2021年第2期（总第49卷第360期）No．2in2021（TotalVol．49，No．360）建筑节能（中英文）JournalofBEE■特别关注Focusdoi：10．3969/j．issn．2096－9422．2021．02．001中国建筑能耗研究报告2020ChinaBuildingEnergyConsumptionAnnualＲeport20200引言针对中国建筑能耗统计数据权威性欠缺的问题，中国建筑节能协会于2016年成立了能耗统计专委会（下文统称“专委会”），以建筑能耗数据专项研究工作为任，逐步构建测算方法体系和专业数据库，并连续5年发布《中国建筑能耗研究报告》（2016－2019年），专委会研究工作逐步深入，实现了“研究范围从全国扩展到分省”，“研究对象从建筑能耗扩展到建筑碳排放”，“研究时间维度从历史数据测算扩展到未来数据预测”的跨越式进步，专委会逐渐构建了较为成熟的建筑运行阶段能耗以及碳排放测算与预测方法体系，并形成了中国建筑能耗与碳排放数据库。当前，中国建筑节能数据量化工作还存在一个短板———缺乏建筑全寿命周期能耗和碳排放数据。随着我国城乡建设持续大规模推进，建筑材料的生产、建筑施工环节消耗了大量能源，产生了大量的碳排放，建设领域对这部分的能源消耗和碳排放缺乏系统研究和可靠的数据支撑。推动建筑领域绿色低碳发展需要从全寿命周期视角出发。我国建筑领域从节能到绿色的转变，大规模推广绿色建筑也正是基于此。发展绿色建筑带来的全寿命周期的节能与减排效果需要数据支撑。因此，专委会构建了基于投入产出表与过程法相结合的建材能耗与碳排放测算方法，测算并分析了2005－2018年全国建筑全寿命周期能耗与碳排放数据。2020年11月，《中国建筑能耗研究报告2020》由中国建筑节能协会能耗统计专委会、重庆大学管理科学与房地产学院联合发布。1建筑全寿命周期碳排放测算方法概述1.1建筑全寿命周期能耗概念范围界定建筑能耗的概念范围是造成不同机构所测算的建筑能耗数据差距巨大的原因之一，因此有必要对相关概念范围做清晰界定。从建筑全寿命周期角度出发，可将建筑产品的寿命周期分为4个阶段，包括建筑材料生产运输阶段、建筑施工阶段、建筑运行使用阶段、建筑拆除及废弃物处理阶段，以此对建筑能耗相关概念进行界定（见图1）。具体内涵为：（1）建筑能耗，指建筑运行阶段能耗，包括维持建筑环境的终端设备用能（如供暖、制冷、通风、空调和照明等）和各类建筑内活动（如办公、炊事等）的终端设备用能。（2）建筑业能耗，指作为国民经济物质生产部门建筑行业的能源消费，主要为建筑企业的施工生产能耗。（3）建筑领域能耗，指建筑运行能耗和建筑业能耗之和。（4）建筑物化能耗，指将建筑物作为建筑工程的最终产品，在其建造过程中原材料的开采、生产、运输、构件生产、施工等过程所消耗的各类能源总和，包含建材生产和建筑施工能耗。（5）建筑全寿命周期能耗，指建筑作为最终产品，在其全寿命周期内所消耗的各类能耗总和，包括建材生产运输、建筑施工、建筑使用运行和建筑拆除处置能耗。图1建筑能耗相关概念范围界定1.2建筑全寿命周期能耗或碳排放测算方法体系根据上述建筑全寿命周期能耗概念范围的界定，建筑全寿命周期能耗或碳排放等于建材生产、建筑施工和建筑运行三个阶段的能耗或碳排放之和。建材生产阶段能耗或碳排放可基于投入产出表测算，并结合过程法进行测算；建筑施工能耗或碳排放可直接根据《中国能源统计年鉴》中建筑业的能源消费量进行测算；建筑运行能耗或碳排放可基于《中国建筑能耗研究报告2018》中开发的方法进行测算。