推进节能减排

推进节能减排 庄智博士后上海市建筑科学研究院 2010-4-16 发展低碳经济

纲要背景：全球气候变化释义：低碳经济内涵途径：低碳城市与低碳生活实践：低碳城市建设案例介绍 1

气候变化现实：全球变暖 气候变暖是无可争辩的事实全球平均气温海平面北半球积雪

面临"消失"的国家… 大潮期间被海水淹没的图瓦卢 • 图瓦卢：因全球气候变暖，海平面不断升高，这个由珊瑚礁形成的、地势较低的岛国面临被海水淹没的危险。 • 马尔代夫：天堂岛国正面临被海水吞噬的局面，而这里的人们也将成为全球首批“气候难民”。全球最美丽的十大海岛·马尔代夫

“全球气温再上升2摄氏度，上海将被淹没！”“全球气温再上升2摄氏度，上海将被淹没！” • 世界观察机构（World Watch Institute）的专家估计，到2015年，在人口达到八百万的33个城市之中，至少有21个沿海大城市受到水位上升的威胁，中国上海和天津首当其冲。

气候变化的“罪魁祸首” ：温室气体（GHGs） • 1896年诺贝尔化学奖获得者斯凡特•阿列纽斯就预测：化石燃料燃烧增加大气中CO2浓度，从而导致全球变暖。 • 二氧化碳：与人类活动有关的二氧化碳源主要是化石燃料燃烧，工业生产、陆地植被的破坏及生物体燃烧等。 • 其他还有，甲烷、氧化亚氮、碳化物氢氟碳化物，全氟碳化物，六氟化硫等。

目前面临的形式 • 过去100多年来，大气CO2当量浓度增加了约60%，全球平均气温也因此上升了0.74℃。美国NASA戈达德太空研究所（Goddard Institute for Space Studies，NASA）主任James Hansen呼吁：大气中的CO2浓度已经到了危险水平（385ppm是“引爆点”，2007年是383.1ppm）。控制大气中CO2浓度，人类社会刻不容缓。 • 根据世界各国科学家开发的气候模型估算，到21世纪末，全球地表平均温度将升高1.8℃~4℃，海平面将升高18厘米到59厘米。为了人类的生存和生物安全，至少要将温度升高控制在2℃之内。

大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。 2007年政府间气候变化专门委员会（IPCC，2007）报告说：当前气候变暖的原因90%以上的可能性是由人类活动造成的。 0.5 人类活动是气候变化的重要因素地球的碳循环 7

气候变化促生人类价值观念的重大变化 • 以全球变暖为主要特征的全球气候变化，已成为21世纪人类面临的最重大环境挑战。 • 面对气候变化的事实和挑战，人类开始对自身的生产、生活和消费方式进行深刻反思，价值观念产生了变化。 • 诸如，近年来对“环境伦理”的讨论，对“生态赤字”的关注，对“绿色GDP”的推动以及提出“低碳经济”的发展模式等。这种变化成为人类从工业文明向生态文明转变的重要思想基础。

国际社会应对气候变化采取的行动 • 1988年，政府间气候变化专门委员会（IPCC） • 1992年，《联合国气候变化框架公约》 • 1997年，《京都议定书》 • 2003年，《我们能源的未来：创建低碳经济》 • 2007年，《低碳经济法案》、“巴厘岛路线图” • 2008年，“世界环境日”，主题为“转变传统观念，推行低碳经济” • 2009年，哥本哈根会议

2009年12月7日缔约方（192个国家）第15次会议和京都议定书第五次缔约方会议，在丹麦首都哥本哈根开幕。2009年12月7日缔约方（192个国家）第15次会议和京都议定书第五次缔约方会议，在丹麦首都哥本哈根开幕。会议在延期一天通过《哥本哈根协议》这一无法律约束力，低于外界预期的协议。哥本哈根会议－“拯救人类的最后一次机会”

