您现在的位置是: 首页 / 宣传活动 / 正文

类消费领域用能的提出与用能特征

郭偲悦1,2  朱安东2  燕达1  江亿1

(1.清华大学建筑节能研究中心,北京,100084;

2.清华大学马克思主义学院,北京,100084)[1]

    摘要:在当前节能工作的开展中,往往认为经济发展是能源消耗的主要目的。但也存在一部分用能行为,去目标为提升消费者的舒适度。本研究基于用能目的与基本特征的差异,将不同用能行为分为类消费领域与物质生产领域用能,并对不同领域的用能特征进行分析,同时对这一分类方式的意义进行了进一步探讨。

    关键词:类消费领域用能;物质生产领域用能;用能特性

    Abstract: Economic development used to be considered as the only main goal for energy use. However, improving comfort levels is also an important goal. In this research, based on the different goals of energy usage, all energy use is divided into Qusi-consumption field and Material-production field. The energy use characteristics of these two fields and the meaning of the new category are also discussed.

    Key words: Qusi-consumption energy use; Material-production energy use; Energy use characteristics;

    1.引言

    面对能源总量飞速上涨的用能状况、碳排放总量全球最高的气候谈判压力以及部分城市的雾霾问题,能源系统问题已成为我国面临的重大挑战。近年来,随着“生态文明”建设的提出,各方开展节能减排的力度不断增强。然而,在节能工作开展的过程中,也遇到了一些问题。

    目前我国以“单位GDP能耗”作为主要的节能考核指标。同时,这一指标也是大部分重要机构进行用能评估的核心依据。比如,IPCC报告使用kaya公式来评估碳排放的主要驱动力。这一公式将二氧化碳排放总量分解为人口、人均GDP、单位GDP能耗以及单位能耗碳排放之积。基于这一公式,要降低碳排放,同时又不希望控制人口、人均GDP这两个变量时,主要的手段即为提升用能效率以降低单位GDP能耗,以及改变能源结构降低单位能耗碳排放。

    但是,这一指标对于有些用能行为并不适用,例如在家中开启空调、开车出门等,这些行为本身只是为消费者提供了服务,并没有直接产生额外的GDP,因此“单位GDP能耗”无法直接计算,更难以以此进行考核。

    进一步分析发现,单位GDP能耗之所以被广泛应用,一个重要的原因是,人们普遍认为,能源消耗主要是为了保证经济增长、生产产品。当能耗是以此为目标时,“单位GDP能耗”可以表征能源的效率,并且在产生相同GDP的前提下,提升能效就降低了能耗。但是,也存在一些被用来为消费者提供服务的能耗行为,由于用能过程没有直接产生产品,单位GDP能耗难以计算,直接提升能效可能也难以直接产生节能效果。对于这部分用能行为,需要进行进一步的研究与分析。

    本研究拟从用能主要目标的差异入手,对不同用能行为的差异进行探讨,并提出这一视角下的用能分类方式,对不同用能行为进行特征分析,进而讨论其可能的节能路径。

    2.类消费领域用能的提出

    2.1 类消费领域用能的提出

    对于各种用能行为,主要存在两种不同的用能目的:一种是为了物质生产,一种是为了提供服务。

    当能源消耗是用于产生产品,包括物质与信息产品时,能源是产品最终产值的一部分。比如在生产钢铁的过程中,钢铁冶炼的过程、设备的维护以及炼钢环境的营造都消耗了能源,这些能源最终成为钢铁的组成部分。一般来说,产品具有可以“转移”的特性,即生产产品和最终消费产品可以不在同时、同地发生。比如,可以在A国生产钢铁、B国使用,也可以在前一年生产、下一年使用。即对于这一部分用能,能源消耗的过程与最终产品被使用的过程是相对分离的。

    当能源消耗是为了提供服务时,能源消耗提升了使用者的舒适程度、生活品质。比如夏天开启空调设备,就通过电力的消耗提供冷量,从而改善了室内的热环境。一般来说,这里的服务不具有“转移”的特性,即产生服务和最终享受服务需要在同样的时间、地点发生。仍以开空调为例:空调耗电的同时室内温度下降,居民在用电的同时享受到更舒适的热环境。因此,对于这一部分用能行为,能源消耗的过程与最终服务被享受的过程是不能分离的。