《中国建筑能耗研究报告2020》则重点对建材生产阶段能耗或碳排放进行研究（见图2）。1.3建材生产阶段能耗或碳排放测算方法（1）关于建材生产阶段能耗或碳排放边界，存在两个口径，即当年竣工的房屋建筑其中的建材隐含能耗或碳排放（口径1）、当年投入到建筑业建材隐含能耗或碳排放（口径2）。两个口径存在较大差别，从行业范围看，口径1仅限定于房屋建筑行业，并且是当年竣工的房屋建筑；口径2包含整个建筑业，既包括房屋建筑业，又包括土木工程行业及其他建筑行业。从时间跨度看，口径1测算的建材能耗或碳排放不一1中国建筑能耗研究报告2020图2建筑全寿命周期能耗或碳排放测算方法体系定是当年消耗的建材所产生的，因为当年竣工的建筑施工周期可能会跨年度；口径2测算的建材能耗或碳排放则是当年所产生的，不存在跨年度的问题。本报告以口径2为准，主要考虑：建筑施工阶段和建筑运行阶段均为当年的碳排放，整个建筑业的建材消耗能够更加全面反映住房和城乡建设领域的总体情况，基于现行的统计体系难以将建筑业中的房屋建筑板块中建材消耗和能耗单列出来。（2）基于投入产出表的建材生产阶段能耗或碳排放测算方法，是基于投入产出表，分拆出建筑业产出中建材部门的经济投入量，基于此测算由建筑生产活动带来的上游建材部门的能源消费量及其碳排放量，基本公式如下：建材生产阶段能耗=∑建筑业中建材部门的经济投入量×建材部门单位产值能耗（1）建材生产阶段碳排放=∑建筑业中建材部门的经济投入量×建材部门单位产值能耗×碳排放因子（2）式中：建筑业中建材部门的经济投入量，数据来源于全国投入产出表，涉及的投入产出表中的行业包括金属冶炼/加工及制品、非金属矿物制品、炼油/炼焦和化学产品、采掘产品等；建材部门单位产值能耗，数据来源于《中国能源统计年鉴》分行业能源消耗量，需要将能源统计年鉴中的行业分类进行适当调整，使其与投入产出中的行业分类一致；能源碳排放因子，根据《中国建筑能耗研究报告2018》中的方法测定。（3）基于过程法的建材生产阶段碳排放测算方法，是根据当年建筑业主要建材消费量及其单位产品的能耗强度、碳排放因子测算，基本公式为：建材生产阶段能耗=∑建筑业主要建材消耗量×建材单位产品能耗强度（3）建材生产阶段碳排放=∑建筑业主要建材消耗量×建材单位产品碳排放因子（4）式中：建筑业建材消耗量，数据来源于建筑业统计年鉴，年鉴中统计的建材主要包括钢材、水泥、铝材、玻璃等；建材单位产品的能耗强度，来源于相关文献或数据库；建材单位产品的碳排放强度，来源于相关文献或数据库。22018年全国建筑全寿命周期能耗和碳排放数据分析2.1建筑全寿命周期能耗和碳排放总量分析2018年全国建筑全寿命周期能耗总量为21.47亿tce，占全国能源消费总量的比重为46.5%。其中，建材生产阶段能耗11亿tce，占建筑全寿命周期能耗51.3%，占全国能源消费总量的比重为23.8%。建筑施工阶段能耗0.47亿tce，占建筑全寿命周期能耗2.2%，占全国能源消费总量的比重为1%。建筑运行阶段能耗10亿tce，占建筑全寿命周期能耗46.6%，占全国能源消费总量的比重为21.7%（见图3）。图32018年建筑全寿命周期能耗占全国能耗消费总量的比重2018年全国建筑全寿命周期碳排放总量为49.3亿tCO2，占全国能源碳排放的比重为51.2%。其中，建材生产阶段碳排放27.2亿tCO2，占建筑全寿命周期碳排放的55.2%，占全国能源碳排放的比重为28.3%。建筑施工阶段碳排放1亿tCO2，占建筑全寿命周期碳排放的2%，占全国能源碳排放的比重2ChinaBuildingEnergyConsumptionAnnualＲeport2020为1%。