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

那威，中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗統(tǒng)計專委會 副秘書長；

北京建筑大學(xué) 副教授、副處長

建筑終端能耗數(shù)據(jù)研究背景

建筑節(jié)能是我國碳排放達(dá)峰的關(guān)鍵

建筑是碳減排的重要領(lǐng)域。據(jù)測算，2050年建筑碳減排潛力高達(dá)74%，為全國貢獻(xiàn)50%的節(jié)能量，如果措施得當(dāng)，建筑能源消費將于2031年達(dá)峰，相比參考情景，達(dá)峰時間可提前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)對建筑節(jié)能工作的基礎(chǔ)性作用愈顯突出，無論制定建筑能耗總量控制目標(biāo)，抑或能耗強度控制目標(biāo)，再或推動建筑碳交易等市場機制發(fā)展，均需依賴足夠的數(shù)據(jù)支撐。

我國建筑能耗數(shù)據(jù)存在的問題

• 完全依靠微觀的實測或依靠科研單位的調(diào)研和測算覆蓋全國、各氣候區(qū)、各級行政區(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)計部門的力量，采用統(tǒng)計調(diào)查的方法來實現(xiàn)較為可行，如美國商業(yè)和居住建筑能耗調(diào)查、韓國3年一次終端用能普查；

• 我國目前的能源統(tǒng)計方式不能直接給出建筑能耗情況，以經(jīng)濟活動來劃分的，分為一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn)和生活四大部門，對終端能源消費僅統(tǒng)計品種和數(shù)量，不分具體用途。因此，建筑能耗被分散統(tǒng)計到各個部門當(dāng)中；

• 能源平衡表是獲取各個行業(yè)能源消費數(shù)據(jù)主要渠道，而我國能源平衡表中沒有單列建筑能耗。且折算方法不同，計算結(jié)果差異較大。除電力有直接的消費統(tǒng)計資料外，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)兩隊的抽樣調(diào)查資料并采用不同方法測算得到。

中國能源平衡表相關(guān)數(shù)據(jù)項分析

我國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. 交通運輸、倉儲和郵政業(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，未對其進行單獨統(tǒng)計。

我國建筑供暖能耗數(shù)據(jù)存在問題

我國能源平衡表中對建筑集中供暖能耗統(tǒng)計明顯偏低。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”、三項熱力消費合計為3111萬tce，當(dāng)年我國北方城鎮(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偏低的主要原因有：

• 我國供熱計量制度尚不完善，熱力消費無法做到與電力或燃?xì)庖粯舆M行分戶計量收費。只能根據(jù)供熱企業(yè)能源消費進行統(tǒng)計與核算供暖能耗。

• 我國能源統(tǒng)計針對規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)，包括年主營收入 2000 萬以上或年綜合能源消費1萬噸標(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未能納入統(tǒng)計范圍，導(dǎo)致供暖能耗統(tǒng)計偏低。

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

研究對象和研究邊界

建筑供暖能耗生命期階段邊界

建筑能耗相關(guān)概念較多，使用有點混亂。不同概念包含的能耗范圍不同，這是造成不同機構(gòu)測算的建筑能耗數(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行階段的能耗消費。

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立采暖。

時間邊界——建筑面積數(shù)據(jù)情況

城鎮(zhèn)建筑面積數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》中的“年末實有房屋建筑面積”和“年末實有住宅建筑面積”兩項指標(biāo)。2000-2001年年末實有房屋建筑面積和年末實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)計范圍發(fā)生較大變化，從原來的設(shè)市城市擴展到設(shè)市城市和縣城。

為避免建筑面積統(tǒng)計范圍不一致問題，本研究以2001年作為項目研究的時間起點。

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的能耗計算公式。

能源計算和能源換算

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)的能源計算；

• 熱（冷）：建筑集中供熱、集中供冷能耗計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)的能量計算，建筑自有的可再生能源系統(tǒng)提供的能量不計入計算。

• 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)進行對照，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. 對數(shù)據(jù)進行處理與審核，數(shù)據(jù)處理和審核無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。

數(shù)據(jù)可靠度評價

選擇的測算方法與數(shù)據(jù)來源不同是各個機構(gòu)測算的中國建筑能耗數(shù)據(jù)差異的主要原因。當(dāng)前關(guān)于建筑能耗測算方法主要有三種，包括基于統(tǒng)計年鑒計算方法、基于能耗強度的計算方法和基于終端能耗模型的計算方法，各方法特點比較見右表。

本研究采用基于統(tǒng)計年鑒的計算方法，主要考慮到該方法數(shù)據(jù)來源統(tǒng)計年鑒，數(shù)據(jù)權(quán)威，并且易于獲取時間序列數(shù)據(jù)，便于進行建筑能耗趨勢分析。

建筑能耗測算方法

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

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)計年鑒“城鎮(zhèn)年末實有住宅建筑面積”為準(zhǔn)

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

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

建筑供暖能耗強度數(shù)據(jù)分析

基于統(tǒng)計年鑒的建筑供暖能耗強度分析

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，對未來的供暖工作具有重要的指導(dǎo)意義。