摘要： 本文应用情景分析方法，对我国民用建筑空调在2020年的发展前景做了预测分析。指出空调需求与能源制约之间的巨大落差，提出“开源、节流”的对策。
关键词： 民用建筑 空调 发展前景 能源
1 我国宏观经济和城市民用建筑的发展情景设定
党的十六大明确提出了我国第三步战略目标的具体部署，即要在2020年“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值比2000年翻两番，基本实现工业化”。
这个宏伟的发展目标必然对我国经济的各个层面产生深远影响。
1.1 经济结构
在今后15年中，预计第一产业增加值在GDP中所占比重不断降低；第三产业增长迅速，第二产业增加值在GDP中所占比重将出现先增长，后降低的趋势。预计第一产业增加值在GDP中所占比重2020年为13.6%；第二产业增加值在GDP中所占比重2020年为42.9～46%；第三产业增加值在GDP中所占比重2020年为41%～43%，2050年51%～56%。
1.2 按名义汇率计算的GDP
按照我国总体经济战略规划，到2010年我国国内生产总值达到17.88万亿元RMB，2020年达到26.82万亿元RMB。两个阶段的年均增长速度分别为7.1%和4.14%。需要指出，近年以过度投资拉动的超常规增长使得资本形成所积累的一系列低效率问题逐渐暴露出来，重复建设形成的无效资本、大量库存积压、国际反倾销对我国企业的打压、企业利润率的下降，以及高速发展对资源环境的破坏等都是导致经济增长速度将呈下降趋势的重要因素。
1.3 人口
预计我国人口总规模为：2010年14亿左右；2020年15亿左右。
1.4 人均GDP
人民币的汇率政策正在调整，人民币不再紧盯美元。因此，今后我国的GDP统计必然按照国际上通行的购买力平价（PPP）标准。如果按世界银行的统计，我国2003年人均GDP（按PPP计算）已经达到4990美元，已经超过当年低中等收入国家水平（4320美元），这显然是高估了。而如果参照中等收入国家购买力平价计算所得人均GDP比名义汇率计算所得高出1.9倍的比例计算，2010年和2020年我国人均GDP将分别达到2932和4104美元，2020年我国将进入中等发达国家行列。
1.5 城市化
我国城市化水平从由1985年的22%上升到2004年的41.8%，城市化速度是世界同期的两倍。但2000年世界的平均城市化水平已经达到47%，其中中等发达国家为50%，高收入国家为79%。从世界城市化进程来看，城市化率从36%提高到60%属于加速期，因此，中国的城市化率还将不断提高。如果按1985～2004年间城市化率的平均增长速度计算，2020年我国城市化率在50％以上。而根据国务院发展研究中心的预测，2020年我国城市化率当在60%左右（58.7%）。
1.6 房屋建设
截至2003年底，全国城镇房屋建筑总面积达140.91亿m2，其中住宅建筑面积89.11亿m2，占房屋建筑面积的比重为63.24%。
图1 我国城镇房屋建筑面积的增长（10亿平方米）
根据建设部小康社会居住目标，可以分析得到2010年和2020年的建筑面积。
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2010年 |
2020年 (情景1) |
2020年 (情景2) |
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城市化水平 % |
45% |
50% |
60% |
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城镇人口总数 亿 |
6.3 |
7.5 |
9.0 |
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城镇人均住房建筑面积 m2 |
26.5 |
30 |
35 |
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城镇住宅建筑总面积 亿m2 |
166.95 |
225 |
315 |
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城镇人均公共建筑面积 m2 |
8.06 |
10.75 |
12.5 |