    因此,根据这些差异,可以将各种能源消耗行为分为两类:第一类是主要以物质生产为目的的能源消耗,第二类是主要以提供服务为目的的能源消耗。

    对于第一类用能,能源消耗产出产品、提升产值,其能源消耗过程与产品使用过程可以分离。将这一类用能定义为“物质生产领域”用能,即“用以制造产品,在物质与信息产品生产过程中产生的能源消耗”。

    对于第二类用能,能源消耗提升了服务水平,其能源消耗过程与服务享受过程不可分离。将这一类用能定义为“类消费领域”用能,即“用以为居民提供服务,在服务业与日常生活中的直接能源消耗”。

    2.2 类消费领域用能的范围界定

    根据不同领域用能的定义,对不同部门的用能行为进行分析,可以对各领域的用能范围进行界定。

    结合已有研究,可以将各种用能行为划分为工业、交通与建筑运行三个部门。

    工业部门包括工农业生产,以及建筑与基础设施建设。前者主要为制造与存储工农业产品的能耗,目的为工农业的产值的提升,且工农业产品的生产与消费可以不同时同地发生。后者主要为建造物建成过程的能耗,目的是建造业产值的提升,建造物建成后可以使用很长一段时间,即建造过程和使用过程也相对分离。综上,工业部门的能耗属于物质生产领域用能。

    交通部门包括货运交通与客运交通。前者主要为不同运输工具用以运送货物的能耗,其产出体现在货物最终产值的提升,因此属于物质生产领域。而后者,客运交通部门主要是指用以运送乘客的能耗,主要是为了提升乘客的舒适度,且能源消耗与乘客享受服务同时同地发生。因此,客运交通部门属于类消费领域用能。

    建筑运行部门包括居住建筑以及公共与商业建筑运行部门,指各类民用建筑运行所消耗的,为了实现建筑中各项服务功能消耗的能源。对于前者,能源消耗提升了居民在家中的舒适度,且能源消耗与享受同时同地发生。有些居住建筑使用集中供冷供暖或者集中生活热水,似乎是在消耗这些能源的过程中也产生了新的产值。但实际上,这些冷热量或者热水的购买与居民购买电力、天然气等是等价的,并没有由于居民的使用而产生额外的GDP。故这一部分属于类消费领域用能。在公共与商业建筑中,能源消耗提升了人员在公共建筑中的舒适度,与居住建筑类似,能源消耗与服务享受不能分割。有一些公共建筑对应服务业的服务生产,比如商业办公楼、商场等。但进一步分析会发现,这一部分产生的产值与能源消耗的关系并不是直接的,而主要取决于人的劳动。因此,这一部分能耗也属于类消费领域。

    综上所述,物质生产领域用能包括工业部门与货运交通部门,类消费领域用能包括客运交通部门与建筑运行部门。

    2.3 各国类消费领域用能现状

    基于物质生产与类消费领域的范围界定,可以计算得到各国类消费领域的用能现状。本研究中,我国数据来自王庆一老师的统计数据,其他国家的数据来自国际能源署(IEA)给出的各国能源平衡表以及IEA能源技术展望部门(ETP)给出的客运与货运交通用能比例。计算方法如图 1所示。

    本研究采用发电煤耗法对各国能耗进行计算,同时对于发展中国家,由于生物质能源未作为商品能源,因此将这一部分能耗去除。

    计算可得,2013年,全球类消费领域用能共为67亿 tce,占全球总能耗的52%,人均用能为0.9 tce/cap。即类消费领域用能已经在总能耗中不容忽视。美国是这一领域用能总量最大的国家,共耗能18亿tce,占美国全国能耗的69%,人均能耗为5.6 tce/cap。我国类消费领域用能总量为9亿 tce,占全国能耗的23%,人均能耗为0.7 tce/cap。即我国该领域人均用能尚处在低位,且目前这一部分用能占总能耗的比例显著低于全球平均水平。但如果简单复制一些发达国家的用能模式,我国类消费领域的能耗存在大幅增长的可能。

    图 2所示为部分国家的人均类消费领域能耗情况。从图中可以进一步看出,不同国家在该领域的人均用能存在巨大差异,发达国家的用能显著高于发展中国家。依据类消费领域用能的定义,则可以得到发达国家居民所享受的服务较多。

    3.类消费领域用能的主要特征

    3.1 能源消耗与经济发展的关系

    随着经济增长,能源消耗量往往也会不断增加。对物质生产领域而言,能源消耗是产生产品的重要支撑。那么,在类消费领域,两者又是因为什么原因同时增加呢?

