1、中 国 北 方 农 村 地 区 建 筑 节 能发 展 方 向 战 略 研 究Strategic Study on Buildings Energy-efficiency Development in NorthernRural Areas of China重庆大学项 目 信 息项目资助号 G-1103-13856Grant Number G-1103-13856项目期 (03/01/2011 - 02/29/2012)Grant period (03/01/2011 - 02/29/2012)所属领域: 建筑Sector Construction项目概述: 北 方 农 村 生 活 能 耗 占
2、全 国 建 筑 总 能 耗 的 20%， 推 进 北 方 地 区 农 村 建 筑 节能关系到我国整体建筑节 能工作的成效 ， 涉及到国家的 能 源战略和经济社会的 可持续发展。 开发以生物质能源 和其他可再生能源为 主的新 的农村能源系统， 同 时大幅度改进农村建筑的保 温性能和采暖方式 ， 才能更好 地 满足农村的建筑用能 需求， 实现满足可持续发展要求 的社会主义新农村建 设。 调 研摸清中国北方农村 地区用能现状， 对 预测未来北方农村地 区的用能需求以及 未 来北方农村地区的政 策制定有着至关重要的作用。 推 进农村建筑 节能的目 的， 不 是要限制农村的用能 需 求 的 增 长 ，
3、降 低 或 维 持 当 前 农 村 的 建 筑 能 耗 水 平 ， 而 是 要 统 筹 资 源 、 环 境 和 经 济发展， 鼓励农村地区因地制宜 地采用高效合理的生 物质能 等先进技术， 给农村 提供清洁高效的用能方式， 更好 地满足农民建筑用能 增长需 求， 提高农民的生活 品质。 改变农村目 前的能源消费模式 ， 鼓励农村发 展太阳能 、 生物质等清洁能源， 引导农村用能可持续增长以 及北方农村地区用能 结构科学转 型， 不仅可以把农 民 的消费从煤炭、 液化气等商品能 源的购买中解放出来； 而 且 可以发展生物质能产 业， 利用农产品及 其废弃物生产新型能 源， 拓展 了农产品的原 料
4、用 途和加工途径， 为农业提供了一个产品附加 值高和市场潜力无限 的平台， 延 伸农业产业链条， 提 高 农 业 效 益 ， 拓 展 农 村 剩 余 劳 动 力 转 移 空 间 ， 在 促 进 区 域 经 济 发 展 、 增 加 农 民 收 入等方面大有可为。 如何引导中 国北方农村地区用能 结构的 科学转型， 对国家的 能 源 战 略 和 经 济 社 会 的 可 持 续 发 展 有 着 重 要 意 义 。Project Discription: According to “China Rural Statistical Yearbook of 2006“, annual household
5、energy consumption for life in rural areas in 30 provinces (municipalities and autonomous regions) in China has reached 320 million tce, accounting for 20% of total building energy consumption in China. Promoting building energy-saving work northern rural areas is critical to the result of Chinas ov
6、erall building energy efficiency and is related to national energy strategies and sustainable economic and social development. Development of biomass energy and other renewable energy-based new rural energy systems and significantly improving theinsulation performance and heating ways of rural build
7、ings will better meet the energy needs of rural buildings and achieve socialist new rural construction that could meet requirements of sustainable development.Mastering energy consumption situation in Chinese northern areas will be critical for prediction of future energy use demands in northern rur
8、al areas and policy formulation for northern rural areas in future.The purpose of rural building energy efficiency is to coordinate resources, environmental and economic development, encourage rural areas to take highly effective and reasonable biomass and other advanced technology according to loca
9、l conditions and provide clean and highly efficient energy consumption way in rural areas, so as to meet the increasing demands of farmers for building energy consumption and improve life quality of farmers, instead of limiting demand for energy use increase in rural areas and decreasing or maintain
10、ing current building energy consumption level in rural areas. Changing the current energy consumption patterns in rural areas, encouraging rural development of solar energy, biomass and other clean energy sources and guiding sustainable energy use in rural areas and scientific transformation of ener
