基于城区碳排放量测算的楼字节能减碳研究

2013年第16期 s。i。 。 d rre 。m。 t R。 。 h doi：10．3969／j．issn．1000—7695．2013．16．051 基于城区碳排放量测算的楼字节能减碳研究 叶瑞克，陈秀妙，张丽丽，王 丽 (浙江工业大学，浙江杭州 310023) 摘要：楼宇是中心城区产业发展的新空间和经济发展的增长点，同时也是全球能源消耗和碳排放的中心区域， 杭州市下城区作为浙江省首个城区型国家可持续发展实验区，低碳楼宇建设是实验区建设的一个重要内容并被 列入《下城区“十二五”低碳城区发展规划》。在对杭州市下城区进行碳排放总量测算的基础上重点剖析该区 楼宇碳排放的总量及其结构，从节能减碳的视角阐述低碳楼宇建设的重要意义。在实地调研基础上系统总结杭 州市下城区创建低碳楼宇的四大瓶颈并提出相应的对策建议。 关键词：低碳经济；低碳楼宇；节能减碳；碳排放量测算 中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1000—7695(2013)16—0237—04 Buildings Energy Conservation and Carbon Reduction Based on City Proper Carbon Emissions Estimation YE Ruike，CHEN Xiumiao，ZHANG Lili，WANG Li (Zhejiang University of Technology，Hangzhou310023，China) Abstract：As we all know．buildings are the growth point of the new room and economic development of the industrial de- velopment in the central cities．Meanwhile，global energy consumption and carbon emissions gather in buildings．Xiacheng District in Hangzhou is the first urban—type national sustainable development experimental zone in Zhejiang Province．Lis— ted in“Twelfth—five～year Planning of Low Carbon City Development of Xiacheng District”．building construction plays a vital role in experimental zone construction．This article dissects the total number of buildings carbon emission and its struc— ture in this area on the basis of carbon emissions estimation．From the perspective of energy conservation and carbon reduc- tion，it explains that the great significance of low—carbon building construction，and summarizes systematically the major constraints in process．Moreover，it corresponds countermeasures by analyzing first—hand information gained in the field research． Key words：low—carbon economy；low—carbon building；energy conservation and carbon reduction；carbon emissions estimation 中心城区作为城市综合实力相对较强的区域， 集中了主要的商务楼宇，下城区是杭州市的核心城 区和中央商务区，全区财政收入的80％以上来源于 楼宇人驻企业，据统计，截至2010年底，下城区共 有规模以上招商楼宇总面积约为300万平方米，入 住率达到95％以上…，楼宇经济指数高达161．9 (以2007年为基数)；截至2011年底，全区109幢 目标楼宇累计实现税收约6O多亿元，同比提升近 30％；税收贡献率达3000 平方米以上；全区共 有税收超千万元楼宇60余幢，其中超亿元楼宇16 幢，分别比去年年底增加20％和30％。