近年來在社會各界的共同努力下，我國在建筑節(jié)能領(lǐng)域取得了許多成績，尤其是北方城鎮(zhèn)單位面積采暖用能，已有了明顯的下降。建筑節(jié)能工作在一定程度減緩了我國建筑能耗隨城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展而持續(xù)高速增長的趨勢。然而，我國建筑總能耗還在不斷攀升：2000年到2010年，建筑年運行商品用能從2.89億tce(噸標準煤)增到了6.77億tce[1]。在今后持續(xù)“城鎮(zhèn)化”發(fā)展的背景下，中國建筑能耗可能會達到什么樣的程度?我國建筑節(jié)能的目標是什么?怎樣從現(xiàn)在起，為實現(xiàn)這一目標而努力?這些都是迫切需要回答的問題。

這一問題也是國內(nèi)外能源和氣候變化領(lǐng)域的研究者非常關(guān)注的問題。國內(nèi)外有大量的研究，通過各種預測模型試圖對中國未來的建筑能耗進行預測：世界能源組織(IEA)發(fā)布的世界能源展望(Wor ld EnergyOutlook)[2]指出，到2030年，中國總能耗將達到58.1億tce，其中建筑能耗將達到15.2億tce，政府的節(jié)能減排政策和能源價格將是影響能源消耗的主要因素，要實現(xiàn)全球碳減排目標，未來中國建筑能耗應該控制在11億tce以內(nèi)。而另一份報告(Energy TechnologyPerspectives 2010)[3]則指出，提高技術(shù)水平是中國實現(xiàn)建筑節(jié)能的主要解決途徑。

美國能源情報署(EIA)研究則指出，中國未來(2030年)能耗將達到64.04億tce，建筑能耗達到12.93億tce[4]，總能耗高于IEA的預測結(jié)果，而建筑能耗則低于后者。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)長期研究中國的建筑能耗，他們認為目前中國建筑用能在總能耗的比例還較低，僅為20%左右，未來將增長到30%。周南等指出到2020年，中國建筑能耗總量將達到10億tce，而城鎮(zhèn)化是引起住宅能耗增長的主要因素，建筑面積和設(shè)備擁有量的增長將帶來非住宅類城鎮(zhèn)建筑能耗的增加[5]。

國內(nèi)一些機構(gòu)也做了分析：《2020中國可持續(xù)能源情景》研究指出，到2020年，中國能源總需求將在23.2~31.0億tce之間，建筑能耗在4.7~6.4億tce之間[6]。實際上，2010年我國社會能源消耗已經(jīng)達到了32.5億tce，建筑能源消耗6.77億tce，也已經(jīng)超過其預期目標。還有文獻指出，未來中國建筑總量將達到910億m2 [7]，甚至1180億m2 [8]，相當于在目前建筑量的基礎(chǔ)上增長1~2倍，由此也將導致建筑運行能耗大幅度提高。

已有的這些研究試圖預測中國未來能耗發(fā)展狀況，給出政策或技術(shù)方面的建筑節(jié)能建議。 實際上，未來建筑能耗水平取決于我們目前和今后一段時間的工作。我們的任務不是去預測未來，而是從我國未來可以獲得的能源總量和環(huán)境容量條件出發(fā)，從社會經(jīng)濟發(fā)展各方面對能源的需求出發(fā)，得到未來我國可以用于建筑運行的能源總量。以這一總量為天花板，探討如何分配各類建筑運行能耗，從而為我們建筑節(jié)能工作明確具體的定量目標和約束上限，并進一步研究如何在這些用能上限的約束下，實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展和社會進步對建筑環(huán)境不斷提高的需求，給出我國建筑節(jié)能工作的技術(shù)路線圖。本文試圖從這一思路出發(fā)，給出了我們的初步研究成果。

一、未來我國建筑用能總量的上界

能源消耗總量受到全球資源和環(huán)境容量的限制，從地球人擁有同等的碳排放和能源使用的權(quán)力出發(fā)，可以得出未來全球人均碳排放量和化石能源利用量的上限;而從我國的能源資源、經(jīng)濟和技術(shù)水平以及可能從國外獲得的能源量等情況來分析，也可以得到我國未來發(fā)展可以利用的能源上限。從這一總量出發(fā)，進一步結(jié)合我國社會與經(jīng)濟發(fā)展用能狀況，可以得出我國未來能為建筑運行提供的能源總量。本節(jié)分別從這樣幾個分析角度出發(fā)，“自上而下”地對我國未來可以容許的建筑能耗上限進行估計。這應該是我們建筑節(jié)能工作要實現(xiàn)目標的用能上限。

