威，中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)能耗統(tǒng)計(jì)專委會(huì) 副秘書長(zhǎng)；

北京建筑大學(xué) 副教授、副處長(zhǎng)

建筑終端能耗數(shù)據(jù)研究背景

建筑節(jié)能是我國(guó)碳排放達(dá)峰的關(guān)鍵

建筑是碳減排的重要領(lǐng)域。據(jù)測(cè)算，2050年建筑碳減排潛力高達(dá)74%，為全國(guó)貢獻(xiàn)50%的節(jié)能量，如果措施得當(dāng)，建筑能源消費(fèi)將于2031年達(dá)峰，相比參考情景，達(dá)峰時(shí)間可提前14年。

能耗數(shù)據(jù)是建筑領(lǐng)域?qū)嵤┨寂欧趴偭靠刂频墓ぷ骰A(chǔ)

在總量控制戰(zhàn)略背景下，建筑能耗數(shù)據(jù)對(duì)建筑節(jié)能工作的基礎(chǔ)性作用愈顯突出，無(wú)論制定建筑能耗總量控制目標(biāo)，抑或能耗強(qiáng)度控制目標(biāo)，再或推動(dòng)建筑碳交易等市場(chǎng)機(jī)制發(fā)展，均需依賴足夠的數(shù)據(jù)支撐。

我國(guó)建筑能耗數(shù)據(jù)存在的問題

• 完全依靠微觀的實(shí)測(cè)或依靠科研單位的調(diào)研和測(cè)算覆蓋全國(guó)、各氣候區(qū)、各級(jí)行政區(qū)域的全面、系統(tǒng)的建筑能耗數(shù)據(jù)的難度較大；

• 依靠統(tǒng)計(jì)部門的力量，采用統(tǒng)計(jì)調(diào)查的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)較為可行，如美國(guó)商業(yè)和居住建筑能耗調(diào)查、韓國(guó)3年一次終端用能普查；

• 我國(guó)目前的能源統(tǒng)計(jì)方式不能直接給出建筑能耗情況，以經(jīng)濟(jì)活動(dòng)來(lái)劃分的，分為一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn)和生活四大部門，對(duì)終端能源消費(fèi)僅統(tǒng)計(jì)品種和數(shù)量，不分具體用途。因此，建筑能耗被分散統(tǒng)計(jì)到各個(gè)部門當(dāng)中；

• 能源平衡表是獲取各個(gè)行業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)主要渠道，而我國(guó)能源平衡表中沒有單列建筑能耗。且折算方法不同，計(jì)算結(jié)果差異較大。除電力有直接的消費(fèi)統(tǒng)計(jì)資料外，其余能源品種均參考各部門、各行業(yè)有關(guān)信息和城調(diào)、農(nóng)調(diào)兩隊(duì)的抽樣調(diào)查資料并采用不同方法測(cè)算得到。

中國(guó)能源平衡表相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)分析

我國(guó)能源平衡表中終端能耗部門分成七類：

1. 農(nóng)、林、牧、漁業(yè)；

2. 工業(yè)；

3. 建筑業(yè)；

4. 交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)；

5. 批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)；

6. 居民生活；

7. 其他。

建筑和交通能耗被分散到上述七類之中，未對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計(jì)。

我國(guó)建筑供暖能耗數(shù)據(jù)存在問題

我國(guó)能源平衡表中對(duì)建筑集中供暖能耗統(tǒng)計(jì)明顯偏低。如 2011 年“5. 批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)”、“6. 居民生活” 、“7. 其他”、三項(xiàng)熱力消費(fèi)合計(jì)為3111萬(wàn)tce，當(dāng)年我國(guó)北方城鎮(zhèn)集中采暖面積為51.8億 m2，平均每平方米采暖能耗只有 6kgce，而當(dāng)前我國(guó)效率最高的大規(guī)模熱電聯(lián)產(chǎn)的采暖能耗也只能達(dá)到9kgce/m2，一般的燃煤鍋爐能耗為20 kgce/m2。

