建筑部门用能既包括建筑运行能耗，也包括建筑建造能耗，即隐含能耗（用于生产水泥、钢铁等建筑材料的能源消耗）。过去十年，建筑运行能耗（终端能耗）快速增长。2005 至 2018 年期间，建筑部门的终端能耗每年增长 2.3％。2018 年终端用能为 6.3 亿吨标煤，高于当年日本和英国所有终端部门能耗的总和（IEA，2020 年）。根据清华大学的测算，就一次能源而言，建筑隐含能耗占建筑运行能耗的一半左右 （THUBERC，2019 年）。

　　2017 年，中国北方城市的城市住宅、农村住宅、 商业建筑和集中供暖，分别占中国所有建筑总运营用能的 17％、38％、20％和 25％（图 4-6）。中国北方城市建筑的电气化率，城市住宅约为 47％，商业住宅约为 59％，农村住宅约为 9.7％，集中供暖约为 3.3％。生物质能源占农村建筑能耗的 30％。 区域集中供暖在中国北方城市空间供暖中占主导地位， 2018 年占北方地区空间供暖的 85%，约为 150 亿平 方米。北方地区目前的热力来源约 50% 来自燃煤热电联产，3% 来自燃气热电联产，35％来自燃煤热力厂，12% 来自天然气热力厂（就供暖建筑面积而言） （THUBERC，2019 年）。值得关注的是，我国大约有三分之一的区域集中供暖由燃煤热力厂提供。

　　2008 至 2017 年，仅建筑运行用能的能耗强度就增加了 28％（从 214 兆焦耳 / 平方米增至 273 兆焦耳 / 平方米），这还不包括区域集中供暖的城市建筑能耗。农村建筑的能耗强度增加了 20％（从 346 兆焦耳 / 平方米增至 363 兆焦耳 / 平方米）、商业建筑能耗强度增加了 20% （从 586 兆焦耳 / 平方米增加到 703 兆焦耳 / 平方米，不包括区域集中供暖的城市建筑能耗强度）。唯一能耗强度减少的是中国北方城市空间供暖，能耗强度降低了 17％（从 527 兆焦耳 / 平方米降至 440 兆焦耳 / 平方米）。能耗强度下降主要原因是过去几年建筑外立面保温有所改善，并且采用了更高效的区域热力厂（THUBERC，2019 年）。

　　持续的城镇化、经济增长、数字化程度的提高以及向服务型经济转型等因素，不断驱动着中国建筑部门的能耗增长。强劲的经济增长促进了收入增长和中产阶级规模上升，改善了人民的生活水平，刺激了建筑服务需求。数字化进程也在重塑建筑用能。比如， 由于在线购物的便捷性，人们待在家里的时间更长， 居家办公的人数增多。2019 年，中国的网络零售额增长了约 16.5％（NBS，2020 年）。 此外，中国正在向服务型经济过渡，新建更复杂、规模更大的商业建筑，推动了过去十年商业建筑能耗的快速增长。

　　2018 年中国的建筑总存量为 600 亿平方米，其中城市住宅 240 亿平方米，农村住宅 230 亿平方米， 商业建筑 130 亿平方米（THUBERC，2019 年）。中国持续的城镇化进程对建筑部门的脱碳战略具有重要影响。 根据 UNDESA 在 2019 年的预测，中国将经历快速城镇化进程，到 2050 年，城镇化人口占比将从目前的 61％增长到 80％。持续的城镇化进程将缩小城乡居民之间的建筑服务需求差距，造成建筑能耗增加。目前，中国城乡之间部分高能耗家用电器的拥有量存在明显差距，例如，农村地区每百户家庭拥有 53 台空调、63 台热水器，而城市地区每百户家庭则拥有 129 台空调、91 台热水器（NBS，2019 年）。

