聚焦—建筑用能提倡用电能替代天然气真的可以做到降低碳排放吗

前言

我国的建筑能耗约占全国总用能量的四分之一，高居能耗首位。近年来随着建筑业的不断发展，建造和运行使用的能源数量越来越大，尤其是在建筑的采暖和空调耗能方面，大力推进建筑节能迫在眉睫。作为全国节能工作的重要组成部分，建筑节能是改善和提高建筑节约能源、促进环境保护、减少温室气体排放量的重要措施之一，对于双碳目标的实现有很重要的意义。

建筑内的能耗设备

建筑内的能耗设备主要包括空调、照明、暖通、食堂烹饪设备等，一般使用电力、天然气作为直接能源，在这些设备中，采暖和空调耗能占比55%左右；在南方地区，空调耗能比较大，而在北方地区，采暖耗能占比较高，在大部分独立供暖的建筑里，使用天然气作为能源的锅炉是主要设备。

目前国情

2021年9月22日，中共中央　国务院发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，意见中明确要求，到2025年，绿色低碳循环发展的经济体系初步形成，重点行业能源利用效率大幅提升。单位国内生产总值能耗比2020年下降13.5%；单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%；非化石能源消费比重达到20%左右；森林覆盖率达到24.1%，森林蓄积量达到180亿立方米，为实现碳达峰、碳中和奠定坚实基础。

到2030年，经济社会发展全面绿色转型取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。单位国内生产总值能耗大幅下降；单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上；非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；森林覆盖率达到25%左右，森林蓄积量达到190亿立方米，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降。

到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上，碳中和目标顺利实现，生态文明建设取得丰硕成果，开创人与自然和谐共生新境界。

意见中提出，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，也就是说，到2030年碳达峰阶段，化石能源消费比重还占有75%左右，化石能源消费仍然占据主流地位。

碳排放与能源消费密切相关，超过85%的碳排放量来自能源活动。因此，能源结构的绿色低碳转型是实现“双碳”目标的关键举措。然而，我国一次能源消费结构长期以来“一煤独大”的现实国情，加剧了目标实现的难度。

如何突围

尽管碳中和最好的方法是使用可再生能源替代化石能源，但是考虑到能源转型过程的时长、现有的技术政策、能源安全等问题，化石能源在相当长的时间内还将扮演不可替代的角色。因此，目前能源转型重点在于退煤，而天然气替代煤炭对碳减排产生的积极作用毋庸置疑。

天然气作为最清洁的化石能源，其大气污染物排放量和温室气体排放量相对煤和石油都少得多。“十三五”期间，中国天然气消费量年均增长超过200亿立方米，年均增速大于10%，天然气在一次能源消费结构中占比由2015年的5.8%上升到2020年的8.8%，增加了3个百分点。“十三五”天然气消费总量约1.35万亿立方米，按等热值换算，相当于替代原煤25.1亿吨，减少二氧化碳、二氧化硫、粉尘排放量分别为17.9亿吨、1.4亿吨和12.2亿吨，大幅降低了大气污染物排放，助力大气环境质量改善。

作为一次性能源的天然气是已知自然界中最清洁的化石能源，因此，天然气作为清洁高效的低碳化石能源，肩负着能源消费结构从化石能源向可再生能源过渡的重要使命，在“双碳”目标导向下的能源转型进程中，“减煤、稳油、增气和可再生能源”已成共识，大力发展天然气是中国建立清洁低碳、智慧高效、经济安全能源体系的必然选择。在今后10~15年内，中国天然气快速发展的基本面没有改变；

电能是清洁的二次能源，但目前主要是一次能源转换而来。目前全社会用电量约62%来自煤电，从全产业链看，需求侧电能替代的碳排放量大于天然气。电能替代的前提条件是电力过剩或可再生能源消纳困难。无论是从能源效率，还是从能源经济与低碳性看，均应当坚持效率优先、梯级利用的原则，不能“高能低用”。用电供热，是典型的高能低用。

在中国目前电网中煤电比例占比62%的状况下，用能单位在建筑取暖、生活热水和食堂加工食品时使用天然气作为直接能源时，在热效率相近的情况下，使用天然气比使用电能在总体的碳排放量上要减少60%以上：据相关资料，天然气每立方米的碳排放量为2.165kg,最新的全国电网排放因子数据为0.5810tco2/MWh,即电网每生产1kWh的碳排放量为0.5810kg,天然气一立方米的低热值大约为8500大卡，一度电即1kWh完全转化为热量的热值为860大卡，即天然气一立方米的低热值相当于10kWh的电能，10kWh电能的碳排放量为：

10*0.581kg=5.81kg

（5.810-2.165）/5.810*100%=62.7%

由此得出使用天然气比使用电能减少碳排放量62.7%的结论。而国家提出的“碳达峰”目标在2030年非化石能源消费比重达到25%左右，由此可见，在“碳达峰”阶段，用能单位在建筑取暖、生活热水和食堂加工食品时使用天然气作为直接能源和使用二次能源电能相比可大量减少碳排放；即使在2060年达成“碳中和”目标，非化石能源消费比重达到75%左右的条件下，使用天然气作为直接能源和使用二次能源电能相比仍能减少碳排放量，所以，宜电则电，宜气则气，不能搞”全电气化“一刀切。

使用天然气消费持续增长的客观条件依然存在，作为清洁化石能源的天然气仍将在未来新兴能源体系中占据重要地位。

作者：程钧

●湖北谁与争锋节能灶具股份有限公司董事长

●中国土木工程学会燃气分会商用燃具专业委员会副主任

●中国工程建设标准化协会城镇燃气专业委员会委员

●全国燃烧节能净化标准化委员会委员

图片：来源网络

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