可以说，楼 宇是中心城区产业发展的新空间，也是城区经济发 展的增长点 ，同时也是现代城市能源消耗和碳排 放的中心区域，所以，如果说发展低碳经济的关键 在于打造低碳城市，那么打造低碳城市的关键则在 于建设低碳楼宇，商务楼宇必须加快发展低碳模式， 直接或者间接地降低能源消耗 ，以达到节能减碳 之目的。 1 城区楼字碳排放量的测算及其节能减碳意义 1．1 城市特别是中心城区是全球碳排放的主要区域 早在1896年，诺贝尔化学奖获得者斯凡特·阿 列纽斯就预测：化石燃料燃烧将增加大气中二氧化 碳的浓度，从而导致全球变暖。这可以说是最早研 收稿目期：2012—11—27。修回日期：2013—02—04 基金项目：教育部人文社会科学研究项目“区域碳排放核算方法和低碳发展评价指标体系研究”(1 1 YJCZH213) 项目来源：宁波市软科学项目“宁波市发展低碳经济的现实基础及条件分析”(2010A10011) 238 叶瑞克等：基于城区碳排放量测算的楼字节能减碳研究 究二氧化碳排放和气候变暖二者关系的文献。进入 21世纪之后，世界观察研究所进一步称：全球城市 面积只占陆地面积的2％，但是却消耗了世界能源 的将近3／4l4 J。另据国际能源机构IEA的估计， 2006年全球城市能耗达79亿t油当量，占全球总能 耗的2／3，这一比例到2030年将上升至3／4。目前， 城市集中了全球50％以上的人口，消耗世界约75％ 的能源，城市排放的温室气体占全球人类活动温室 气体排放的80％ ，城市温室气体的排放已经成为 全球关注的焦点和研究的热点。根据杭州市下城区 的经济结构和能耗结构特点，课题组把下城区碳排 放的主要源头划分为以下六个账户，其中移动碳源 是主要的直接碳排放源，工业碳源、楼宇碳源、家 庭碳源和其他碳源等为使用电力等二次能源引起的 主要间接碳排放源。2010年度杭州市下城区的二氧 化碳 }放总量为：M碳排放总量=M工业碳源+M移动碳源+ M楼宇碳源+M家庭碳源+M其他碳源一M绿化碳汇，如表1所示。 表1 杭州市下城区2010年度碳排放核算 排方量(万吨) 占比(％) 1．2城市楼宇已然成为城市碳排放的关键排放源 楼宇能耗几乎占到了全球能耗以及碳排放量的 40％，据IPCC调查显示，在工业化国家能源相关的 碳排放中，建筑物所产生的碳排放占36％l6』，而根 据EIA的评估，建筑能源消耗占全球能源消耗的 30．8％ ，我国以“三高(高层、高密度、高容积 率)楼宇”为主，楼宇在碳排放总量中更是几乎占 到了50％，其中楼宇采暖、空调、通风、照明的能 耗占全国总能耗的30％左右 j，到2020年，中国楼 宇能耗将达到10．89亿吨标准煤，也意味着将产生 20亿吨c0 _9 J。众所周知，楼宇用能模式以电力为 主，据测算，消耗1度电相应消耗0．345Kg标准煤， 排放0．860Kg的CO 。随着楼宇经济的不断发展， 楼宇电耗、水耗将持续上升，楼宇的节能减碳日益 成为发展低碳城区的重要领域。下城区共有5000平 方米以上的目标楼宇103幢(按照商务楼宇2009年 数据计算)，建筑面积总计达259万平方米。根据抽 样调查和平均核算，目前，下城区的建筑单位面积 碳排放为151．44千克／平方米，由此可初步核算出楼 宇的碳排放总量(含电力消耗的间接碳排放)为 39．22万吨(2010年)，占到了全区碳排放总量的 20％左右，如若包含家庭碳源(民居楼宇)，则总量 将达到63．7万吨，占全区碳排放总量的34．2％。所 以，楼宇碳排放已经成为下城区温室气体的关键排 放源。此外，楼宇能耗及碳排放中，电力消耗和间 接碳排放占据绝大部分，主要集中在空调，照明， 信息机房等领域，如表2所示。 表2楼宇碳排放结构 楼宇碳排放构成 空调 供热 照明 炊事 占比(％) 65 15 14 6 1．3楼宇节能减碳是实现楼宇经济低碳发展的必由 之路 楼宇经济的出现大大拓展了城市经济的发展空 间，它突破了中心城区土地资源匮乏的空间限制， 在更深层次上扩展了城市经济的空间，为城市经济 发展从外延扩张向内涵深化的转变提供了重要途径， 成为城市经济可持续发展的新的增长点；由于楼宇 经济承载的主要是现代服务业和新型的都市工业， 因此，楼宇经济是低污染、低能耗和以人力资本为 主体的新型经济形态，代表了未来城市低碳经济发 展的方向¨…。同时，应对气候变化孕育了低碳建 筑，楼宇作为城区建筑的主要部分，将承担着很大 的节能减碳任务。在低碳、节能、低能耗建筑成为 未来建筑行业发展的趋势下，传统的楼宇建筑业所 暴露出的缺陷已越来越多的影响到建筑业的发展。 同时，传统的楼宇在硬件基础设施上并未考虑到低 碳、节能的因素，不仅加大了楼宇人住商户的资金 成本，而且给节能减碳工作带来了很大的困难。