张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

2020-07-15 13:44:14         来源:风景园林网

  2020国际人居环境与未来城市大会暨第十届园冶高峰论坛于7月4-11日在云端举行。在7月6日的建筑设计与城市风貌学术研讨会上,丹麦技术大学博士、区域能源国际专家张立鹏发表题为《全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验》的演讲,用一系列数据展现了全球建筑能耗的发展趋势,介绍了北欧代表国家丹麦在提升建筑能效方面的一些经验,并提出以中俄为代表的非经合组织国家发展节能建筑潜力巨大。

  全球建筑能耗的趋势及走向

  1.全球建筑能耗现状与趋势

  在探究全球建筑能耗发展趋势时,如果把世界分为经合组织国家和非经合组织国家,并以此角度进行对比观察,能够清晰地看到目前世界建筑能耗的趋势及走向。

  1961年,经济合作与发展组织简称经合组织(OECD)在巴黎成立,初期有20个创始成员国,后来又陆续有18个成员国加入,这些国家统称为经合组织国家,他们主要由发达国家构成,如美国、英国、法国、德国、意大利等。而没有加入其中的国家则统称为非经合组织国家。

张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

  2019年,非经合组织国家整体建筑能耗水平低于经合组织国家,2020年到2050年,非经合组织国家建筑能耗的趋势呈现陡峭上升态势,到2025年,所有非经合组织国家的建筑能耗将超过经合组织国家,并且增长速率大。与非经合组织国家的快速增长相反,经合组织国家在2025年后建筑能耗增长开始放缓。

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  造成这种现象的原因有很多,对经合组织国家来说,主要是个人收入到达一定水平,以及节能领域发展到比较成熟的阶段,例如建筑外围护结构及设备的改进而带来的能源效率的提高,使建筑能耗增速放缓;而对非经合组织组织国家来说:个人收入增加,快速的城市化进程以及电力供应增长导致对能源的需求增加,这些都使得非经合组织国家在建筑上能源消耗呈现增长态势,且增长幅度高于经合组织国家。

  对于以中国和俄罗斯为代表的非经合组织国家来说,随着未来国家人口和人均收入继续增长,其建筑能源消耗量在2025年将超过经合组织国家,不过,这也表明了非经合组织国家在建筑节能方面潜力很大。

  如果将建筑能耗进行细致划分,住宅建筑能耗占有相当的比例。就人均住宅能耗而言,2050年经合组织国家整体的人均住宅能耗水平将低于2018年,从单个国家的能耗降低幅度上看,美国的人均住宅建筑能耗下降较为显著。而对非经合组织国家整体而言,在2050年人均住宅建筑能耗则普遍高于2018年。

张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

  2.全球建筑能耗增长预测

  在未来的三十年,全球建筑能耗按每年平均1.3% 的速度增加,高于全球人口增速1%。其中,建筑业在全球已交付能源消耗中的份额从 2018 年的约 20% 增加到 2050 年的 22%,增势比较平缓,但实际上的数据增涨会更大。

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  经合组织国家的建筑能耗预计从2018年到2050年,建筑能耗将以平均每年0.4%的速度增长。以中国和俄罗斯为代表的非经合组织国家的建筑能耗将每年以约2%的速度增长,是经合组织国家的约5倍。

  在未来,中国尤其是一些非洲国家的建筑能耗领域将有很大的潜力可挖。

  丹麦建筑能耗发展情况

  1.成果引人注目

  丹麦是北欧五国之一,是一个高度发达的资本主义国家,也是北约创始国和欧盟成员国之一。该国拥有完善的社会福利制度,经济高度发达,贫富差距小,国土面积为43096平方公里。

  根据2016 年的北欧五国能耗数据统计,丹麦的内陆总能源消耗在北欧五国中位列第四,但每单位GDP的能源消耗最小,可以说,在节能方面,丹麦取得的成果引人注目。

张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

  观察丹麦的国家整体能耗分布以及其中的建筑能耗,可以看出整体建筑能耗在国家能耗中占比较大,为40%左右,其中住宅建筑能耗占比22%,商业建筑占比18%。在住宅建筑能耗中,供热、供冷及生活热水方面的耗能占比超过50%,因此区域供热(District heating,简称DH)在丹麦的能源系统中扮演非常重要的角色,而丹麦一直致力于在区域供热方面减少能耗和提升能效,以提高国家的节能水平。另外,与中国北方,大多仅单独提供供热的集中供热系统相比,丹麦的市政管网集中同时提供供热和生活热水,个别项目也通过市政管网提供集中供冷,这种冷、热、热水联供的方式,也被称之为区域能源(District Energy)。

  在丹麦的商业建筑能耗中,主要消耗在照明、供热供冷、生活热水和通风方面。

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  梳理丹麦本国1990年到2011年的经济发展数据和能耗排放数据,可以看到,20年间,丹麦GDP增长了39%,但国家整体能源消耗却降低了1.5%,二氧化碳排放水平降低了25%,那么,到底是什么造成了这一切转变?就建筑而言,这就不能不提到丹麦在这段时间不断出台的建筑法规。

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  1995年,新建筑法规规定新建建筑必须减少 25 %的能源消耗。2006年,丹麦对新建筑物和现有的能源标签采用更严格的规范,为激励业主改善能源利用,还引入了针对国有物业的节能法规,以及新的建筑法规和最低能效标准。到2010年,有关提高建筑物能源效率的许多新法律生效。

  可以说,相比于中国的三步节能,丹麦在能源法规方面做得更加严格。值得一提的是,在2012年,丹麦颁布了新的国家能源法政策,提到,在2035年,整个国家的电气和热力系统要全部实现可再生能源供能, 在2050年国家整体供能实现100%可再生能源,这一政策体现了丹麦对于能源建设的决心。

  总的来说,丹麦的建筑法规对建筑用能起到了重要的引领作用,丹麦出色的能源政策也对欧洲产生了深远影响。

  2.未来野心勃勃

  丹麦现行能效标准中规定,住宅建筑能源需求(供热、通风、制冷和生活热水)每平方米不超过20千瓦时,商业建筑能源需求每平方米不超过25千瓦时,严格的标准规定似乎也显示着丹麦对于能源建设的雄心与自信。

张立鹏:全球建筑能耗发展趋势及丹麦低碳建筑经验

  3.小结

  丹麦建设低碳社会的经验,可以总结为以下几点:一,在规模经济方面,丹麦的集中供能方式减少了单个消费者的花费,并使某种对个体消费者的资源更经济,同时一网多供,如区域能源管网同时提供多种市政服务,如供热,供冷和生活热水。二,在循环经济方面,丹麦积极回收再利用来自本地各部门的余热、废热,如市政垃圾及污水,数据中心回收,地铁,化工部门,热电联产(CHP)等,在能源消耗的源头处尽可能发挥本地资源禀赋的优势。三,在环保方面,丹麦在过去的40年间,一直强调增加了“热电联产和“区域供热”,使供暖部门的二氧化碳排放量减少了 60 %, 从1980年的 25千克每平方米到2010年10千克每平方米,并为根据本地情况使用多种清洁能源互补的方式构建了强大的基础。四,在数字化智能方面,丹麦采用自控手段精确匹配源头的能源供给和末端的能源需求,减少过量供能造成的浪费。五,在节能方面,一切措施力求落地,号召全民节能,不断更新节能建筑升级标准,且消费行为与消费者利益挂钩。

编辑:张倓思

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