建筑运行阶段碳排放21.1亿tCO2，占建筑全寿命周期碳排放的42.8%，占全国能源碳排放的比重为21.9%（见图4）。图42018年建筑全寿命周期碳排放总量占全国能源碳排放的比重2.2建材生产阶段能耗和碳排放分析2018年全国建材生产阶段能耗为11亿tce，产生CO2排放27.2亿t。其中：（1）钢材：能耗6.3亿tce，占比57.3%；产生CO2排放13.1亿t，占比48.2%；钢材能耗综合碳排放系数为2.08kgCO2/kgce。（2）水泥：能耗1.3亿tce，占比11.8%；产生CO2排放11.1亿t，占比40.8%；水泥能耗综合碳排放系数为8.54kgCO2/kgce（含水泥生产工艺中所产生的CO2）。（3）铝材：能耗2.9亿tce，占比26.4%；产生CO2排放2.7亿t，占比10%；铝材能耗综合碳排放系数为0.93kgCO2/kgce。（4）其他建材：能耗0.5亿tce，占比4.5%；产生CO2排放0.3亿t，占比1%（见图5～7）。图5主要建材能耗、碳排放和综合碳排放系数2.3建筑施工阶段能耗和碳排放分析2018年全国建筑施工阶段能耗为0.47亿tce，产生1亿tCO2排放，占全国能源消费和碳排放的比重均约为1%。2.4建筑运行阶段能耗和碳排放分析2.4.1全国建筑存量面积分析2018年全国建筑存量面积为674亿m2，其中，公共建筑面积129亿m2，人均公共建筑面积为9.24m2；城镇居住建筑面积307亿m2，城镇人均居住建筑面积37m2；农村居住建筑面积238亿m2，农村人均建筑面积42.3m2。图6主要建材能耗占比图7主要建材碳排放占比2.4.2全国建筑运行能耗分析2018年全国建筑运行阶段能耗为10亿tce，占全国能源消费总量的21.7%。其中，公共建筑能耗3.83亿tce，占比38.3%，单位面积能耗29.73kgce/m2；城镇居住建筑能耗3.8亿tce，占比38%，单位面积能耗12.38kgce/m2；农村居住建筑能耗2.37亿tce，占比23.7%，单位面积能耗9.98kgce/m2。2.4.3全国建筑运行碳排放分析2018年全国建筑运行阶段碳排放为21.1亿tCO2，占全国能源碳排放的比重为21.9%。其中，公共建筑碳排放7.84亿tCO2，占比37.1%，单位面积碳排放60.78kgCO2/m2。城镇居住建筑碳排放8.91亿tCO2，占比42.2%，单位面积碳排放29.02kgCO2/m2。农村居住建筑碳排放4.37亿tCO2，占比20.7%，单位面积碳排放18.36kgCO2/m2。3全国建筑全寿命周期能耗和碳排放变化趋势分析3.1建筑全寿命周期能耗与碳排放总量变化趋势分析3.1.1建筑全寿命周期能耗变化趋势分析2005－2018年间，全国建筑全寿命周期能耗由2005年的9.34亿tce上升到2018年的21.41亿tce，扩大2.3倍，年均增长6.6%。总体上，全国建筑全寿命周期能耗变化呈现显著的阶段性（见图8）。（1）“十一五”期间（2006－2010年），建筑全寿命周期能耗平稳增长，年均增速5.9%。其中，建材生产、建筑施工和建筑运行三个阶段的增速相对较为稳定。3中国建筑能耗研究报告2020图8建筑全寿命周期能耗变化趋势（2005－2018年）（2）“十二五”期间（2011－2015年），2011年和2012年建筑全寿命周期能耗出现猛增，年均约增加3亿tce，增速超过20%。出现异常值的原因在于建材生产能耗增加过快，2011年和2012年建材生产能耗分别增长了2.4亿tce和2.9亿tce。