因 此，加快楼宇由高能耗、高碳排放向低能耗、低碳 排放甚至零碳排放的转型极为迫切，对发展低碳经 济、建设低碳社会也有着重要的战略意义。 2制约低碳楼字建设的四大瓶颈 2．1 建设低碳楼宇意识亟待提高 低碳楼宇建设以及楼宇的节能减碳不是一项显 性工作，企业利润和节能改造之间的关系存在一定 的认识误区，同时，部分楼宇业主对政府相关的节 能减碳措施和有关政策的认知度也不够。再则，楼 宇的节能改造需要一定的周期，会对入驻企事业单 位及其经营活动产生一定的不利影响，所以，低碳 楼宇建设首先需要业主有较高的低碳认知与意识。 通过调研，我们发现：一方面，从楼宇业主的角度 看，不同楼宇之间存在着较为明显的差异，发展极 不平衡，特别是一些节能减碳工作刚刚处于起步或 还在酝酿规划阶段的楼宇，节能减碳管理力度不足， 需要进一步加强，一些到目前为止仍没有系统节能 减碳工作计划的楼宇，更是需要提高节能减碳的低 碳意识；另一方面，从入驻企事业单位及其员工的 角度看，低碳意识也需进一步提高，如冬夏季空调 温度不按国家标准设置，一边吹空调一边开窗户等 现象时有存在；政府和企业都还需要加大低碳楼宇 撇塑 一 他源一如 其碳一 庭源一∞“ 家碳一 宇源一 ∞ 楼碳一 动堑 移碳一 业源一 昌8 工碳一 叶瑞克等：基于城区碳排放量测算的楼字节能减碳研究 239 建设的宣传力度。 2．2 低碳楼宇建设缺乏系统规划 一方面，从全区层面上看，低碳楼宇事关全区 经济建设与城市规划、低碳发展与节能减碳工作的 各个层面，是一个事关全区低碳发展的系统工作， 需要从社会发展的全局去考量；目前，目前还没有 一个专门针对低碳楼宇建设的规划以及政策性文件， 关于低碳楼宇建设的相关要求、规定散见于各上级 政府以及该区发布的相关文件和政策举措中，显得 较为零散，缺乏系统性，全区的低碳楼宇建设尚缺 乏系统规划。另一方面，从楼宇个体层面上看，节 能减碳改造是一项事关楼宇外观、内部供水线路、 空调设施、信息化建设以及人驻单位企业各个方面 的复杂工程，需要从全楼宇去考虑；但是，从低碳 楼宇建设专题调研的问卷反馈来看，在36份有效问 卷中，仅有18幢楼宇在未来三年内有较为系统的节 能改造计划，仅占50％… ，其余18幢楼宇对于楼 字节能改造的规划也并不十分系统；另外，还有部 分楼宇除了简单的节能改造以外，没有进一步开展 工作，显得节能改造工作只是停留于表面或仅仅是 单项改造。 2．3 楼宇节能减碳需要同时挖掘浅层和深层潜力 36座目标楼宇中有25座目标楼宇已经安装了中 央空调，占69．4％，技术水平不一，楼宇之间的差 距较大；仍有8幢楼宇未采用智能化系统，占22％； 仍有15幢楼宇在使用少量的白炽灯，甚至有2幢楼 宇白炽灯的使用比例达到了20％；仅有11幢楼宇使 用了LED灯，占30．6％；LED灯使用比例最大的银 泰百货占全部灯具的30％左右，最小的中大广场仅 1％左右¨ 。所以，各幢楼宇的键能减碳工作水平 不一，取得的成效也有较大差异。因此，相对落后 的楼宇需要首先挖掘浅层节能减碳潜力。同时，通 过调研我们发现，前些年，大部分粗放型能源管理 的楼宇稍加改进就很容易收到节能的效果，比如许 多楼宇对灯具进行更换，大规模地使用节能灯，相 比于以往的白炽灯，能耗大大下降，节能减碳效果 明显，但一些已经采取精细化能源管理的楼宇的节 能减碳工作却遇到了不少瓶颈，节能减碳潜力逐步 呈现“边际递减”态势。这就要求这部分楼宇在进 一步建设低碳楼宇的过程中需要寻找新思路、新办 法、新招数，实现能源资源的深度集成，挖掘节能 减碳的深层潜力。 2．4楼宇节能减碳供需对接尚需加强 从调研结果来看，楼宇的电耗主要由空调系统、 照明系统、电梯系统的运作产生。在被调研的36幢 楼宇中，仍有3幢(占8．3％)楼宇是以窗式空调 为主；使用节能灯具比例达80％以上也仅有14幢 (占39％)；使用格栅灯比例达20％以上的有9幢 (占25％)；仍然在使用部分白炽灯的有15幢(占 41．7％)¨ 。因此，从目标楼字的这些基本情况看， 而在这些楼字中，，节能灯具、变频节能电梯、LED 灯使用等普遍不高，推广潜力较大，中央空调也有 一定的推广潜力；同时，36幢目标楼宇中“1幢楼 宇有计划对外墙保温墙进行改造、10幢楼宇有计划 对室内灯具进行更新、10幢楼宇有计划对室外景观 照明灯具进行改造、3幢楼宇有计划对铝合金窗进 行双层真空隔热改造、1 1幢楼宇有计划对楼宇智能 化系统进行改造、9幢楼宇有计划对中央空调系统 进行改造、3幢楼宇有计划对锅炉进行改造”_1 ；可 见，节能减碳的需求是很强的，但与此形成鲜明对 比的是，一些楼宇业主对一些最新的高效节能产品 却缺乏必要的了解。