IIGF觀點 | 公共建筑能效提升的國內外實踐分析

一、公共建筑能效

1、公共建筑

依據國家已出臺的建筑領域各項標準與條例,國內僅對“公共建筑”進行了簡單定義:在《民用建筑設計統一標準》(GB50352-2019)中,公共建筑被定義為“供人們進行各種公共活動的建筑”。而對于其具體涵蓋范圍,各類文件雖尚未給出直接而詳細的規定,不過從側面依舊可見一斑:根據《民用建筑設計統一標準》(GB 50352-2019)的分類,民用建筑可分為居住建筑與公共建筑,而在國務院下發的《民用建筑節能條例》,“民用建筑是指居住建筑、國家機關辦公建筑和商業、服務業、教育、衛生等其他公共建筑”,基于此,公共建筑可被認為由國家機關辦公建筑和商業、服務業、教育、衛生等其他建筑組成。目前,業界普遍認為公共建筑包括公共機構所屬的辦公樓、醫院、學校、文體科技類場館、公共交通站以及私營企業或個人經營的寫字樓、商場、餐飲、賓館等。

2、公共建筑能效

公共建筑的能耗構成隨著公共建筑體系的發展而豐富,并且能耗的總量也在不斷提升。廣義上公共建筑能耗是涵蓋公共建筑材料的生產、公共建筑的施工、使用、拆除等全階段,狹義上則是指公共建筑在使用階段的運營能耗。

根據段海燕等基于建筑全生命周期視角能耗研究,公共建筑大量且長期的能耗主要發生在運營階段。在運營階段,建筑用能主要來自采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道系統的運行活動。相對應的,公共建筑能效提升路徑可通過改進采用新型墻體材料、提高建筑用能設備效率、加強建筑物用能設備的運行效率,合理設計建筑圍護結構的熱工性能等方式來實現。

二、公共建筑能效提升的國內實踐

政策層面,針對公共建筑節能,近年來我國從法律法規、規劃行動、標準規范三個方面分別開展相應建設工作,早在2005年,原建設部就出臺《民用建筑節能管理規定》,從法律法規角度要求執行建筑節能標準,鼓勵通過采用新型材料提高建筑物內各系統運行效率,利用可再生能源等措施降低建筑能源消耗,此后各部委相繼出臺標準規范對建筑綠色化評價、建筑節能改造進行引導。在金融支持方面,2007年,建設部聯合財政部共同印發《關于加強國家機關辦公建筑和大型公共建筑節能管理工作的實施意見》和《國家機關辦公建筑和大型公共建筑節能專項資金管理暫行辦法》,明確提出通過設定節能改造任務目標和實施財政資金獎勵兩方面措施來撬動節能改造市場,將節能潛力激發為現實的節能量。2011年兩部門又共同啟動公共建筑節能改造重點城市建設工作,對于重點城市下達300萬到500萬平方米的改造目標并給予每平方米20元的資金獎勵。通過財政輔助、評估服務等行動規劃,我國積極推進相關工作進展并最終形成現有公共建筑能效提升的系統框架。

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技術層面,根據《公共建筑節能設計標準》,我國公共建筑主要圍繞圍護結構、供熱制冷、排水、電氣等,以提升運行效率、運用高效用能設備以及調整建筑結構三種路徑實現建筑更新改造與能效提升。在運行效率方面,通過實施公共建筑能耗分項計量監測與實際能耗需求精準匹配以實現照明、電梯、空調等用能設備的最高效運行;在高效用能設備方面,通過集合使用需求,應用節能燈具、能量回收電梯等創新型節能設備,減少使用過程實際能耗;在建筑結構方面,采納充分利用自然通風和采光,減少空調、機械通風以及人工照明等幾類終端實際能耗。根據住建部規劃,未來我國將在“十三五”、“十四五”“十五五”三個五年規劃中還將應用能耗模擬、能耗監測平臺數據分析以及典型建筑現場實測等方式樹立建筑能效標桿,進一步實現建筑節能轉變。

市場層面,國內一般運用合同能源管理模式即節能服務公司通過與客戶簽訂節能服務合同及由合同能源管理模式衍生的其他方式為公共建筑能效提升項目提供包括:能耗分析、方案設計、項目融資、設備采購、工程施工等系列節能服務,并從項目進行節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤。其中,運用較多的合同能源管理模式主要有節能量保證型、節能效益分享型、能源費用托管型和設備租賃型。目前節能效益分享型項目仍是主流,占有合同能源管理機制的市場份額近50%,節能量保證型項目迅猛增長占有市場份額40%,而能源費用托管型由于單一主體承擔了過多風險,因而難以大規模應用。

其中在共享節能量模式下,共享節能量模式是指節能服務管理公司(Energy Management Company, EMCo)為節能工程進行融資并提供項目的全過程服務,在項目期內客戶和EMCo雙方分享節能效益。在共享節能量這種融資模式中,首先客戶會承諾在遵循節能服務合同條件下,將項目的節能效益的部分或按照固定百分比分享給EMCo以彌補EMCo債務和節能項目相關的運營費用。因為客戶沒有直接向融資機構還款的合同義務,所以EMCo不只是承擔了項目節能成果的風險,還承擔著如果客戶不給EMCo應得的節能分成,EMCo也要向貸款人還款的客戶信用風險。此時,由于EMCo方風險的增加,通常需要向客戶索取較高的融資費用。項目合同結束后,節能設備無償移交給客戶使用,以后所產生的節能收益全歸客戶享受。

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在保證節能量模式中,保證節能量模式是指實施節能項目的單位(客戶)直接與第三方融資機構簽署獨立的融資合同,提供項目資金并承擔財務風險, EMCo提供項目的全過程服務并保證節能效果。按合同規定,客戶向EMCo支付服務費用。