哥本哈根协议（几个亮点） • 气候变化是我们当今面临的最重大挑战之一。强调对抗气候变化的强烈政治意愿，以及“共同但区别的责任”原则。 • 将全球气温升幅控制在2摄氏度以下，…… • 认为社会和经济发展以及消除贫困对于发展中国家来说仍然是首要的以及更为重要的目标，不过低碳排放的发展战略对可持续发展而言是必不可少的。 • 发达国家应当提供充足的、可预测的和持续的资金资源、技术以及经验，以支持发展中国家实行对抗气候变化举措。

国际社会的碳减排目标 从长期国际气候制度可能走向看，国际社会要求各国共同努力，到2050年实现温室气体排放比目前减少50％，正逐渐成为中长期国际社会应对气候化的重要目标。 • 日本：到2020年为止，将碳排放量比2005年水平降低15%，相对于1990年的8%的减排。 • 欧盟(EU) ：到2020年将其温室气体排放量在1990年的基础上至少减少20％，并且愿意和其他主要排放国一道将减排目标提高到30％ • 德国：2010年可再生能源电力将占全国电力供应的12.5%，2020年达到20%。 • 英国：2010年可再生能源电力将占全国电力供应的10%，2020年达到20%。 • 美国：奥巴马承诺美国在10年内减少温室气体排放17%，在本世纪中叶实现减少80%造成大气吸热的污染。 • 印度：到2020年温室气体排放量在2005年基础上减少24%

2005年9月，中欧气候变化联合宣言。 2006年底，第一部《气候变化国家评估报告》。 2007年4月，低碳经济和中国能源与环境政策研讨会在北京举行。 2007年6月，正式发布《中国应对气候变化国家方案》 2007年8月，国家发改委发布《可再生能源中长期发展规划》 2007年9月，亚太经合组织第十五次领导人非正式会议在悉尼召开，国家主席胡锦涛出席并发表重要讲话，提四项建议应对全球气候变化。 2007年12月，参加巴厘岛大会。我国应对气候变化采取的行动

0.5 我国的碳减排目标 • 2009年12月，召开的哥本哈根会议上，温继宝总理向全球提出了我国的碳排放强度指标，即在坚持《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》基本框架，坚持“共同但有区别的责任”原则下，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％～45％，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。 • 低碳经济提案成为“两会”焦点，其中致公党提案名为《积极应对气候变化，走中国特色低碳发展道路》；农工党提案《关于合理开发新能源发展绿色经济的建议》；台盟则提交《关于推进我国低碳产业发展的提案》。 14

0.5 上海市2010年工作重心 • 上海市十三届人大第三次会议政府工作报告指出： • 紧紧围绕高新技术产业化，继续增强自主创新能力抓好高新技术产业化，关注智能电网、物联网、云计算等创新热点。 • 倡导绿色生产方式和生活方式，积极开展循环经济和低碳经济试点。 • 加强资源节约和环境保护，促进合同能源管理和节能服务产业发展。 15

低碳经济概念及其内涵 • “低碳经济”一词最先于2003年由英国政府在《我们能源的未来：创建低碳经济》白皮书中提出。 • 概念：在不影响经济发展的前提下，通过技术创新和制度创新，降低能源和资源的消耗，尽可能最大限度地减少温室气体和污染物的排放，实现经济和社会的可持续发展。 • 核心：建立经济高效、能源节约、低碳排放的生产方式和消费方式，形成可持续的能源系统、技术体系和产业结构，是人类生存发展观念的根本性转变。

以低碳排放手段推动经济增长，追求绿色GDP 以科技创新支援增长改变能源源头，消费优先列序及需求模式转移生活方式、价值及习惯创新市场手段及体制去实现低碳社会国际合作协同 “低碳经济”增长原则

消除对低碳经济认识上的误区 • 低碳不等于贫困，贫困不是低碳经济，低碳经济的目标是低碳高增长。 • 发展低碳经济不会限制高能耗产业的引进和发展，只要这些产业的技术水平在国内领先，就符合低碳经济发展需求。 • 低碳经济并不一定成本很高。减少温室气体排放的很大一部分潜力是负成本的，并不需要成本很高的技术，但需要克服一些行为转变和政策障碍 • 低碳经济并不是未来需要做的事情。研究已经表明，延迟行动，将带来更大的成本损失。发达国家已经采取行动，如在产品上贴上碳标签，这可能在未来影响产品的出口 • 低碳经济不是与我无关、他人的事情，控制全球变暖，发展低碳经济关乎地球上每个国家地区和每一个人。