1、碳排放總量的限制

碳排放的主要來源是化石能源的使用，IEA研究表明[9]，由于化石能源使用產(chǎn)生的碳排放量約占人類活動碳排放總量的80%。減少化石能源使用量，是減少碳排放的重要途徑。2010年，世界能源使用形成的碳排放總量為304.9億噸，中國碳排放占22.3%，人均碳排放量已超過世界平均水平[9]。我國溫室氣體排放的大量增加，已經(jīng)引起世界各國的關(guān)注，要求我國盡快控制碳排放的呼聲越來越高。

“碳減排”的目標是多少?IPCC組織指出，為保護人類生存條件需控制地球平均溫度升高不超過2K[10][11]。為達到這一目的，應逐步控制二氧化碳排放量：

(1)到2020年，CO2排放總量達到峰值400億噸，由于能源使用產(chǎn)生的碳排放約為320億噸，按照目前的化石能源結(jié)構(gòu)，約為156億tce化石能源的碳排放;根據(jù)聯(lián)合國預測，2020年全球人口將達到76.6億計算[12]，人均化石能源消耗約為2tce。而目前美國人均化石能源消耗為9.8tce，為該值的5倍，中國為人均化石能源消耗為2.2tce，也已超過了這個值。

(2)到2050年，CO2排放總量應減少到2000年的48%~72%，這就意味著，除非調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大量使用可再生能源或核能，否則化石能源使用量還要必須大幅度不斷降低。

中國是以煤炭為主要一次能源的國家，煤的碳排放系數(shù)是化石燃料中最高的，更應該嚴格控制化石能源使用總量。根據(jù)全球碳排放控制目標，如果未來中國人口達到14.5億[12]，化石能源消耗總量應控制在29.5億tce;除化石能源外，當前常用的能源類型還包括核能、太陽能、風能、水能以及生物質(zhì)等可再生能源資源，根據(jù)中國工程院研究，通過大力發(fā)展核能和可再生能源，未來核能有可能占一次能源的10%左右，可再生能源占到20%左右[8]。考慮到這些非碳能源的貢獻，從碳排放總量的限制推算，未來我國一次能源消耗總量上限應該是42億tce。

2、我國可獲取能源總量限制

2010年，我國一次能源消費總量已達到32.5億t ce。其中煤炭約占68%，石油占19%，天然氣占4.4%，核電、水電和風電占8.6%[13]。其中石油的對外依存度已經(jīng)超過50%[14]。水電、核電、風電的發(fā)展受資源、技術(shù)和經(jīng)濟水平的限制，很難在短期內(nèi)替代化石能源成為主要能源。

我國傳統(tǒng)化石能源資源總量豐富，但人均能源資源占有量少，煤炭、石油、天然氣人均占有量分別為世界的2/3，1/6和1/15[15]。在我國城鎮(zhèn)化進程中，能源供應量成為發(fā)展的瓶頸。一方面，受能源資源賦存量、生產(chǎn)安全、水資源和生態(tài)環(huán)境、土地沉降、技術(shù)水平和運輸條件的限制，我國煤、石油和天然氣等化石能源年生產(chǎn)量有限;另一方面，國內(nèi)生產(chǎn)難以滿足快速增長的消費要求，能源供應對外依存度逐步提高。然而，能源進口量受能源生產(chǎn)國、運輸安全和能源市場價格等多方面因素的制約，進口量很容易受到?jīng)_擊，因而不能通過擴大進口滿足國內(nèi)能源需求。

我國用能量超快增長的發(fā)展勢頭難以持續(xù)，必須進行重大調(diào)整，必須對化石能源進行總量控制。根據(jù)中國工程院研究，到2020年，我國有較大可靠性的能源供應能力為39.3~40.9億tce，各類能源供應量如下表。

如果考慮對我國溫室氣體排放和環(huán)境制約的因素，我國能源供應能力還將受到很大的影響，多數(shù)非化石能源，水電和核電供應能力已經(jīng)難以再擴大，其他可再生能源的發(fā)展仍然面臨多方面未決的技術(shù)障礙。因此，從我國能源供應能力來看，2020年，我國能源消耗量不應超過40億tce。

3、中國建筑用能總量上限

受碳排放和可獲得的能源量的共同約束，未來我國能源消耗總量的應該在40億tce以下。這不是一個暫時的約束，而將是長遠發(fā)展要求的目標：從全球碳減排目標來看，未來碳排放量要逐年減少，化石能源用量也應逐年減少;我國能源賦存有限，能源技術(shù)短期內(nèi)難以取得重大突破，因而難以支持不斷增長的能源需求。為履行大國義務，同時保障我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展要求，控制能源消耗總量勢在必行。

在國家能源消耗總量的約束下，建筑能源使用也應該實行總量控制。目前，我國建筑能源消耗約占社會總能耗的20%，而發(fā)達國家建筑能耗占社會能耗的30%~40%[16][17]。是不是中國的建筑能耗也能占到總能耗的30%以上呢?