    类消费领域的能源消耗主要是为消费者提供服务。能源消耗的增加是由于服务需求的提高,这是由于居民生活水平的提升,而居民生活水平提升又是由于经济发展。因此,在类消费领域,不是能源消耗支撑了经济发展,而是由于经济发展,间接导致了能源消耗的增加。

    综上,不同领域与经济发展关系的比较如图 3所示。

    3.3 能耗与产出的关系

    不论是物质生产领域还是类消费领域,在不考虑过量生产、过量供应的前提下,随着能源消耗的增加,产值增加、服务水平提升。

    在物质生产领域,随着产值基数的增加,单位产值所需的能耗可能不变,也可能由于规模效益、劳动力附加值增加等原因下降。但由于近年来节能减排在工业领域的推进,为了保证产值,不断下降单位产值所需能耗是绝大多数企业的选择。因此,在这一领域,随着产值的增加,单位产值所需的能耗不断下降。

    在类消费领域,需要考虑的是,随着服务水平基数的增加,能耗的变化趋势。已有分析表明,服务水平与其所需能耗呈非线性关系:当服务水平相对较低时,能耗的少量增加就会带来服务水平的较大提升,而当服务水平较高时,其进一步提升需要以极大的能源消耗为代价。图 4所示为调研得到的我国长江流域地区不同的典型采暖模式与其对应的满意度关系。从图中也可以看出,对于不同的采暖方式,随着采暖能耗的增加,满意度有所增长;对于采暖能耗较高的几种模式,其满意度并没有很显著的差异,但能耗有巨大差别。

    因此,在这一领域,随着服务水平的增加,进一步提升所需的能耗不断增大。

    图 5所示为不同领域能耗与产出关系的示意曲线。从图中可以看出,随着需求基数的增长,物质领域能耗上涨会逐渐变缓,而类消费领域的能耗会极速上涨。

    3.4 评价指标的选择

    在物质生产领域,由于GDP的多少表征了能源消耗产出的多少,所以用单位GDP能耗可以较好地表征能源消耗的效率,并且在GDP一定的情况下,通过单位GDP能耗的下降可以实现节能。

    而在类消费领域,由于是GDP的增长间接导致了能耗的增加,即产值与能耗的关系是间接的。在这一领域,单位GDP能耗难以计算,也不具有明确的含义,故不适宜用这一指标来帮助节能工作的开展。如果要评判能源的效率,则应该使用单位服务水平能耗。但服务水平是人的感觉或评价,难以定量描述,并具有很大的个体差异。因此要找到一个指标客观地给出舒适度的绝对值较为困难。

    由于类消费领域用能是为了消费者提供服务,可以用人均能耗来表征用能的强度。要对这一领域进行节能,也可以通过降低人均能耗来实现。

    因此,在物质生产领域可以用单位GDP能耗来开展节能工作,而在类消费领域可以使用人均能耗。

    3.5 节能途径的比较

    生态文明提倡人与自然的和谐发展,需要实现能源消耗的总量控制,以此为开展节能工作的最主要目标。不同领域选择其节能途径,便是结合自身用能特征找到尽可能降低总能耗的方案。

    在物质生产领域,开展节能工作的主要途径是追求单位GDP能耗的下降。要达到这一目的主要有两种方式,一是技术创新,提升设备效率;二是生产方式由粗放型向集约型转变,增加产品中的劳动力附加值。

    在类消费领域,开展节能工作的主要目标是人均用能的下降,通过引导行为模式与提升技术水平都可以达到这一目的。如果服务水平的要求不断增加,能源消耗会以更快的速度增长,难以达到节能目的。同时,服务水平要求本身是一个范围,并没有必要追求绝对的增长,且生态文明理念提倡适度消费,也不应当引导对服务的无限追求。因此,在类消费领域,对行为模式的适宜引导是重要的节能途径。