城市成为碳减排的关键所在 • 如果我们试图减少对CO2排放趋势估计的复杂性，便只需考虑三个变量：人口变化趋势、经济发展状况和能源结构。显然，这三个变量与城市发展交织一体！低碳与节能减排的协同

从碳排放源头看，城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。从碳排放源头看，城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。据统计，全球大城市消耗的能源占全球的75%，温室气体排放量占世界总排放量的80% 我国287个地级以上城市的能耗占中国总能耗的55.48%， CO2排放量占全国总排放量58.84%，如果把其余的城市、集镇加进来，至少要占到社会总能耗的80%以上。城市与碳排放

我国可以通过发展低碳城市实施碳减排目标 • 根据国际全球变化人文因素计划中国国家委员会（CNCIHDP）产业转型（IT）工作组2007-08的研究认为：中国产业产值结构和技术结构存在很大的减排能力。分析显示：工业总量的增加是导致碳排放增加的最主要原因，而技术因素和产业结构因素并没有很大程度地抑制碳排放的增加。 • 国际全球变化人文因素计划中国国家委员会（CNC-IHDP）秘书处2007年研究显示：如果全民积极参与节能减排，36项日常生活的生活行为（包括衣、食、住、行、用）年节能总量约为7700万吨标准煤，相当于CO2减排2亿吨。

实现低碳城市的途径 • 提高能源效率（终端） • 低碳建筑、低碳交通、低碳工业 • 能源供给低碳化： • 能源的清洁利用 • 能源结构优化：可再生能源、核能 • 新技术的研发与创新 • 碳捕获与封存（CCS） • 保护和扩展碳汇 • 改变消费者行为：低碳行为、低碳消费

低碳经济与低碳建筑 • 建筑行业由于其自身的特点，被看作是走向低碳经济的最重要行业：一、是量大，能耗高，发展快；二、是建筑行业采取节能减排的成本最小，效果最好。 • 建筑能耗约占全球终端能耗的40%，只要提高建筑能效，全球在2010年可以减排7.15亿吨二氧化碳，相当于预计的2010年全球排放总量的27%。 • 对建筑节能来说，采取行动的收益远大于成本。

低碳建筑实施路径 建筑围护结构的节能不同建筑类型不同节能指标建筑设备的节能改造空调与通风系统照明电梯清洁能源能源结构发展前景政策支持建材节能与节能建材建材能耗 3R建材结构体系与建筑装潢

“建筑新名词”解释 • 节能建筑：使建造好的建筑使用能耗降低 • 生态建筑：使人、建筑与自然环境之间形成一个良性的循环系统 • 可持续建筑：注重能源、水和材料在建筑建造、运行、废弃全生命周期内的循环利用 • 低碳建筑：在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内，减少化石能源的使用，提高能效，降低CO2排放量。 • 绿色建筑：在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共存的建筑绿色生态节地可持续节能低碳

0.5 低碳交通建设 • 控制交通量方法：完善市内公共交通系统、鼓励电话会议、发展电子支付、就近购买、校车计划 • 推行快速公交系统（BRT）和交通导向型开发模式（TOD） • 推广新能源汽车应用：电容、燃料电池、乙醇、生物柴油车 • 倡导自行车与公共交通换乘体系建设。 29

城市交通模式比较：小轿车、公共汽车、自行车所需面积对比城市交通模式比较：小轿车、公共汽车、自行车所需面积对比

斯德歌尔摩：在欧洲许多城市，自行车、步行在逐渐形成主要交通方式斯德歌尔摩：在欧洲许多城市，自行车、步行在逐渐形成主要交通方式

0.5 将煤炭在汽化炉内变成中低热值的煤气，经过净化，除去燃气中的污染物，然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧发电，同时燃气轮机的排气可以通过余热锅炉产生蒸汽，推动蒸汽轮机发电。 IGCC技术可以将煤转化为清洁的电力，混合气体，同时可以捕集CO2排放。煤气化燃气蒸汽联合循环技术（IGCC） 33