從我國社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)來看，工業(yè)(特別是制造業(yè))是中國發(fā)展的動力(2000以來，第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比例在45%~48%[13])，生產(chǎn)和制造加工對能源的需求量大，工業(yè)用能量約占國家總能耗的65%以上。在未來很長一段時間內(nèi)，制造業(yè)還將是支撐我國發(fā)展的重要經(jīng)濟部門，工業(yè)用能還將占我國能源消耗量的主要部分，逐年增長的態(tài)勢短期內(nèi)不會改變(近年來工業(yè)用能增長率持續(xù)在5%[13])。另一方面，我國目前交通用能僅占全社會總能耗的10%左右，無論從用能比例還是人均交通用能，都遠低于OECD國家水平。隨著現(xiàn)代化發(fā)展，交通用能比例一定會有所提高。

我國建筑用能(不包括農(nóng)村非商品生物質(zhì)能源的建筑用能)一直維持在社會總能耗的20%~25%[13][18](圖1)。在保證我國各部門經(jīng)濟建設(shè)健康發(fā)展的情況下，不斷提高工業(yè)用能能效，維持工業(yè)用能在目前基礎(chǔ)上增長不超過10%，交通用能不超過目前的2倍，未來建筑能耗最多只能維持在社會能耗的25%以下。

綜合以上，由于碳排放總量和能源供應量的約束，我國國家用能總量用在40億tce以內(nèi);考慮工業(yè)生產(chǎn)、交通和人民生活發(fā)展需要，建筑能耗總量應該在10億tce以內(nèi)，這一用能總量不包括安裝在建筑物本身的可再生能源(如太陽能光熱、太陽能光電、風能等)。

二、怎樣實現(xiàn)我國建筑用能總量控制的目標

1、影響城鎮(zhèn)建筑用能總量因素

在明確建筑用能總量上限后，接著要回答的問題是，能否實現(xiàn)以及怎樣實現(xiàn)這個總量控制目標?

建筑用能總量為：

建筑用能總量=用能強度×總擁有量

用能強度是指單位建筑面積用能，總擁有量則是指總的建筑面積。所以要研究未來建筑用能總量，就需要分別研究未來可能的建筑用能強度的變化和建筑總量的變化。由于城市和農(nóng)村建筑使用狀況，環(huán)境條件等都不相同，所以用能強度也不同，于是還需要分別考慮城鎮(zhèn)和農(nóng)村的建筑用能強度和建筑總量的變化。到2030~2040年，中國人口將達到高峰14.7億，城鎮(zhèn)化率將達到70%[20]，城鎮(zhèn)人口可能增加到10億，而農(nóng)村人口將逐漸減少到4.7億，這是我國社會發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)的大趨勢。由此也將導致城鄉(xiāng)建筑總量出現(xiàn)較大的變化。

(1)建筑面積總量

建筑面積總量控制是實現(xiàn)建筑節(jié)能目標的重要內(nèi)容。在城鎮(zhèn)化的背景下，城鎮(zhèn)住宅和非住宅類城鎮(zhèn)建筑面積將進一步增長。然而，受土地和環(huán)境資源的約束，未來建筑面積總量不能無限增長。另一方面，建筑面積增長引起建筑能耗增加，在能耗總量約束下，為保障建筑能夠正常運行，建筑規(guī)模也應存在上限。

圖3列出世界上一些國家和地區(qū)目前的人均建筑擁有量包括住宅和公共建筑)?？梢钥闯?，亞洲國家和地區(qū)與歐美等早期發(fā)展起來的發(fā)達國家人均建筑擁有量有很大不同，其中既有土地狀況的原因，更有可從海外獲取資源規(guī)模的原因。從目前世界政治和經(jīng)濟格局看，我國這樣的大國很難依靠大量進口滿足我國發(fā)展的各種資源需求，而我們擁有的各類人均資源大部分又遠低于世界平均水平，因此我國的經(jīng)濟發(fā)展必須建立在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上。房屋建設(shè)是高資源消耗型產(chǎn)業(yè)，從資源環(huán)境條件來看，我國未來的發(fā)展不可能走歐美國家的模式，而應該參照亞洲的發(fā)達國家或地區(qū)發(fā)展模式。像日本、韓國、新加坡，人均建筑面積都是在40 m2左右，我國也應把人均量控制在這個范圍。如果控制在40~45m2之間，按照未來14.7億人口計算，總的建筑規(guī)模應該約為600億m2。