因此，须进一步宣传节能减碳 政策法规，推广企业节能减碳先进经验和适用技术， 加强节能减碳技术的供需对接。 3 推进低碳楼字建设的政策路径 3．1制定低碳标准，实施低碳监控。 一是尽快制定《下城区低碳楼宇建设标准体 系》。在已经建立低碳城区建设评价和考核指标体系 的基础上，作为低碳城区建设的重要内容，楼宇要 实现节能减碳，也应充分考虑新建楼宇和既有楼宇 的不同特点，有针对性地科学设计建立相关标准体 系，予以规范、约束、考核和评价，促进楼宇实现 节能减碳。二是强化统计、监测、考核工作，通过 定时或不定时检查，掌握基础数据，科学分析测算， 建立节能监测、评估、审查制度。同时鼓励企业建 立和完善计量、台账和统计，形成低碳楼宇建设的 节能减碳长效机制。三是开展监督检查。低碳楼宇 建设监督检查可分两方面进行：其一是楼宇自查， 即楼宇内部通过管理层落实日常监督检查工作，及 时发现问题、解决问题；其二是政府督查，即政府 指派专门检查组到楼宇进行工作检查，帮助指导企 业解决低碳楼宇建设过程中的实际困难，确保节能 减碳工作有效落实。另外，建议通过政府网站，对 楼宇自查和政府督查的结果及时予以公开、公示， 促使楼宇与楼宇之间的节能减碳工作形成相互比较、 相互激励的氛围，同时公开接受社会监督，促进低 碳楼宇工作的深入开展。 3．2加强供需对接，创新工作机制 一是为楼宇企业提供低碳产品供需对接服务。 对于涉及低碳新产品价格的问题，政府部门要协助 楼宇企业算一笔“节能账”，帮助楼宇业主认识到节 能改造的投入不但是必要的、划算的、盈利的，而 且能够创造良好的社会效益。二是推广“合同能源 叶瑞克等：基于城区碳排放量测算的楼字节能减碳研究 管理”模式。大力宣传银泰百货大楼的远大能源合 作项目的投资、技术和节能效果，并向其他楼宇加 以推广。三是对于那些具有节能空间，但节能工作 迟迟不予落实的高耗能、高排放楼宇单位，通过市、 区互动拉闸限电等措施，促使楼宇进行节能改造。 四是树立典型抓示范，推广成功管理经验。要将低 碳示范作为政策导向予以介绍、宣传和推广，如广 利大厦电耗分层计量等成功案例。五是重视关键领 域的节能减碳。据测算，信息机房是楼宇(特别是 公共行政楼宇)用能的主要方面，约占全楼用电量 的25％左右，其中空调用电又占到机房总用电的 50％左右，空调系统约有60％以上的节能减碳空间， 相当于信息机房总体节点的25％，所以楼宇的节能 改造应重点关注信息机房以及空调等领域。最后， 区政府每年组织开展低碳楼宇先进单位和个人的评 比，并召开表彰和经验交流大会，以评促改、以评 促建，形成低碳楼宇建设激励机制和“学、比、赶、 超”的局面。 3．3 区分存量增量，实现科技减碳 首先，应选用低碳建筑材料。低碳楼宇主要着 眼于室内外温差和辐射、建筑维护结构面积、建筑 维护结构热工性能、室内外空气交换状况和室内热 源状况等五个方面，如选用双层中空玻璃，采用空 心墙体，屋顶绿化或采用爬藤植物做遮阳屋面能有 效降低建筑能耗。其次，应用节能环保设备。实现 楼宇内部照明系统的节能化与低碳化，应当大力推 广普及使用节能型的灯泡。在空调系统、电梯系统 和给排水系统等方面实现建筑节能减碳的有效途径 是采用智能化的自控管理系统。再次，应利用楼宇 空间开发太阳能等新能源。在建筑屋顶上安装太阳 能热水器或光伏发电系统，甚至实现光伏建筑一体 化，将可再生能源应用于建筑使用过程中，都将有 利于降低建筑能耗，节省电力资源和天然气资源。 最后，存量改造和增量新标应同步进行。一是对新 建楼宇要把好节能关，严格按照一定的节能标准进 行规划与设计，同时还要选用节能材料进行建造； 二是对现有已投入使用的住宅和大型商业楼宇及公 共楼宇进行室内外节能低碳化改造。 参考文献： [1]吴金群．楼宇经济发展过程中的政府管理模式转型[J]．中共浙 江省委党校学报，2011．5(3)：27—32 [2]杨军，邵兰珍，徐超．中心城区楼宇经济指数初探——以杭州市 下城区为例[J]．统计科学与实践，2010，5(5)：24—26 [3]刘荣耀．低碳：建筑业新革命[J]．中国经济周刊，2010(18)： 32 [4]耿海清，邓勇．我国城市化进程中的能源——环境问题初探 [J]．北方经济，2007，9(17)：22—23 [5]顾朝林，袁晓辉．中国城市温室气体排放清单编制和方法概述 [J]．城市环境与城市生态，2011，1(1)：1—4 I 6 METZ B，DAVIDSON O．ROB S，JIAHUA PAN．Climate Change 2001：mitigaction，contribution of working group 11I to the third 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