此后两年基本保持稳定，2015年出现了下降趋势。“十二五”期间建筑全寿命周期能耗年均增速8.3%。“十二五”初期出现的突变并不合理，可能的原因是建材的统计口径出现了问题。（3）“十三五”期间（已经统计的2016－2018年数据），建筑全寿命周期能耗仍然呈现平稳增长趋势，但增速明显放缓，年均增速3.6%，分别比“十一五”期间和“十二五”期间增速下降2.3%和4.7%。3.1.2建筑全寿命周期碳排放变化趋势分析建筑全寿命周期碳排放与能耗变化趋势一致，同样存在三个显著的发展阶段，与之不同的是三个阶段的年均增速有差别（见图9）。“十一五”期间，建筑全寿命周期碳排放年均增速为7.4%，高于能耗增速；“十二五”期间年均增速为7%，低于能耗增速；“十三五”期间（已经统计的2016－2018年数据）年均增速为3.1%，略低于能耗增速。3.1.3建筑全寿命周期能耗和碳排放比重变化趋势分析2005－2018年，建筑全寿命周期能耗占全国总能耗比重由2005年的36%上升至2018年的46%，扩大了1.28倍，年均增长0.8%。建筑全寿命周期碳排放占全国碳排放比重由2005年的72%下降至2018年的54%，下降了18%，年均降低1.38%。碳排放比重大于能耗比重，表明当前建筑全寿命周期碳排放因子大于全国各行业平均水平。同时，碳排放比重降低而能耗比重升高，表明当前建筑全寿命周期总体排放因子正在降低，行业能源结构正不断优化，逐渐接近全国平均水平（2005年能耗比重/碳排放比重为2.00，2018年能耗比重/碳排放比重为1.4），如图10所示。图9建筑全寿命周期碳排放变化趋势（2005－2018年）图10建筑全寿命周期能耗和碳排放占全国比重（2005－2018年）（1）“十一五”期间（2006－2010年），建筑全寿命周期能耗占全国比重处于下降趋势，但总体下降幅度不大，下降2%。建筑全寿命周期碳排放占全国比重先上升后降低，年平均降低幅度为3.9%。表明“十一五”期间，建筑全寿命周期排放因子与全国平均水平差距先增加后降低。（2）“十二五”期间（2011－2015年），2011年和2012年建筑全寿命周期能耗和碳排放占全国比重迅速增加，分别由40%、66%增加至47%、75%。但能耗占比/碳排放占比的比值呈下降趋势，即建筑全寿命周期排放因子与全国平均水平差距缩减。2013年，建筑全寿命周期能耗和碳排放占全国比重开始下降。（3）“十三五”期间（已经统计的2016－2018年数据），建筑全寿命周期能耗占全国能源消费比重处于缓慢上升的趋势，从2016年的45%上升至2018年的46%。建筑全寿命周期碳排放占全国比重处于缓慢下降的趋势，从2016年的55%下降至2018年的54%。建筑全寿命周期碳排放因子与全国平均水平的差距进一步降低。3.2建材生产阶段能耗与碳排放变化趋势分析建材生产阶段能耗和碳排放变化趋势基本一致，在2018年分别达到最大值10.93亿tce和27.24亿tCO2。4ChinaBuildingEnergyConsumptionAnnualＲeport2020建材生产阶段能耗总体呈现上升趋势，从2005年的4.23亿tce上升至2018年的10.93亿tce，上涨了2.58倍，年平均增长幅度为7.58%。建材生产阶段碳排放总体呈现上升趋势，从2005年的10.95亿tCO2上升至2018年的27.24亿tCO2，上涨了2.48倍，年平均增长幅度为7.47%，低于能耗上涨增幅，表明建材生产能源相关的平均碳排放因子处于下降趋势。建材生产阶段能耗和碳排放呈现出阶段性变化，如图11所示。