目前，我國建筑總量已經(jīng)達到453億m2[1]，其中，城鎮(zhèn)住宅約144億m2，城鎮(zhèn)公共建筑約79億m2，農(nóng)村建筑約230億m2。 按照總量600億m2的規(guī)劃，未來城鎮(zhèn)人均住宅面積應基本維持在當前24m2/人的水平，城鎮(zhèn)住宅總面積將達到240億m2，可以增加量為90～100億m2;未來人均非住宅類建筑面積達到人均12m2/人，非住宅類城鎮(zhèn)建筑總的建筑面積達到120億m2，可以增加量為40億m2;農(nóng)村人口減少，建筑面積在目前230億m2的基礎(chǔ)上略有增加，到達240億m2。這樣總建筑面積才有可能控制在600億m2。

這樣，未來城鎮(zhèn)民用建筑增加總量不超過150億m2，這一過程如果在15～20年完成，則每年不包括既有建筑的拆除，新增城鎮(zhèn)建筑面積應控制在8～10億m2以內(nèi)，這是從我國城鎮(zhèn)發(fā)展與我國的土地與資源條件出發(fā)所得出的約束條件，也是我們考慮建筑能耗總量時的基本出發(fā)點。

(1)用能強度

用能強度因建筑用能類型不同而表現(xiàn)出明顯的差異。產(chǎn)生用能強度差異的原因包括：城鄉(xiāng)居民用能方式和用能類型的差異，非住宅類城鎮(zhèn)建筑與住宅建筑使用方式差異，南北地區(qū)冬季采暖方式和強度的差異。根據(jù)用能特點，建筑用能可以分為北方城鎮(zhèn)采暖，城鎮(zhèn)住宅(不含北方采暖)，非住宅類城鎮(zhèn)建筑(不包括北方采暖)和農(nóng)村建筑等四種類型。

①北方城鎮(zhèn)采暖用能，指的是歷史上法定要求建筑采暖的省、自治區(qū)和直轄市的冬季采暖能耗，包括各種形式的集中采暖和分散采暖。按照熱源系統(tǒng)形式的規(guī)模和能源種類分類，包括各種規(guī)模的熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域燃煤或燃氣鍋爐、小區(qū)燃煤或燃氣鍋爐、熱泵集中供熱等集中采暖方式，以及戶式燃氣爐、小煤爐，空調(diào)分散采暖和直接電加熱等分散采暖方式。采暖能耗除熱源用能外，還包括水泵、風機等各類采暖輔助設(shè)備用能。

②城鎮(zhèn)住宅(不含北方采暖)用能，指的是除了北方地區(qū)的采暖能耗外，城鎮(zhèn)住宅所消耗的能源。從終端用能類型來看，主要包括家用電器、空調(diào)、照明、炊事、生活熱水以及夏熱冬冷地區(qū)(非法定采暖地區(qū))的冬季采暖能耗，使用的主要商品能源種類是電力、燃煤、天然氣、液化石油氣和城市煤氣等。

③非住宅類城鎮(zhèn)建筑(不含北方采暖)用能，指的是除了北方城鎮(zhèn)采暖用能外，非住宅類城鎮(zhèn)建筑內(nèi)由于各種活動產(chǎn)生的能耗，包括空調(diào)、照明、電器、炊事、電梯、各種服務設(shè)施以及夏熱冬冷地區(qū)(非法定采暖地區(qū))非住宅類城鎮(zhèn)建筑的冬季采暖能耗，使用的主要商品能源種類是電力、燃氣、燃油和燃煤等。

④農(nóng)村住宅用能，指的是農(nóng)村家庭生活所消耗的能源，從終端用能途徑上，包括炊事、采暖、降溫、照明、熱水、家電。農(nóng)村住宅使用的主要能源種類是電力、燃煤和生物質(zhì)能(秸稈、薪柴)。由于本文主要針對商品能源，因此農(nóng)村生物質(zhì)非商品能源的建筑用能不包括在本文計算中。對于不同的用能類型，節(jié)能技術(shù)和用能規(guī)劃的預期也不同。下面將分別闡述各類用能的現(xiàn)狀和節(jié)能技術(shù)，從實際出發(fā)，分析在節(jié)能技術(shù)和措施可行的情況下，未來我國各類建筑用能總量可能達到的節(jié)能目標。