中国建筑节能研究之“低碳”与“节能”如何看

未来的零碳电力系统主要是由核电、水电、风电、光电等基础电力来源构成。我国的资源状况决定了核电和水电规模很难超过7亿Kw，不足部分只能依靠风电和水电提供。

图：来源网络

而风电水电需要配套灵活的电源（如水电和抽水储能的零碳电源）配合调节。但当总的需求量过大，需要更多的风电水电来满足时，就只能依靠化学储能、储氢、空气压缩等高成本的储能调节方式，会导致单位能源的成本急剧上涨。

能源成本的增加，不仅会导致生活成本增加，更会导致制造业成本增加和竞争力减弱，从而对国民经济产生很大的影响。

煦联得认为，建筑节能就是要降低不必要的用能需求，成为实现公共建筑低碳发展的重要基础，在节能的基础上再进一步调整能源结构，采用有效的柔性调节措施等，将有助于更好的实现整个能源系统的碳中和发展目标。

“低碳”与“节能”，两者既有高度统一的一面，又存在一定的差异。要实现全社会低碳发展，节能依然是关键，任何时候都应该把能源节约放在首位。

01—从目标的角度看

建筑领域低碳的目标是减低建筑生命周期中的碳排放，关键环节包括建筑过程、建筑材料及建筑运行过程带来的碳排放。建筑节能的目标则是减少建筑运行过程中的能源消耗。

随着我国城镇化的飞速发展，我国公共建筑在数量和质量上都有了巨大的发展变化，节能工作也有了质的飞跃。从20世纪90年代起，我国陆续编制了《民用建筑热工设计规范》GB50176-1993、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005、《民用建筑能耗标准》GB/T51161-2016、《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021等标准和规范，为规范我国公共建筑节能工作起到巨大作用。

与建筑节能工作相比，建筑低碳相关研究尚处于刚起步阶段。要实现低碳目标，应注重各各阶段的碳排放数据，设置碳排放基准值或推荐值，各类公共建筑新建、改造过程中采用的低碳/减碳技术所达到的实际数据来衡量其碳排放水平。

从前仅关注建筑节能时，以建筑的年总能源消耗作为判据；以低碳为目标时，提出了新的要求，需要考虑能源结构形式、用能需求与能源系统供给之间关系等方面，这也成为开展建筑节能工作和建筑低碳工作的重要基础。

02—从贯穿的阶段看

低碳和节能均是整个建筑生命周期中重点关注的目标。

在设计过程中不能简单的做技术堆砌拼凑，而是以实现运行阶段的低碳节能目标来开展设计。

在运行阶段，通过合理的运行调节策略发挥建筑内主动、被动技术的有效性，使用能系统运行在合适的状态，从而实现建筑的节能低碳运行。

图：来源网络

03—从可采取的措施看

公共建筑节能是通过技术手段降低能耗，通过设计合理的系统，提高能源利用率，采用高效处理设备，制定合理运行调节措施等实现。

而建筑低碳方面则涵盖了建造、建材、运行过程全生命周期的碳排放问题，主要手段包括施工过程中的减碳技术，选取建材时要满足功能需求和节能需求，运行过程减少化石燃料的直接碳排放和优化外部电力导致的间接碳排放。

以实现建筑低碳供暖目标为例，现有研究分析表明很难找到大量可用的零碳热源来满足建筑供暖需求，这就需要以建筑本体节能和降低自身热量需求为重要基础，从而为构建整个低碳供暖系统提供有利条件。

04—从用能需求与外部供给的关系看

作为实现碳中和提供重要基础的光电风电等可再生能源，具有较强的波动性，变化规律很难与建筑自身用能需求完全匹配。这使得建筑低碳运行目标与建筑节能目标不再严格一致。

比如，从煦联得服务的建筑节能项目的运行数据可以看出，冰蓄冷/水蓄冷等技术有可能并没有实现能耗降低，反而可能导致系统运行能耗增加。但从低碳的目标出发，蓄冷技术能够有效实现建筑用能负荷的削峰填谷，是实现建筑柔性用能的重要措施。

图：冰蓄冷系统模型

再比如，直接电供暖，将高品位的热量直接转化为低品位热量，属于能源利用品位的“高质低用”。但从低碳的角度出发，若电供暖电力来自于建筑光伏发电，并且电供暖通过建筑蓄能等措施巧妙设计，既能实现消纳光伏电力又能较好的满足建筑供热在时间上的稳定性要求。

图：光伏可再生能源与建筑能源消耗间的不匹配

这些认知不再是单纯的建筑仅是用能者、仅实现本体节能、降低自身能耗的传统认知。

而是基于从整个能源系统出发，发挥建筑作为能源系统中重要一环，使建筑成为可调节的柔性用能负载，助力实现能源系统低碳目标的新认知。

04-写在最后

在碳中和目标的驱动下，公共建筑低碳与节能目标可实现有机的统一，节能是实现低碳目标的重要基础，低碳（零碳）目标对建筑节能提出了新的更高要求。

图：来源网络

在未来，以可再生能源为主体的低碳能源系统中，能源供给侧将要应对可再生能源应用带来的各种变化。

而建筑自身用能也将从纯粹的耗能者向新型的能源供需关系转变，实现建筑柔性用能，更好的帮助整个能源系统乃至全社会低碳目标的达成。

（文章整理自《中国建筑节能年度发展研究报告2022》，仅供学习交流使用，完整内容请购买正版图书。）