碳达峰视角下夏热冬冷地区城镇居住建筑低碳供暖路径研究——以重庆市为例

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在我国社会主义现代化建设的历史背景下,夏热冬冷地区的冬季供暖需求日益增长,为我国“碳达峰”与“碳中和”的承诺带来了新的挑战,为满足人民群众对室内环境的热舒适需求,夏热冬冷地区需要探索一条清洁、绿色、可再生的低碳供暖发展道路。作为夏热冬冷地区的典型城市,本文以重庆市为例,以供暖能耗与碳排放为切入点,研究城镇居住建筑的低碳供暖路径。具体研究过程如下:首先,本文通过文献与问卷调研,总结当前重庆市城镇的供暖现状,结合居民冬季月度耗电数据,拆分供暖季户均单位面积供暖能耗;其次,设定255种微观供暖情景,应用Energyplus进行逐时能耗模拟,得出各微观情景下的单位建筑面积供暖能耗,在此基础上以样本数据作为参考,建立供暖能耗微观模拟模型,拟合重庆市供暖现状;最后,通过情景分析法,建立重庆市城镇供暖能耗与碳排放宏观预测模型,分析16种组合情景供暖碳排放,比较各情景的碳排放发展趋势,提出适合重庆市的低碳供暖发展路径。本文研究结论如下:(1)重庆市城镇居民供暖呈现“间歇性、局部性、多样性”的特点,截至2019年,无供暖、局部电加热与热泵空调供暖分别占36%、39%和23%。调研家庭冬季单位建筑面积供暖能耗约为3.792 k Wh/(㎡·a)。在当前重庆市城镇居住建筑中,节能65%、50%和不节能的建筑约占41%、31%、28%。(2)能耗模拟结果建议使用可再生能源代替传统供暖方式。围护结构性能提升对分体空调、电地暖和中央空调节能效果显著;对延长供暖天数的情况,建议使用空气源热泵与地源热泵;建议将设备供暖时长控制在24小时以内。2019年重庆市城镇居民供暖碳排放约为130.5万t CO2,约占当年居住建筑碳排放总量的8.2%。(3)缩短供暖时间与推广低碳设备可降低供暖碳排放峰值约58%和38%,电力碳排放因子下降在2030年后减碳效果显著;“全部措施”、“设备+行为+因子”以及“建筑+设备+行为”的路径可以于2030年实现居住建筑供暖碳达峰,并将峰值控制在336.40~351.73万t CO2。建议将2030年的重庆市城镇居住建筑单位面积供暖碳排放控制在3.22~3.36 kg CO2/平方米之间。本文的研究在一定程度上丰富了夏热冬冷地区宏观供暖碳排放的计算方法,同时为重庆市低碳供暖发展政策的制定提供了参考。
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