北京市能源消耗统计评价体系研究..doc

北京市能源消耗统计评价体系研究 中国建筑设计咨询公司 李宁 陈晓春 丁高 南京工业大学 刘金祥 陈定艺 摘 要 本文分析了北京市20年来的能耗强度与人均能耗量，并对产业结构比例和能耗总量进行了回归分析，建立了回归方程。在综合考虑城市建筑热环境参数和能耗环境效益的基础上，提出了评价的指标体系并计算出了各部分的权重，得出了最终评价结果。针对评价结果用Matlab7.0和VC6.0联合编写了综合评价程序，由读取Excel文件可实现不同城市的评价过程，增强了该项研究的适用性。 关键词 城市尺度能耗；统计分析；权重；综合评价；程序 1 引 言 进入21世纪，能源和环境问题成为了人们关注的焦点，大、中型城市热岛效应逐年增强，城市中的电力和燃气等能源的消耗不断增加。文献[1]~[5]对北京、上海等国内一些大、中城市的公共建筑能耗进行了相关统计分析，但这些研究大多停留在全国不同气候特点和不同类型条件下的建筑单体能耗指标统计分析上。这些指标的提出对于即有建筑改造、同类条件下建筑的能源方案有着特定的参考意义，而对能耗迅速增长的城市大尺度而言，用这些指标来限制城市的能耗总量、控制能源规模还是远远不够的。另外目前从城市尺度角度进行能源统计分析的研究也相对较少。 城市尺度能耗的分析与改善是节能工作的基础。本文以北京市能耗强度和人均能耗量的分析为出发点，统计了建筑热环境参数和居民公用事业能耗量等与城市能耗相关的内容，提出了城市尺度能耗评价考核的相关指标，计算了各部分权重，建立了综合评价体系，并编制了相应的计算程序。 2 城市尺度能耗的统计分析 2.1 北京市人均能耗量与能耗强度统计分析 北京市能耗总量从1990年的2 482.0万t标煤到2007年的6 077.5万t标煤，增加了2倍多，这期间北京市的GDP也从500.8亿元增加到了9 353.3亿元。由于经济发展水平相应增长，仅用能源的消耗总量并不能客观地反映城市的整体能耗水平，图1和图2分别给出了1990~2007年北京市的人均能耗量和能耗强度。由图可知，北京市的人均能耗量由2.285 t/(人·a)增加到3.722 t/(人·a)，变化率为26.86%；能耗强度从1990年至今逐渐降低，能源利用效率越来越高，1999年的能耗强度为1.4t标煤/万元，已经低于国家平均水平[6]。仅从图1和图2来看，北京市的人均能耗量不断上升，能耗强度则连年下降，对于城市尺度的能耗总量而言，人均能耗量的影响作用更大些。 图1 1999～2007北京市年人均能耗量 图2 1999～2007北京市能耗强度 2.2 北京市不同产业结构的能耗量 在我国全部GDP中，我国第一、第二和第三产业的比例为15:52:33，而世界中等收入国家三大产业的平均比例为10:38:52[7]。在第二产业中，我国高能耗工业所占比重较高，引起了总体能耗水平增加。调整产业结构优化产业比例，是现代化城市建设的需要，也是控制城市能耗总量的重要措施。 笔者对北京市近20年的产业结构数据进行了分析，按照各产业在国民经济中所占比例及相应的能耗总量分别绘制出图3和图4。图3显示出随着北京市城市化的进程和经济的发展，产业结构发生了明显改变：第一产业从1990年的8.76%下降到了2007年的1.08%，第二产业从52.39%下降到了26.82%，第三产业从38.83%上升到了72.08%。图4给出了北京市1990~2007年各产业的能耗总量：第一产业的能耗从1990年到2007年减少了48.31万t标煤，变化率为44.8%；第二产业增加了1 000.99万t标煤，变化率为43.55%；第三产业增加了1 797.25万t标煤，变化率接近300%。 图3 北京市历年各产业比例关系 图4 北京市历年各产业能耗总量 为了更好地体现城市产业结构和能耗总量之间的关系，对图3和图4中的数据(城市产业结构比例Xi和城市各产业能耗总量N)进行回归，如图5和图6。分析得到置信区间为95%时的回归方程(R2=0.953)为： N=59.2X12+1000.3X2+969.3X3-92122 (1) 图5 第一、二产业比例和能耗关系 图6 第一、三产业比例和能耗关系 3 城市尺度能耗评价指标的提出 城市尺度能耗评价指标的选择应遵循繁简适中、全面性、指导性与可操作性兼顾的原则[8]。与普通的空调系统、单体建筑等能耗评价方法不同，城市尺度下的能耗评价体系指标的选取应能满足评价层面的需求，涵盖能源消费的各方面与整个过程，同时具有一定的可操作性与指导性，为城市总体规划阶段服务。 住房和城乡建设部2007年通过了《关于贯彻落实城市总体规划指标体系的指标意见》，对城市中的