造成建筑供暖能耗計(jì)偏低的主要原因有：

• 我國(guó)供熱計(jì)量制度尚不完善，熱力消費(fèi)無(wú)法做到與電力或燃?xì)庖粯舆M(jìn)行分戶計(jì)量收費(fèi)。只能根據(jù)供熱企業(yè)能源消費(fèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與核算供暖能耗。

• 我國(guó)能源統(tǒng)計(jì)針對(duì)規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)，包括年主營(yíng)收入 2000 萬(wàn)以上或年綜合能源消費(fèi)1萬(wàn)噸標(biāo)煤以上的企業(yè)，部分較小的熱力企業(yè)或供熱站的能源消費(fèi)未能納入統(tǒng)計(jì)范圍，導(dǎo)致供暖能耗統(tǒng)計(jì)偏低。

• 熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)其中供暖能耗未單列，被統(tǒng)計(jì)到發(fā)電能源消費(fèi)之中，導(dǎo)致供暖能耗統(tǒng)計(jì)偏低。

研究對(duì)象和研究邊界

建筑供暖能耗生命期階段邊界

建筑能耗相關(guān)概念較多，使用有點(diǎn)混亂。不同概念包含的能耗范圍不同，這是造成不同機(jī)構(gòu)測(cè)算的建筑能耗數(shù)據(jù)差距巨大的原因之一。

本研究所指建筑能耗為建筑運(yùn)行階段的能耗消費(fèi)。

建筑供暖能耗的能源邊界

供熱系統(tǒng)是由熱媒制備(熱源)、熱媒輸配、熱媒利用(散熱設(shè)備)三個(gè)主要環(huán)節(jié)組成的整體。不同的供熱方式三者的相互位置和組合形式是不同的，根據(jù)供熱系統(tǒng)規(guī)模和熱源位置的不同，共5類供熱方式：區(qū)域鍋爐房、CHP、小區(qū)熱源、全樓集中熱源和家庭獨(dú)立采暖。

時(shí)間邊界——建筑面積數(shù)據(jù)情況

城鎮(zhèn)建筑面積數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中的“年末實(shí)有房屋建筑面積”和“年末實(shí)有住宅建筑面積”兩項(xiàng)指標(biāo)。2000-2001年年末實(shí)有房屋建筑面積和年末實(shí)有住宅建筑面積均出現(xiàn)突變。其原因在于房屋建筑面積統(tǒng)計(jì)范圍發(fā)生較大變化，從原來(lái)的設(shè)市城市擴(kuò)展到設(shè)市城市和縣城。

為避免建筑面積統(tǒng)計(jì)范圍不一致問題，本研究以2001年作為項(xiàng)目研究的時(shí)間起點(diǎn)。

建筑供暖能耗建模

建筑能耗建模分層和步驟

建筑能耗模型分為三個(gè)層次：建筑層、需求層和技術(shù)層

建模步驟：

• 確定建筑分類（建筑層）

• 確定各類建筑終端用能需求分類（需求層）

• 確定滿足終端需求所采用的技術(shù)類型（技術(shù)層）

• 確定各終端設(shè)備或技術(shù)所使用的能源種類

• 確定建筑能耗模型各層級(jí)的能耗計(jì)算公式。

能源計(jì)算和能源換算

建筑能耗的能源邊界根據(jù)建筑能耗類別確定：

• 電：應(yīng)按發(fā)電煤耗法折算標(biāo)準(zhǔn)煤，即考慮發(fā)電機(jī)組能源損耗；

• 燃料（煤、油、氣等）：應(yīng)按輸入到建筑物內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)的能源計(jì)算；

• 熱（冷）：建筑集中供熱、集中供冷能耗計(jì)算邊界為到輸入到集中供熱/冷系統(tǒng)的能耗，即包含冷熱源損耗及管網(wǎng)熱損。

• 可再生能源：應(yīng)按外部可再生能源系統(tǒng)輸入到建筑內(nèi)的能量計(jì)算，建筑自有的可再生能源系統(tǒng)提供的能量不計(jì)入計(jì)算。

