上海市建筑用能中长期发展战略研究

上海市建筑科学研究院 徐 强 邱喜兰

同济大学庄智

上海市建筑用能中长期发展战略研究

上海市建筑科学研究院 徐 强 邱喜兰

同济大学庄智

对国内外建筑用能发展规律进行了调研分析，包括建筑用能比例与各类建筑类型的用能强度；并对上海市目前民用建筑能耗现状进行了分析，然后通过影响因素分析方法对上海市中长期建筑用能趋势进行预判，采用多种预测方法对2030年上海市建筑用能需求进行了预测分析，进而提出了中长期发展控制目标，以及对应的措施建议。

建筑用能；中长期；需求预测；战略研究

上海是国内经济中心，也是能源短缺的城市。随着城市经济快速发展，近几年来建筑能耗以每年约10%的速度递增。随着生活水平提升需求的释放，建筑用能增速趋势显现，这将对本市建筑用能供需带来进一步的挑战。

1 国内外建筑用能发展经验与趋势

（1）国外建筑用能比例现状

国际能源机构（IEA）的数据显示，过去20年间，建筑部门一次能源的消耗增长了49%，CO2排放量增长了43%，年平均增长率分别为2%和1.8%。并且这一增长趋势将在未来随着人口和GDP的增长呈现持续状态。

2010年我国、印度、巴西、英国、美国、日本及俄罗斯等国家建筑用能和总能耗构成比较如图1所示，从图中可看出，发达国家建筑能耗占比一般在30%-35%(不含施工)，发展中国家一般在25%。

（2）国内外建筑用能水平比较分析

美国2003不同建筑年平均建筑用能强度数据如下表1所示。

表1 美国不同建筑年平均建筑用能强度kWh·（m2·a）-1

图1 各国建筑能耗占总能耗比重（含采暖，不含施工期间）

图2 东京、北京、上海公共建筑平均能耗水平

图3上海市2000-2010年建筑面积逐年增量变化情况

图2 为日本东京、我国上海北京公共建筑平均能耗，东京为1500-3000MJ/(m2·a)，相当于每年消耗的标准煤约140-280kg/m2，北京上海为500-1000MJ/(m2·a)，是东京能耗的1/2-1/3，是美国的约1/5。

2 上海市民用建筑能耗现状

（1）建筑规模发展现状

上海近10年建筑行业发展迅速，建筑规模快速扩大，平均增长率可达10.7%。2010年本市城镇民用建筑总面积达到73414万m2，其中，居住建筑占到72%，公共建筑占到28%。图3为上海市2000～2010年建筑面积增量变化情况。

（2）建筑用能发展现状

图4所示2000-2010年上海市建筑能耗逐年变化情况。从图中可以看出，全市民用建筑总能耗（包括建筑运行能耗和建筑施工能耗）从2000年的965万t标煤增加到2010年的2085万t标煤，增幅高达1倍多。

如此迅速的增速产生的原因一方面在于建筑面积逐年增加；另一方面，单位面积能耗指标整体呈增长趋势。随着城市建筑业的蓬勃发展和居住条件的改善，未来建筑能耗仍呈持续增长态势。

通过对上海建筑能耗现状的分析发现，2000-2010年上海建筑能耗的年均增速达到8.0%，高于同期上海能源消费总量7.4%的年均增速。建筑能耗的增长已经成为拉动上海能耗增长的主要因素。建筑能耗在社会总能耗中所占的比重越来越高，从2000年的17.5%上升到2010年的18.6%。

图4 上海市2000-2010年建筑能耗占比逐年变化情况

图5 上海市2000-2010年人均居住建筑面积逐年变化情况

3 上海市民用建筑用能趋势分析

3.1 建筑用能影响因素分析

（1）建筑规模的影响

建筑规模的上升是导致上海建筑能耗上升的最主要因素。由全市近10年的建筑规模发展统计可得，居住建筑面积以每年（2500-3000）万m2的速度增加（见图5），公共建筑面积以每年（800-1500）万m2的速度增加。建筑规模上升的主要动因来自两方面，一是城市人口的上升；二是人均建筑面积的增加。2010年，上海的人均居住建筑面积达到了23.2m2/人。

（2）消费观念和生活模式的影响

新建多层居住设置电梯，安装中央空调等，使人的生活越来越依赖能耗设备，这在客观上使居民生活用能增加。而公共建筑中的这种能耗消费模式也在潜移默化中逐渐改变人们的消费理念，进而影响家庭用能模式。