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如果在合同期項目沒有達到承諾的節能量或節能效益,EMCo按合同約定向客戶補償未達到的節能效益;如果實現的節能效益超過了項目還款額,客戶和EMCo可以共享這筆超額收益,如何分配收益取決于合同上所約定的EMCo承擔的風險、提供服務的內容及分成比例。合同結束后,節能設備無償移交給客戶使用,以后產生的收益也全歸客戶[3]。該模式適用于誠信度較高、節能意識一般的企業。 

三、公共建筑能效提升的國際實踐

目前全球在建筑能效領域總支出達4230億美元[4],同比增長速度略高于建筑施工與改造投資。國外關于建筑節能的探索最早可追溯到上世紀七十年代,經過多年研究與實踐,各國推動建筑能效提升的舉措也可分為政策、技術和市場三方面。

1、政策層面

世界已有超過70個國家出臺鼓勵性或強制性公共建筑能效相關政策,通過法規或標準的形式對公共建筑從全生命周期角度做出最低能效要求。作為建筑能效管理的重要工具之一,世界主要經濟體都已建立或籌備搭建透明完善的建筑能效標識制度,內容包括開展建筑能效審計、對建筑復位歸準、建筑能效評級與認證以及建筑能效信息公示等。

2、技術層面

與國內類似,國外對于建筑節能提升路徑著力點大多也集中于建筑圍護結構、通風、加熱與制冷系統和照明效率等方面。其中,建筑圍護結構作為建筑內環境熱交換的直接途徑,一直是國外節能設計的研究熱點,近些年國外建筑能效技術提升也更多體現于建筑設計節能、建筑材料節能和熱回收、廢熱及可再生能源利用三個方面。在設計過程中,國外建筑設計師廣泛應用科技力量優化建筑節能方案的同時,也注重從建筑全生命周期角度出發考慮建筑總體能耗,實現建筑內部各系統間的整體協調性。建設過程中建材盡可能選擇密封程度高材料來維護建筑性能,從而利用有限資源達到最優能耗與最舒適環境。

3、市場層面

國際上,合同能源管理起步較早的國家包括美國、德國、法國、日本和巴西等,這些國家已經形成了比較成熟的能效提升商業模式。除目前應用較為廣泛的保證節能量模式和共享節能量模式兩種合同能源管理基本模式外,還創新出能源費用托管模式、改造工程施工模式、能源管理服務模式,以及節能效益分享型與節能量保證型相結合、節能效益分享型與能源費用托管型相結合、租賃業務與合同能源管理相結合等復合型商業模式。其中,比較特色的有以下幾種:

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巴西建立了獨特的保證基金融資模式——Super ESCo(Energy Service Company)模式。在這種模式中,首先要成立一家租賃公司,即Super ESCo,該公司通過經營租賃的方式,為ESCo客戶提供節能設備租賃。Super ESCo要受到巴西中央銀行的監管,只有得到認證的Super ESCo才能提供這種租賃服務。Super ESCo作為租賃公司可以向不同的ESCO公司提供設備融資,然后由ESCo與終端客戶簽訂償還合同,共同確定節能項目的規模和期限,并從Super ESCo的效益中獲得利潤分成,Super ESCo的優勢在于有規模效應,項目交易費用低。保證基金模式可以為那些有較好節能市場需求、但銀行授信可能性不大的ESCo提供穩健的資金來源,同時減少ESCo的融資成本。客戶支付給ESCo的項目節能效益分成多少與ESCo每年需要向保證基金機構支付的傭金呈正比。

美國結合自身發展,大力推進ESPC模式,由電力公司向政府機構應交的電費的一部分收取轉給節能服務公司,使得ESPC在美國得以快速成熟。西班牙除了分享節能收益合同外,還有BOT(建設、運行、轉讓),BOO(建設、運行、擁有)和BLT(建設、租借、轉讓)三種形式。

四、 總結

綜合上述對于國外公共建筑能效提升方面的實踐情況,總結可得:


政策層面,國內外都主要依靠出臺法規標準引導和明確公共建筑能效提升的總體方向和技術要求,并隨著技術的進步與需求的提升不斷修訂調整相關標準。在這方面國外的相關實踐研究起步較高,已形成較為成熟的理論政策體系,并建立完整的具有權威性的能效標識體系去識別和認證綠色節能建筑。國內雖起步稍晚,但也已發展形成一套較為完整的針對不同建筑類型的規范標準,相關能效標識制度也已在推進與實踐過程中。


技術層面,國內外建筑節能標準基本圍繞圍護結構、供熱制冷、通風、排水、電氣等方面開展相關工作。國內主要從提升運行效率、運用高效用能設備以及調整建筑結構三種技術路徑實現建筑更新改造與能效提升,而國外則更注重系統間整體協調性,能效技術提升更多體現于建筑設計節能、建筑材料節能和熱回收、廢熱及可再生能源利用三個方面。


市場層面,無論在國內還是國外,合同能源管理都是一種被普遍采用的促進節能的服務機制。在國內,節能效益分享模式雖是我國近年來開始發展的新型業務模式,在國內合同能源管理市場占比不斷增長,而節能量保證型更多被我國大型節能公司(尤其是跨國公司)廣泛采用。在國外,目前主要運用的是保證節能量模式和共享節能量模式兩種,但其在合同能源管理模式上還探索創新出了諸如改造工程施工、節能效益分享型與能源費用托管型相結合等模式,這些模式基本是在原有模式基礎上根據不同耗能企業具體情況和節能項目特殊要求進行適當改動。


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