图11建材生产阶段能耗与碳排放变化趋势（1）“十一五”期间（2006－2010年），建筑建材生产阶段能耗与碳排放处于稳步增长的趋势，增长幅度较低，年平均增长幅度分别为6.1%和8.5%，能耗年均增幅小于排放年均增幅，表明“十一五”期间建材生产平均能源相关的碳排放因子处于上升阶段，与总体趋势相反。（2）“十二五”期间（2011－2015年），2011年和2012年建材生产阶段能耗和碳排放迅速增加，年平均增长率大于20%。2012年以后，建材生产阶段能耗和碳排放开始下降，能耗从2012年的11.17亿tce下降至9.66亿tce，年平均下降幅度为5.0%；碳排放从2012年的30.09亿tCO2下降至25.52亿tCO2，年平均下降幅度为5.6%，建材生产平均能源相关的碳排放因子处于上升阶段。（3）“十三五”期间（已经统计的2016－2018年数据），建材生产阶段能耗和碳排放缓慢增加，能耗从2016年的10.18亿tce上升至2018年的10.93亿tce，碳排放从2016年的26.36亿tCO2上升至2018年的27.47亿tCO2。3.3建筑施工阶段能耗与碳排放变化趋势分析建筑施工阶段能耗与碳排放占建筑全寿命周期比例最小，各年维持在2%左右，处于线性增长的状态。建筑施工阶段能耗从2005年的0.22亿tce增长至2018年的0.47亿tce，年平均增长6%。建筑施工阶段碳排放从0.49亿tCO2增长至1亿tCO2，年平均增长5.6%。3.4建筑运行阶段能耗与碳排放变化趋势分析3.4.1时间维度建筑运行阶段能耗与碳排放占建筑全寿命周期能耗与碳排放份额较大，各年分别维持在47%和45%左右，处于线性增长的状态。建筑运行阶段能耗从2005年增加4.8亿tce增长至2018年增加9.5亿tce，年平均增长率为5.39%。建筑运行阶段碳排放从2005年的10.91亿tCO2增长至2018年的21.1亿tCO2，年平均增长率为5.29%，小于能耗年平均增速率，表明建筑运行阶段能源相关的碳排放因子降低，全国建筑能源结构逐渐优化（见图13）。图12建筑施工阶段能耗与碳排放变化趋势图13建筑运行阶段能耗与碳排放变化趋势3.4.2空间维度从重心纬度来看，2000－2018年间，建筑能耗重心南移0.92度，建筑碳排放重心南移1.08度，两者南移趋势均较为明显。结合全国人口、经济分布情况，分析其与建筑能耗、碳排放的关系，计算结果如图14所示。建筑能耗和碳排放重心的移动趋势与全国人口和经济重心的移动趋势呈正相关关系，全国人口和经济重心的南移也导致了建筑能耗和碳排放重心的南移。对于南方地区、北方供暖地区、夏热冬冷地区来说，各阶段、各地区的能耗、能耗强度变化幅度不同。总体来说，无论是总体能耗增速还是能耗强度增速，夏热冬冷地区＞南方地区＞北方地区，这主要与夏热冬冷地区和南方地区日益增长的供暖需求、人口和经5中国建筑能耗研究报告2020济“重心南移”有关。“十二五”期间，单位面积能耗出现负增长，这得益于大规模的建筑节能改造工作和建筑设备能效提升；“十三五”期间，单位面积能耗出现反弹，如图15所示。图14建筑能耗与碳排放“重心南移”图15不同地区不同阶段能耗和能耗强度增速比较3.4.3结构维度从结构来看，建筑能耗电气化水平逐年提升，从2000年的11.6%提升至2018年的21.9%，年平均增长速率为3.6%（见图16）。但目前，我国建筑电气化仍处于较低水平，建筑“脱煤”仍需继续努力。图16建筑运行阶段电力能耗占比报告来源：中国建筑节能协会；摘录：《建筑节能（中英文）》编辑部6