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城镇公共建筑总面积 亿m2 |
50.80 |
80.6 |
112.5 |
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城镇民用建筑总面积 亿m2 |
217.75 |
305.6 |
427.5 |
4 应对措施和政策建议
随着我国经济、城市建设和人民生活水平的提高，建筑空调将有更大的发展。我国是世界上热量带最多的国家，东部地区与世界上同纬度地区相比，夏季偏热，冬季更冷。在我国人口稠密的城市，室内既需要冬季采暖，也需要夏季供冷。当一个城市或一个地区的人均GDP在4000～4500美元时，住宅空调将普及。住宅空调将从奢侈型消费品变成普及型必需品，完全脱离“家电”属性，成为建筑物的基础设施之一。我国以重化工业为主的经济结构是不可持续的，第三产业在城市产业结构中的比重一定会逐步增加。为提高生产率，第三产业必须为建筑环境消耗能量，使用空调，夏季供冷、冬季供暖。总之，民用建筑空调是经济发展到一定阶段人们必然的需求。从现代能源管理的思想出发，不应该也不可能去抑制这种需求，而只能因势利导，用经济与技术手段引导人们合理消费，开源节流，尽力满足这种需求。
所谓“开源”，就是在提倡适度消费与节约能源的前提下，提倡民用建筑空调能源的多元化，充分利用低谷电、淡季气和可再生能源，从时间上与空间上去挖掘“能源供应”的潜力。例如发展蓄冷技术、利用天然气的燃气空调、热电冷联供技术和分布式能源技术；同时积极研究开发利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空调技术。所谓“节流”，就是改进制冷空调产品，提高能源效率，实现环境友好。
4.1 蓄冷空调
对蓄冷空调的电费价格体系是推进蓄冷空调技术发展的关键。目前大多数电力公司(或供电局) 推行了分割式三段制分时电价，其中的高峰时段集中在上午8:00～11:00，以及傍晚到夜间的18:00～21:00，使办公楼与大型商场这两类商业建筑的空调冷负荷高峰时段（下午）被划入了电费的平段时间。导致大部分蓄冷量在非高峰用电时段的下午释放掉，对转移夏季高峰用电负荷并没有起到有效作用，而且也不能使用户从分时电价政策中获取最大利益。上海市从2005年夏季开始将空调负荷高峰时段13:00～15:00划入高峰电价时段，同时对用户的电力最大需求MD提高收费标准（30元/kW·月），这些政策都有利于蓄冷空调的推广。
除了峰谷电价的比值之外，低谷电价的绝对值也有很大影响。如果低谷电价能够跌破购电成本的底线（比如降到0.20元/kWh以下），相信会极大地推动蓄冷空调的发展。而这一底线恰是某些电力公司前几年在电力富余时推销电锅炉和电采暖的促销价。
2004年，我国已经批准开工的电站项目达6110万千瓦。以每kW电站投资6000～7000元计算，需要投资4000亿元。如果少建10%，就可以节省400亿元，再将其中的10%即40亿元投入对蓄冷空调的补贴（200元/kW），可以转移2000万kW空调高峰冷负荷。理想情况下可以转移电力负荷600万kW，恰好相当于少建10%的电厂。这样，电力部门实际节约了投资360亿元。而用户除了这部分补贴，还要投入160亿元去建设2000万kW的蓄冷装置。但因为有了补贴，用户可以较快地在3～4年时间里从分时电价的差价中回收这部分投资。实现电力公司和用户的双赢。
4.2 燃气空调
影响燃气空调发展的瓶颈是天然气价格。制订燃气空调用气价格的依据，应该是使燃气空调的寿命周期成本能与电力空调持平或略低，从而使用户能实实在在地受益，也才能鼓励用户使用燃气空调。定义电力与天然气的比价：
这一比价越大，表明燃气空调的年度等额寿命周期成本与电力空调相比，经济性越好。国际上电力与天然气比价一般约为4:1左右，但我国长期以来该比价偏低，因而制约了燃气空调市场的开发。