（4）政策环境的影响

过去几年，上海逐渐加大建筑节能政策，系列地方节能标准和管理制度对建筑用能的节约起到了一定促进作用。但目前的管理政策与技术标准多数都是在建筑建设前期进行管理与控制，而对建筑后期运营阶段的实际效果与运行模式仍缺乏有效的监控措施，而建筑运行能耗是建筑全生命周期内最主要的能耗。

3.2 建筑用能需求预测分析

本课题组分别采用多种需求预测分析方法对上海市中长期建筑用能需求进行分析，以此判断中长期建筑用能的发展趋势。

3.2.1 建筑能耗趋势外推法

方法原理：基于上海市2000～2010年的建筑能耗发展趋势，进行建筑能耗预测。

数学方法：指数平滑法，该方法利用时间序列的历史数据的加权平均数来预测未来的值，通过权数的大小体现事物发展中不同时期与现实联系的紧密程度。

预测结果：基于此方法，预测上海市建筑能耗到2030年其能耗将达到8190万t标准煤。

3.2.2 建筑能耗因素分析法

方法原理：一个国家或地区能源消耗是由建筑行业能源消耗与经济总量、经济结构、能源结构、人口总量、生活水平、技术水平等多种因素共同决定的。基于历年数据，分析建筑能耗与各因素之间的关系，建立建筑能耗模型来进行预测。

数学方法：多元线性回归预测。

预测结果：基于此方法，预测上海市建筑能耗到2030年其能耗将达到5677万t标准煤。

3.2.3 建筑用能强度分析法

方法原理：基于建筑规模和单位面积能耗历年数据和发展规律来进行城镇民用建筑使用用能预测；根据新增建筑规模及单位建筑面积施工能耗进行施工能耗预测；根据农村人口数量及人均耗能量进行农村生活用能预测。

并结合政策环境的影响因素，根据对建筑用能的控制力度强弱的差异采用多情景分析，分别制定常态发展情景、适当干预情景、强化干预情景3种情景。

（1）常态发展（不干预）情景至2030年上海居民的生活用能呈持续刚性增长，不对建筑用能实施措施控制。城市就业人口的增加，楼宇经济的快速发展，公共建筑服务水平的提高，商业建筑用能均呈持续刚性增长，同时考虑到上海目前的经济发展水平与国外大都市的差距很小，认为公共建筑用能水平在短期时间内还会持续增长，但至2025年增加趋于缓和。这样，结合建筑规模和单位面积能耗水平可以预测出城镇民用建筑运行能耗。

基于常态发展情景建筑能耗预测结果，2030年上海市建筑能耗的4800万t标准煤左右。

（2）适当干预情景假定上海建筑规模的变化、施工规模及农业人口预测与常态情景相同，但是单位建筑面积的能源利用效率提高及农村人均耗能量降低。即对新建建筑、既有建筑、建筑施工、农村建筑等各领域实施建筑节能干预，通过系列措施来实现提升用能水平。

基于适当干预情景能耗预测结果，2030年上海市建筑能耗约4400万t标准煤。

（3）强化干预情景在适当干预情景的基础上，再进一步加大在新建建筑节能、既有建筑改造、强化建筑施工节能降耗及农村生活节能等方面的执行力度。

基于强化干预情景建筑能耗预测结果，2030年上海市建筑能耗约4000万t标准煤。

上海市建筑节能耗预测结果比较见表2。

表2 上海市建筑能耗预测结果比较万t标煤

4 建筑节能中长期发展控制目标

根据以上对上海未来15年内建筑用能需求的分析预测，课题组汇总各种预测结果，并结合过去几年内建筑节能成果情况，提出上海建筑用能中长期合理控制目标为至2030年上海建筑能耗绝对值为4500万t标准煤。

5 措施建议

（1）健全法律法规提升法制保障

通过加强对法律法规、政策制度等系统体系建设，完善现有的政策法规，对建筑全生命周期中各过程环节以及建筑节能相关领域实施监督与管制，强化法规的刚性约束力，为建筑节能管理工作提供法律保障与执法依据。

（2）完善财税制度构建引逼机制

构建建筑节能领域内的财税制度，实施财政支持、税务引导、费用调节制度，强化政策调控力度，发挥财政杠杆作用，完善激励约束机制。

（3）完善组织机制健全管理体制

依据建筑节能工作横纵交错特性，进一步完善建筑节能管理组织机构体系，形成决策与实施机制，明确各委办与区县的条块间的目标与职能，实施目标责任管理制度，努力建立和完善本市建筑节能推进的长效机制。