　　过去几年中，中国的建筑总量变化具有两个重要特征（图 4-7）。首先，近年来中国的建筑总量急剧增长。2011 年以来建筑业快速发展，平均每年新增建筑面积约 25 亿平方米，总存量增加 17％。每三到四年新增建筑面积相当于日本的总建筑面积（Yashiro， 2009 年）。建筑业繁荣主要是由于中国政府长期以来将房地产开发视为经济增长的主要驱动力之一。其次， 除新建以外，中国每年不断拆除大量现有建筑。2018 年，中国拆除建筑面积约 15 亿平方米，占当时总存量 的 2.5％。综上所述，中国建筑的平均寿命只有 25-30 年，远低于大多数发达国家通常超过 50 年的建筑平均寿命。

　　尽管中国建筑总量急剧增长，但中国的人均建筑面积仍远低于发达国家。2017 年，中国的人均住宅面积约为 34 平方米（城市人均住宅面积约为 31 平方 米，农村人均住宅面积约为 38 平方米），而商业建筑则为 9 平方米（Wang，2018 年）。中国的居住面积约为日本的 85％，美国的 60％；中国的商业建筑面积约为日本的 65％，美国的 35％。如果中国保持目前的新建和拆除速度，即每年人均建筑面积增长约 1.1 平方米 / 人——其中三分之二来自住宅面积增长，三分之一来自商业建筑面积，预计 2035 年中国的人均建筑面积将达到日本的当前水平，2055 年或 2060 年达到美国当前水平。

　　碳排放快速达峰，到2050年排放比2015年减少约90%。在 1.5℃情景中，中国建筑部门 CO2 的直接排放量应快速达峰并下降，到 2050 年排放比 2015 年减少约 50-95%（图 4-8）。为实现减排，中国需控制其能源需求增长。1.5℃情景表明，2050 年建筑终端能源消耗要么接近今天的水平，要么远远超过今天。 此结果反映了建筑领域能耗问题的悖论，一方面需要提高建筑用能效率，另一方面城镇化、建筑能源服务的需求增长提高了能源消耗（图 4-9）。

　　到2050年，约75%的建筑用能可通过电力供应。1.5℃情景显示了建筑部门电气化的两类水平：较高估值表明电力将占终端能源的 75-85％；较低估值表明电力将占终端能源的 55％ -65％（图 4-10）。这两种观点之间的主要区别在于未来热能和天然气的预计使用量不同。“低电气化”情景表明，热能和天然气 将占建筑部门终端能耗的 30％左右。“高电气化”情景表明，热能和天然气仅占 15％。提高电气化水平意味着使用电能用于建筑取暖、烹饪和烧水。此外，在 1.5℃“高电气化” 情景中，中国建筑部门的用电量将 从 2015 年 1.45 万亿千瓦时增长到 2050 年 3.65 万 亿 -5 万亿千瓦时，每年的增长率为 2.7％至 3.6％。

　　到2050年，中国北方城市的大多数集中供暖系统将实现脱碳。集中供暖包括四个部分：热源、管网、 建筑内部的供暖系统、围护结构及其热特性。后面三 个部分的节能方式已经有充分研究，包括：改善管道隔热性能、调整水泵尺寸、改善和调节系统运行避免供暖系统热量分布不均（导致系统某些部分过热）以及提高围护结构能效等方式。长期战略需聚焦中国北方城市集中供暖的热源脱碳，有两种主要选择：使用电热泵进行空间供热，提高建筑部门的电气化水平； 在可行的地区，利用工厂、煤电厂或核电厂的余热供暖。鉴于中国工业加工设施和火力发电厂的余热资源丰富，这两个选项相比，余热供暖将更为经济，应优先考虑。2018 年，中国北方地区集中供暖的总建筑面积约为 120 亿平方米，集中供暖消耗了约 50 亿吉焦的热量。据估计，中国北方城市工业设施的低温余热资源为 8 亿吉焦 / 年，燃煤电厂的低温余热资源为 78 亿吉焦 / 年，核电厂的低温余资源为 26 亿吉焦 / 年。 研究表明，此类余热发电的可利用率约为 20-40％ （THUBERC，2019 年）。仅仅使用 15％的余热，每年将提供约 17 亿吉焦热量，约等于降低中国北方城市 的空间供暖能耗的三分之一。