0.5 太阳能光伏发电技术塔式系统基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，进而产生水蒸气或高温气体，推动汽轮发电机发电。槽式系统利用抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的接收器上，将管内的传热工质加热，产生水蒸气，推动汽轮发电机发电。碟式系统碟式系统由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动斯特林发动机进行发电。 34

0.5 风力发电技术 35

0.5 地源热泵技术 • 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用。 • 根据ISO Energy的调查，采用地源热泵进行供暖和提供生活热水不仅可以减少能源成本，而且可以大大减少温室气体排放。 36

0.5 核能发电利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。 37

0.5 碳捕捉和封存技术就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。主要问题：存在技术瓶颈成本高昂：根据麻省理工大学研究表明，捕捉每吨二氧化碳，并将其加压处理为超临界流体并运送至填埋点就需要花费30美元。碳捕捉和封存技术（ CCS ） 39

0.5 碳汇技术 • “碳汇”一词来源于《联合国气候变化框架公约》缔约国签订的《京都议定书》，将碳汇定义为从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。 • 国际上的碳汇，主要是森林碳汇、湿地，是指森林植物通过光合作用将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被与土壤当中，从而减少大气中二氧化碳浓度的过程。 • 目前通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的二氧化碳，也被认可为碳汇活动。 41

实现低碳城市的途径 • 提高能源效率（终端） • 低碳建筑、低碳交通、低碳工业 • 能源供给低碳化： • 能源的清洁利用 • 能源结构优化：可再生能源、核能 • 新技术的研发与创新 • 碳捕获与封存（CCS） • 保护和扩展碳汇 • 改变消费者行为：低碳生活、行为节能

低碳生活和行为节能 • 所谓“低碳生活（low-carbon life）”，就是指生活作息时所耗用的能量要尽力减少，从而减低二氧化碳的排放量。 • 低碳消费理念：生活中的方方面面（衣、食、住、行、用）都可以做到低碳。

日常消费改变可以明显对节能减排做出贡献 • 购物方式 • 延长商品的使用期，减少购买频率 • 少使用塑料袋 • 避免购买过度包装商品 • 布袋替代塑料袋一年减碳近10克

日常消费改变可以明显对节能减排做出贡献 • 出行方式 • 公共汽车，步行和自行车 • 环保驾驶（停车熄火，平稳驾驶） • 步行和自行车利于健康 • 公交，便利，一种生活方式 • 少放一箱矿泉水每年减碳2千克

生活方式： 太阳能热水器（每次淋浴节能0.3-0.7kWh）衣着改变以适应温度，少使用空调和采暖更多使用电风扇，而不是空调关闭电器供电电源（待机能耗3-10W）尽量不使用电梯（每次升降0.05-0.1kWh）将节能作为购房的重要标准之一购买节能产品，如节能灯日常消费改变可以明显对节能减排做出贡献 • 及时关饮水机一年减碳400千克

0.5 低碳社区：弗莱堡瓦邦(Vauban)社区 • 建筑物皆为结合建筑节能技术与设计的节能建筑 • 使用高效率的气电设备，燃料中80%为木材，20%为瓦斯，减少CO2排放60%。 • 太阳热能及太阳光电的安装数逐步增加，65%的使用电力来源为洁净的自制电力。 • 推动汽电共乘系统及无车库、无汽车的居家环境，近一半居民响应。 48

低碳示范区：阿布扎比“零碳城镇” • Masdar City(马斯达尔市)占地6.4平方公里，以“零碳”城市为目标 • 阿布扎比当局计划投资50亿美元，于2009年下半年完工 • 整个城市全部采用可再生能源 • 所有建筑在设计过程中都运用最新的建筑节能技术以及智能技术 • 采用最先进的公共交通系统 • 运用先进的垃圾回收技术保证城市做到“零垃圾” • 与MIT（麻省理工）合作建设全球一流的低碳技术研究机构

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