值得注意的是，2005年初，北京、上海等城市均出现天然气供不应求的局面。据统计，2004年北京市共消耗天然气25.4亿m3，2005年预计将消耗33亿m3，超过市政府30亿m3的预算，也超过了陕京管线28亿m3的供给量。上海市预计2005年的天然气使用量将达到20亿m3，但目前落实的气源仅16亿m3（其中包括西气10亿m3和东海气田6亿m3）。在这种严峻形势下，北京和上海均开始限制冬季天然气锅炉的发展。但是，对任何一个燃气空调用户，不可能只在夏季用天然气供冷而不在冬季用天然气采暖。从总量来说，发展燃气空调用户可以起到填平夏季天然气低谷的作用，但同时还会增加冬季天然气的高峰。因此，需要研究天然气冬季的削峰措施。燃气供应部门，要研究夏季储气措施和冬季可中断用户的政策。而暖通空调行业，也要研究季节蓄能的燃气热泵技术以及能燃用水煤浆和煤层气的直燃机技术。
4.3 热电冷联供
在阻碍建筑热电冷联供技术在我国发展的诸多政策问题中，最突出的是多余电力上网的问题。因为用户所需要的热量/冷量与用电量是随着季节、气候甚至白天与夜晚等因素随时在变化，而建筑热电冷联产设备一经确定之后，其正常运行时的供热/供冷量与发电量的比例（即热电比）是大致不变的，所以总是会有富余的电能或者热能产生。为了解决多余电力的问题，最简单、最直接的解决方案就是允许分布发电的多余电力上网。
根据我国目前实行的《供电营业规则》，如果电力用户自行发电需要并网，其并网的发电机组必须接受电网的统一调度，而且热电冷联产系统的上网电价要采用竞价上网方式，没有任何优惠。建议将分布式能源电力上网按“绿电”看待。参照对风力发电的优惠政策，电网收购价应在0.40元/kWh以上。
阻碍建筑热电冷联产发展的另一个政策问题是天然气的价格。与上节“发展燃气空调的政策建议”相仿，各地应根据当地电价，将电力/天然气比价调整到4.9:1左右。
目前，各种建筑热电冷联产的原动机设备国内基本上都不能够生产，完全依赖进口，因此实现热电冷联产的一次投资很大。建议对建筑热电冷联产系统的投资者做政策性投资补贴，该补贴相当于设备投资的10%左右，使得热电冷联产系统的等额年度寿命周期成本能够与常规空调冷热源相比。
从中期发展来看，应积极发展利用燃料电池的建筑或区域热电冷联产系统。燃料电池的应用主要有两种方式：① 移动式（作为汽车动力）；② 固定式（又称“站式”，用于楼宇热电冷联供）。我国目前把主要的研发力量投入到前者。但燃料电池汽车由于一些技术瓶颈，难以在短时间内普及。而建筑热电冷联供所使用的燃料电池是将天然气改质制氢，不需要直接利用氢气；由于是固定式（站式）使用，省去了许多移动式应用中的麻烦（例如对体积、重量的限制）。所以，燃料电池作为分布式能源应用，相对更容易形成商业化。建议优先发展利用燃料电池的建筑热电冷联供技术，尽快建成一批示范性工程，应用在2008年北京奥运会项目和2010年上海世博会项目中。
4.4 选择较高能效等级的空调设备
作为重要的“节流”措施，我国经济发达、资源缺乏的城市，可在2005年开始实施的《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级（GB 12021.3-2004）》、《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级（GB 19576-2004）》和《冷水机组能效限定值及能源效率等级（GB 19577-2004）》等三个标准中，选择较高的能效等级作为市场准入条件。
根据测算，上海市如果对冷水机组采用比我国《公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）》中的强制性标准提高一个等级，可以产生很好的节电降峰的效益。仅每年新增的冷水机组便可以降低电力峰荷需求6～8万kW，用户也可因此减少电费14％左右。以平均电价按0.75元/kWh计算，每年可以节约电费2800～3600万元。
5 结论
我国是世界上最大的房间空调器生产国，同时也是世界上最大的冷水机组市场。我国又是世界上房屋建筑建设规模最大的国家。根据世界银行的预测，到2015年，全世界新建筑的一半将出现在中国；中国城市商用和居住建筑中的一半将是在2000年后建造的。因此，我国民用建筑空调还会有很大的发展。当前我国的能源紧缺，确实是对制冷空调业的严峻挑战，但同时也是推进制冷空调行业科学、健康、协调、持续发展，使中国从制冷空调大国发展成为制冷空调强国的最好机遇。
参考文献：
[1] 《国家能源战略的基本构想》（国家能源战略课题组）
[2] 《办公建筑空调能耗指标的研究》（周辉，同济大学博士学位论文）
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