　　通过翻新和/或使用高质量的建筑材料延长建筑使用寿命，降低建筑的建造能耗。翻新建筑的能耗比新建建筑能耗少得多。另外，使用高质量的建筑材料（例如高质量的水泥）可以避免建筑过早拆除。目前中国的拆除率约为 2.5％，相比之下，美国住宅建筑的拆除率约为 0.3％至 0.5％（EIA，2018 年）。如果中国的年拆除率可降低到 1％（即每年减少 9 亿平方米的新建筑），整个建筑部门的 CO2 排放量（包括建造能耗的间接 CO2 排放量）可以减少约 11％。建筑材料制造过程的低碳化， 例如多使用可再生电力和氢能作为热源，也将有助于减少与建造能耗相关的 CO2 排放（见 4.3 章）。

　　在持续提高生活水平的同时，控制建筑总量的规模。长远来看，除了延长建筑物使用寿命外，控制中国建筑总量规模对于建筑部门建造用能和运行用能脱碳至关重要。如上所述，在未来二十至三十年内，中国的人 均建筑面积有望达到日本、欧洲和美国等发达国家的水平。考虑到中国的人口数量，人均建筑面积增加到美国水平可能会严重阻碍中国的可持续发展，特别是在能源消耗和土地利用方面。因此，规划合理的长期建筑总量发展路径（即设定建筑总量上限），对中国在 2060 年 之前实现碳中和目标至关重要。但是，控制建筑总量不应妨碍低收入家庭购置住房。如果实施“总量上限”政策，政府需要考虑为某些受影响的社会群体提供社会保障住房。

　　建设部门脱碳战略也需要协调其他部门战略。建筑部门的电气化离不开电力部门的脱碳策略。为了使建筑充当电网电力的柔性负荷，有必要将智能光伏建筑一体 化（BIPV）系统和电动汽车充电站集成到建筑能源系统中，这要求在电力、交通和建筑部门之间进行整体政策设计。此外，建筑寿命、建筑总量以及建筑材料在建设实践的变化可能影响工业产品（尤其是水泥和玻璃等产品）的需求和生产过程。这些联系强调了制定跨部门政策和战略的必要性。

　　进一步明确电气化和可再生能源在建筑领域的应用，以持续提高建筑节能设计标准。目前，中国有五项建筑节能设计国家标准（也称建筑节能规范），三项针对不同气候区域的住宅建筑（即 JGJ 26、JGJ 75 和 JGJ 134），一项针对农村住宅建筑（ 即 GB / T 50824），一项针对商业建筑（即 GB 50189）。这些规范会随着相关技术的进步定期更新，特别在墙体保温材料、更高能效窗户和更有效的区域供热系统方面。未来，需要加严这些建筑节能规范，扩大其使用范围，以提高电气化水平并应用可再生能源。

　　继续完善家电能效标准和标签计划，纳入智能技术以实现系统节能。现有的能效标准和标签计划 （EES&L）已涵盖建筑中的许多关键用能设备，包括空调、电视、洗衣机、灯具、制冷机、复印机、风扇、 打印机、热水器、抽油烟机和电磁炉。这些能效标准和标签计划需要进一步完善，纳入智能支持技术以实现系统节能（例如设备的信息反馈功能、设备的最佳待机模式、提高非满负荷运行的效率等）。

　　通过促进分布式光伏发电和高效生物质利用，逐步淘汰农村住宅煤炭使用。中国农村住宅的近期脱碳策略包括使用光伏、生物质等可再生能源替代煤炭。 农村家庭的主要能源是煤炭、生物质能和电力。煤和生物质用于烹饪、取暖和烧水。当前，中国农村家庭每年消耗约 9 千万吨标煤的自收集生物质（约占农村家庭用能的 30％）。农村住宅用能脱碳需要采取三项关键措施：在农村屋顶和庭院地面使用光伏发电；将自收集的生物质压实或将其转化为沼气，以提高生物质的能效；以电力、沼气或压实的生物质代替散煤。 据估计，中国农村地区可用于安装光伏的建筑面积约为 150 亿平方米（THUBERC，2019 年），可容纳约 15 亿千瓦的光伏装机，并提供至少 2 万亿千瓦时的电力。2017 年，中国农村住宅的终端用能约为 2.4 万亿千瓦时（包括 2.62 亿吨标煤热力和 2290 亿千瓦时电力）。也就是说，中国农村潜在的分布式光伏发电量 可以满足农村家庭约 80％的能源需求。