• 其他能源

建模工具

建筑能耗模型建模工具應(yīng)采用LEAP模型，LEAP軟件應(yīng)為 v2013以上版本。

LEAP中“主要假設(shè)條件”（key assumption）模塊放置模型所需參數(shù)，所有參數(shù)均應(yīng)從此模塊處輸入；

“需求”（demand）模塊用于建立模型框架，輸入模型計(jì)算結(jié)果；

不考慮“能源轉(zhuǎn)換”（transfer）和“資源”（resource）模塊。

各類能源的碳排放因子應(yīng)采取LEAP默認(rèn)的IPCC Tier 1排放因子。

數(shù)據(jù)采集流程

1. 依據(jù)建筑能耗模型框架，編制并確定數(shù)據(jù)需求清單；

2. 數(shù)據(jù)需求清單應(yīng)與本單位現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，確定數(shù)據(jù)缺失情況；

3. 制定每類缺失數(shù)據(jù)的獲取方案；

4. 根據(jù)獲取方案，查找不同數(shù)據(jù)來(lái)源，獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)需求情況完成數(shù)據(jù)采集；

5. 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與審核，數(shù)據(jù)處理和審核無(wú)法滿足建筑能耗模型框架數(shù)據(jù)需求的，應(yīng)重復(fù)步驟2、3、4，直到按需求完成數(shù)據(jù)采集；

6. 按建筑能耗模型框架數(shù)據(jù)需求填寫完成數(shù)據(jù)需求清單；

7. 數(shù)據(jù)需求清單上報(bào)。

數(shù)據(jù)可靠度評(píng)價(jià)

選擇的測(cè)算方法與數(shù)據(jù)來(lái)源不同是各個(gè)機(jī)構(gòu)測(cè)算的中國(guó)建筑能耗數(shù)據(jù)差異的主要原因。當(dāng)前關(guān)于建筑能耗測(cè)算方法主要有三種，包括基于統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算方法、基于能耗強(qiáng)度的計(jì)算方法和基于終端能耗模型的計(jì)算方法，各方法特點(diǎn)比較見右表。

本研究采用基于統(tǒng)計(jì)年鑒的計(jì)算方法，主要考慮到該方法數(shù)據(jù)來(lái)源統(tǒng)計(jì)年鑒，數(shù)據(jù)權(quán)威，并且易于獲取時(shí)間序列數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行建筑能耗趨勢(shì)分析。

建筑能耗測(cè)算方法

當(dāng)前關(guān)于建筑能耗測(cè)算方法主要有三種，包括基于統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算方法、基于能耗強(qiáng)度的計(jì)算方法和基于終端能耗模型的計(jì)算方法。

建筑面積數(shù)據(jù)分析與處理

農(nóng)村居住建筑面積 = 農(nóng)村人口總量 * 農(nóng)村居民人均住房建筑面積

城鎮(zhèn)居住建筑面積

• 2001-2006年：以統(tǒng)計(jì)年鑒“城鎮(zhèn)年末實(shí)有住宅建筑面積”為準(zhǔn)

• 2007-2014年：以住宅建筑竣工面積累加值作為驅(qū)動(dòng)變量，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法計(jì)算得到

公共建筑面積= 城鎮(zhèn)公共建筑面積 + 村鎮(zhèn)公共建筑面積

建筑供暖能耗強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析

基于統(tǒng)計(jì)年鑒的建筑供暖能耗強(qiáng)度分析

建筑能耗=①建筑能耗基礎(chǔ)量-②交通能耗扣除量+③采暖能耗修正量+④其他部門建筑能耗

去年冬天至今，北方地區(qū)的供暖工作取得了良好的效果。跟2016年相比，去年很少見到霧霾，出現(xiàn)了更多的藍(lán)天白云。北方采暖地區(qū)供熱能耗統(tǒng)計(jì)分析為供暖工作提供了有力的數(shù)據(jù)支撐和指導(dǎo)，可以有效防止“氣荒”等現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)未來(lái)的供暖工作具有重要的指導(dǎo)意義。