中國城市能源供應(yīng)系統(tǒng)需要創(chuàng)新

摘要：本文對占建筑能耗80%的暖通和熱水供能模式進(jìn)行了熱力學(xué)第二定律分析，指出了把傳統(tǒng)模式的傭效率從不到10%提高到65%以上的理論依據(jù)和新技術(shù)途徑。主要是：在圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能的配合下，采用低傭損耗的空調(diào)末端新技術(shù)，規(guī)模化的區(qū)域供冷技術(shù)，以及冷熱電多聯(lián)供的新一代城市能源供應(yīng)系統(tǒng)。文章提出了借鑒國外成熟經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)中國城市建筑物能源供應(yīng)系統(tǒng)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇；指出主要的障礙是觀念和機(jī)制；分別提出了新建城區(qū)和現(xiàn)有區(qū)域的實(shí)施步驟，以及政府應(yīng)起的主導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：  城市能源系統(tǒng)  熱力學(xué)分析  冷熱電聯(lián)供  集成創(chuàng)新

一、           現(xiàn)狀和問題

經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展使我國能耗以10%左右的速度增加。2006年，GDP占世界5%的中國耗用了占世界15%的近25億噸標(biāo)煤能源。換句話說，單位GDP 能耗是世界平均值的3倍。能源利用效率33.5%，遠(yuǎn)世界平均水平。世界能源終端利用分布大體上是工業(yè)、建筑物、交通各占3成左右。而還處于工業(yè)化發(fā)展階段的中國則是：工業(yè)60%多、建筑物20%多、交通10%多。低能效在建筑物方面的表現(xiàn)是：單位建筑面積能耗比同氣候條件的發(fā)達(dá)國家高2-3倍。以空調(diào)能耗來說，發(fā)達(dá)國家住宅單位空調(diào)耗電20-30 W/m^2、，而中國則近100 W/m²。

據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，我國近年來新增建筑的95%是不節(jié)能的。可以看到：一個個新興的城市，到處是玻璃幕墻，落地飄窗，分體（或樓宇中央）空調(diào)，室內(nèi)末端都是風(fēng)機(jī)盤管，電或燃?xì)鉄崴鳎槐狈絼t還有大量小鍋爐-金屬散熱片供暖，水溫80-60℃或更高，采暖費(fèi)用多仍按每年每平方米繳納---還是30年前石油1美元/桶時候的局面。城市發(fā)展規(guī)劃只考慮功能區(qū)塊、交通、供電、上下水和綠化，沒有城建能源規(guī)劃；新建房屋以“毛坯房”交工，能源供應(yīng)設(shè)施任業(yè)主隨意而為---還是30年前的模式。盡管近30多年來，隨著能源價(jià)格成十倍上漲，能源利用，包括建筑節(jié)能技術(shù)日新月異：節(jié)能建材、新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、冷熱電多聯(lián)供、分布式能源、集中供熱、區(qū)域供冷、蓄冷、新型空調(diào)末端技術(shù)等，許多都是革命性的進(jìn)展。我國北京、上海等大城市的若干項(xiàng)目也都有采用。然而并沒有像家電、計(jì)算機(jī)和汽車制造那樣，很快地被我國所掌握、推廣和創(chuàng)新，取得建筑節(jié)能效果。其原因并不是技術(shù)問題，而是觀念和機(jī)制問題。現(xiàn)代城市的建筑節(jié)能，決不是個體行為，而是由市政當(dāng)局的觀念、政策、體制和規(guī)劃所驅(qū)動的系統(tǒng)工程。因此，當(dāng)我們看看30年來的歐洲，再展望30年后16億中國人的90%將會居住的城市建筑的能源狀況時；我們會意識到：改變必須從現(xiàn)在開始！

二、           熱力學(xué)分析指出的創(chuàng)新方向

根據(jù)建設(shè)部的統(tǒng)計(jì)，我國建筑用能各部分所占比例如下表.表中給出了反映各種終端用能品位的能級系數(shù)。

表 1  我國建筑能耗各部分所占的比例

能耗構(gòu)成

采暖通風(fēng)空調(diào)

熱水供應(yīng)

電氣

炊事

比率

65％

15％

14％

6%

采暖        空調(diào)

目標(biāo)溫度/環(huán)境溫度°C

18-20/-10      26/35

60/10

能級系數(shù)

0.099      0.0301

0.081

1.0