　　通过开发小型商业建筑，减少对大型商业建筑的依赖，鼓励使用自然通风和照明等被动技术。中国商业建筑总体能耗高，很大程度上是由于大型建筑在商业建筑总量中占比较大。由于需要更多人工照明、机械通风、大型水泵和电梯，大型商业建筑（例如建筑面积大于 4 万平方米）的能耗强度通常比小型建筑高 30-100％（THUBERC，2019 年）。小型商业建筑内部蓄热较低，因此制冷需要较少。此外，小型商业建筑因为面积小可以更有效地利用自然采光和通风，提供更健康节能的建筑环境。因此，制定鼓励发展小型而非大型商业建筑的政策或激励机制至关重要，特别是对于非一线城市。

　　部署智能技术，以改善需求侧响应和电网灵活性。高效智能技术和可再生能源的不断发展正在改变建筑供电和用电的方式。建筑物不仅可以充当电网的柔性负荷，而且还可以提供新型服务。需要抓住机遇采取创新的政策（见专栏 4-9），加快诸如智能传感器、电表、电器和分布式发电等技术的部署，以无缝、自动化的方式平衡电力需求。此外，为充分挖掘市场潜力， 需要进行市场改革，允许建筑业主和运营方进入电力市场，并从节能和电力交易中获得经济收益。

　　为进一步提高建筑内大功率和小功率电器（例 如电梯、水泵、风扇、空调、冰箱）的能效，目前最新的趋势是采用直流电机代替交流电机，便于控制速度。LED 灯、个人电脑和显示器等其他电器已经使用了直流电源。通过将交流电转换为直流电为建筑供电，在建筑内采用直流型微电网是可行且有益的。当光伏建筑一体化（BIPV）和智能电动汽车充电站结合时，这种转变可以使建筑物成为良好的缓 冲。在低层和高层建筑占主导地位的中国城市，发 展 BIPV 可以极大促进光伏在当地的使用。此外，中 国的电动汽车保有量迅速增加，对电动汽车充电站的需求不断增长。这三个“区块”的组合可以使建筑物充当电网的柔性负荷载体，甚至在特定时期充当额外的电源。目前深圳市正在实施柔性直流建筑试点项目。

　　在中国农村地区，煤炭和未加工的生物质等固 体燃料仍占能源使用量的 80％左右，主要用于烹饪 和取暖（THUBERC，2016 年）。由于使用的取暖设备和炊具效率低下，固体燃料无法有效燃烧，导致室内空气污染严重。据报道，采暖造成的家庭空气污染，导致中国农村地区约 67 万早死和 1400 万伤残 （Chen 等，2018 年）。在中国农村住宅建筑中，尤其是西部、中部和东北部省份，用电（例如分布式 光伏或风电）和天然气（如沼气）代替固体燃料进行烹饪和取暖，不仅可以降低 CO2 排放 ，也可以减少对住户（主要是老人、妇女和儿童）的负面健康影响。

　　随着制冷服务需求的增加和氟氯化碳（CFC）、 氟氯氢（HCFC）的逐步淘汰，中国氢氟烃（HFCs） 生产的温室气体排放将大幅增加。中国室内空调的 HFCs 排放量（R410a）从 2006 年的 9.2 吨增加到了 2017 年的 1.2 万吨（SN-CMA，2020 年）。 即使完全遵守《基加利修正案》，据估计，从 2018 年到 2050 年，中国室内空调的累计 HFCs 排放量仍将为约 160 万吨，相当于 32 亿吨的 CO2 排放量（SN-CMA，2020 年）。采用低全球变暖潜值（GWP）制冷剂，尤其是用于空调的丙烷（R-290）和用于家庭制冷的异丁烷 （R-600a）制冷剂，可大幅减少温室气体排放，也可以节省电力。据估计，与目前常用的制冷剂（R-410A） 相比，改用丙烷（R-290）可以节省约 1.6％的室内制冷用电（Purohit 等人，2018 年）。

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