    同时,在类消费领域,技术的提升一方面需要注重效率,一方面也需要注重服务与需求的匹配性。比如有时我们只需要开一盏灯,可是照明系统只允许整个房间的灯具同时开启或关闭,这也会对能耗产生极大影响。

    因此,在物质生产领域,技术创新与产业转型是主要的节能途径;在类消费领域,主要途径则为引导行为模式以及提升技术的效率与匹配性。

    综合以上分析,可以得到类消费领域与物质生产领域的主要特征差异如表 1所示。

    4.提出类消费领域用能的意义

    与已有的用能划分方式相比,将各种用能行为依据其用能目的及基本特征的差异分为类消费领域用能与物质生产领域用能,为我国开展节能工作提供了新的视角。

    从节能的角度来说,目前,绝大多数节能工作的开展是以降低单位GDP能耗、提升能效为基本出发点的。这样的出发点在以经济发展为目的的物质生产领域完全适用,也产生了较好的效果。但对于以为消费者提供服务的类消费领域,由于其用能目标与特征的差别,一方面无法计算单位GDP能耗,更难以用这一指标进行节能评价;一方面其能耗受到服务水平的很大影响,仅仅提升能效不一定能够产生节能的效果。后者也是产生大量“高能效、高能耗”建筑的重要原因之一。具体来看,在客运交通部门,需要通过行为模式的引导实现节能已经被广泛接受;但在建筑运行部门,关于服务水平如何确定、行为模式如何引导还存在较大争议。通过提出“类消费领域”用能的概念,可以帮助我们在开展节能工作时充分考虑到用能特性的差异,从而对症下药,找到真正有效的节能途径。

    5.总结

    通过基于不同用能行为目的的分析,可以将不同用能行为分为类消费领域用能与物质生产领域用能。这两种用能行为存在巨大的特征差异,因而需要不同的节能路径。目前,类消费领域用能已占到全球的二分之一,不容忽视。而当前的节能体系,包括以单位GDP能耗作为主要评价指标、以提升能效为主要节能手段,主要针对物质生产领域,与客运交通、建筑运行部门的能耗特征不尽相同,因而不能很好地达成节能目标。具体来说,类消费领域用能是间接由经济发展带动的,因此单位GDP能耗并不能够体现其用能效率;除了提升能效之外,对行为模式的引导也是其开展节能的主要途径。类消费领域用能的提出为节能工作的开展提供了新的视角,能够帮助不同的用能行为,结合其用能特征找到更适宜的节能途径。

 

    参考文献:

    [1]中国城市能耗状况与节能政策研究课题组. 城市消费领域的用能特征与节能途径[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.

    [2]Intergovernmental Panel on Climate Change Working Group III. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change[M]. Cambridge University Press, 2015.

    [3]江亿. 中国建筑节能理念思辨[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2016.

    [4]清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告2013[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.

    [5]杨秀. 基于能耗数据的中国建筑节能问题研究[D]. 北京: 清华大学, 2009.

    [6]王庆一. 2015能源数据[R]. 能源基金会, 2015.

    [7]International Energy Agency. IEA ONLINE DATA SERVICES[E]. 2016. http://www.iea. org/statistics/onlinedataservice/

    [8]International Energy Agency. Energy Technology Perspective 2016 [M]. International Energy Agency, 2016.

    [9]崔莹, 燕达, 郭偲悦, 等. 长江中下游地区城镇住宅冬季供暖发展趋势分析[J]. 建筑科学, 2015, 31(10): 162-168.

    [10]Lutzenhiser L, Hackett B. Social stratification and environmental degradation: Understanding household CO2 production[J]. Social Problems, 1993, 40(1): 50-73.

    [11]中国工程院“生态文明建设若干战略问题研究”项目组. 中国生态文明建设若干战略问题研究(综合卷)[M]. 北京:科学出版社, 2016.
   

    [1] 作者简介:郭偲悦(1990-),女,博士研究生,从事建筑节能方面研究。

字体大小 [] [] []
网站首页 | 联系我们 | 加入收藏 | 网上调查 | 成绩查询 | 历史回顾
主办单位:国家节能中心 京ICP备10038711号-1 京公网安备110102006228
技术支持:北京易商海泰克科技有限公司
国家节能中心 版权所有,如需转载,请注明来源