（4）加强标准建设突显因地制宜

针对工程建设与监管中存在的节能标准规范体系的不健全与缺乏适应性等问题，立足自主研发，从建筑节能产业化发展所需解决的重点技术问题出发，结合本市的气候条件与地方特色，因地制宜，加强符合本市实际情况的标准体系建设。

（5）加大科研创新发展节能技术

针对工程建设需求与节能新技术发展趋势，加强节能科技研究工作，加大科研投入，强化节能领域科技研究，开展基础研究，加强加强新材料、新技术、新工艺的前沿技术研发等工作。

（6）强化行业管理推动产业发展

以管理为抓手，开展建筑节能工程全生命周期监管，规范管理流程，加强组织协调，完善节能管理体制，健全建筑节能目标考核制度，杜绝监管盲点，将建筑节能工作落到实处。

（7）推行建筑能效标识制度构建节能市场机制

扩大用能设备产品的能效认证机制，建立建筑能效测评标识制度，完善能效测评机制，提高建筑能效测评技术，提升用户对节能建筑的认知，引领节能建筑消费需求，发挥市场机制的调节功效，督促各建设主体实施节能标准与措施。

（8）推广合同能源管理机制发展节能服务市场

针对建筑能耗特性，创新实施建筑节能市场机制，大力发展建筑领域合同能源管理，积极创建良好政策环境，培育并规范节能服务市场，完善建筑节能市场化机制，推动建筑节能产业化发展。

（9）积极合作交流促进全面提升

加强国际交流，开展国际合作，推进建筑节能技术的发展与管理制度的借鉴。引进来与走出去同时实施，鼓励各专题的建筑节能项目的国内外合作，在交流合作中寻求更多学习与发展机会。

（10）加强宣传教育倡导节能消费模式

通过多渠道开展建筑节能宣贯教育工作，提倡节能低碳消费模式，宣传教育范围覆盖从业人员、责任主体、普通市民全社会层面人员，提高建筑节能意识，形成建筑节能重要性的社会共识。

6 结语

本论文基于国内外建筑用能发展规律与对上海市民用建筑用能现状，对本市建筑用能中长期发展战略实施了需求预测分析，并提出了一个合理控制目标，以及相对应的系列保障措施建议，以为本市建筑节能工作提供决策支撑。

黄浦区发布《黄浦区重点用能单位(2014)白皮书》

近日，黄浦区发布了《黄浦区重点用能单位(2014)白皮书》，全面介绍黄浦区节能形势、重点用能单位节能降耗工作情况以及节能相关政策。

《白皮书》显示，黄浦区把科学指导本区重点用能单位合理利用能源，建设资源节约型、环境友好型单位作为节能工作的重要抓手。针对重点用能单位用能特点，该区从制度创新、管理创新、技术创新、服务创新四个方面推动重点用能单位节能管理。2013年，黄浦区单位增加值能耗同比下降4.92%，综合能源消费总量共计124.66万吨标准煤，重点用能单位能耗总量同比下降0.48%，超额完成年度节能目标及“十二五”进度目标。

（区节能办）

日本研究成功高效“捕捉”温室气体的新材料

最近，日本京都大学细胞材料研究所开发出一种能从空气中高效滤除温室气体的低成本薄膜。

据介绍，这种能够滤除二氧化碳的薄膜简称为PIM-1。这种薄膜中嵌入了直径不到两纳米的细小管道，可用来捕捉通过的所有气体。这种新型材料的空气过滤速度高于普通市售聚合物100倍以上，并且还具有两倍以上的二氧化碳分离率。该材料具有广泛的应用前景：可应用于在减少化石燃料燃烧排放的二氧化碳浓度、提高内燃机中的有效含氧量、用于氢气及塑料的生产。

（日本产经新闻）

Long-term Development Strategy StudiesIn Shanghai Building Energy Consumption

Xu qiang,Qiu xi lan,Zhuang zhi

This paper analyzesthe law of building energy consumptiondevelopment domestic and foreign countries,including building energy-using ratio and energy consumption in all kinds of construction.And we analyze the current situation of the civilbuilding energy consumptionin Shanghai.Then through the factor analysis method we prejudge the trend of longer-term energy consumption of buildings in Shanghai.And the energy consumption of buildings in Shanghai In year 2030 is predicted andanalyzed by using a variety of forecasting methods.Then we suggest the longer-termdevelopment controltargets,and the corresponding measurements.

building energy consumption,longer-term,demand forecasting,strategic research

徐强，男，1961.3，总工程师，教授级高级工程师，主要从事建筑科学技术与管理工作。