11、gy use structure in northern rural areas will not only liberate farmers consumption from purchase of coal, gas and other commercialized energy; but also develop biomass energy industry, use agricultural products and wastes to produce new energy and expand the use and processing ways of agricultural
12、raw materials, so as to provide agricultural products with a platform of high added value and unlimited market potential, extend the industrial chain of agriculture, increase agricultural efficiency and extend space for rural surplus labor, playing a great role in promoting regional economic develop
13、ment and increasing rural incomes. How to guide Chinas energy structure in northern rural areas will be great of significance for national energy strategy and economic and social sustainable development.项 目 成 员 ： 丁 勇 、 任 宏 、 刘 猛 、 李 沁 、 刘 兴 民 、 王 春Project team:DING Yong,REN Hong,LIU Meng,LI Qin,LIU
14、Xingmin,WANG Chun关 键 词 :农 村 能 源 ， 节 能 ， 灰 预 测 模 型 ， 生 物 质 ， 博 弈 分 析Key Word:Rural energy， energy consumption， gray prediction model， biomass， game analysis摘 要北 方 农 村 生 活 能 耗 占 全 国 建 筑 总 能 耗 的 20%， 推 进 北 方 地 区 农 村 建 筑 节 能 关 系到我国整体建筑节能工作 的成效， 涉 及到国家的能源战 略 和经济社会的可持续 发展。 开发以生物质能源和其他 可再生能源为主的新 的农村 能源系统，
15、同时大幅 度 改 进 农 村 建 筑 的 保 温 性 能 和 采 暖 方 式 ， 才 能 更 好 地 满 足 农 村 的 建 筑 用 能 需 求 ， 实 现 满 足 可 持 续 发 展 要 求 的 社 会 主 义 新 农 村 建 设 。一是调研分析北方农村地区用能现状。 通过对北方农村地区的用能 现状调研， 归纳整理了中国北 方 农村地区能源消耗 模 式 现 状 ， 分 析 其 用 能 结 构 和 存 在 的 问 题 ， 通 过 中 国 北 方 农 村 地 区 用 能 调 查 ， 了解了现在中国北方农村地 区的用能现状 ， 分析研究中国 北 方农村地区的用能需 求， 得出目前北方农村存在 取暖
16、 设施效率低及能源利 用率低 ， 室内环境质量差采 等问题。二是预测北方农村地区用能需求。 收集整理了生物质气化采暖 技术、 太阳 能建筑一体化技术 等 在北方农村地区的应用的基础理论和实际工 程应用案例 。 通过设定三 个情景 ， 运用灰预测模型进 行预测， 分析不同情景下 中国北 方农村地区用能趋势 的变化 ， 得出生物质气化采 暖 系 统 不 仅 可 以 减 少 污 染 物 排 放 ， 改 善 室 内 空 气 质 量 ， 充 分 利 用 生 物 质 资 源 ， 节 省 燃 料 ， 变 废 为 宝 ； 同 时 可 以 提 高 农 民 的 生 活 质 量 ， 提 高 室 内 空 气 品 质
17、， 实 现 节 能减排， 促进社会主义新农村建 设。 开发以生物质能源和 其 他可再生能源为主的 新的农村能源系统， 同时大幅度 改进农村建筑的保温 性能和 采暖方式， 才能更好 地 满 足 农 村 的 建 筑 用 能 需 求 ， 实 现 满 足 可 持 续 发 展 要 求 的 社 会 主 义 新 农 村 建 设 。 这需要大量的技术创新和各 级政府的政策、 机制及经 费支持 ， 更需要从科学发展 观出发的全面的科学规划。三是研究中国北方农村地区用能结构调整的激励政策。 通 过 对 相 关 利 益 主 体 的 行 为 进 行 博 弈 分 析 ,对 在 农 村 地 区 推 广 生 物 质 能 建
18、 筑应 用 的 激 励 对 象 、 激 励 方 式 、 激 励 程 度 和 激 励 策 略 进 行 了 定 性 分 析 ,设 计 了 比 较 完 善 的 经 济 激 励 政 策 ,可 有 效 推 动 生 物 质 能 在 农 村 地 区 建 筑 中 的 应 用 。推进农村建筑节能的目的， 不是 要限制农村的用能需 求 的增 长， 降低或维持 当 前 农 村 的 建 筑 能 耗 水 平 ， 而 是 要 统 筹 资 源 、 环 境 和 经 济 发 展 ， 鼓 励 农 村 地 区 因 地制宜地采用高效合理的生 物质能等先进技术 ， 给农村提 供 清洁高效的用能方式 ， 更好地满足农民建筑用能增 长需求
19、， 提高农民的生活 品质。 改变农村目前的能源 消 费 模 式 ， 鼓 励 农 村 发 展 太 阳 能 、 生 物 质 等 清 洁 能 源 ， 引 导 农 村 用 能 可 持 续 增 长以及北方农村地区用能结构 科学转型， 不仅可以把农 民的消 费从煤炭、 液化气等 商品能源的购买中解放出来； 而 且可以发展生物质能 产业， 利用农产品及其废弃 物生产新型能源， 拓展了农产品 的原料用途和加工途 径， 为 农业提供了一个产品 附 加 值 高 和 市 场 潜 力 无 限 的 平 台 ， 延 伸 农 业 产 业 链 条 ， 提 高 农 业 效 益 ， 拓 展 农 村 剩 余 劳 动 力 转 移 空
20、 间 ， 在 促 进 区 域 经 济 发 展 、 增 加 农 民 收 入 等 方 面 大 有 可 为 。 这 将引导中国北方农村地区用 能结构的科学转型 ， 对国家的 能 源战略和经济社会的 可持续发展有着重要意义。SummaryAccording to “China Rural Statistical Yearbook of 2006“, annual household energy consumption for life in rural areas in 30 provinces (municipalities and autonomous regions) in China has
21、 reached 320 million tce, accounting for 20% of total building energy consumption in China. Promoting building energy-saving work northern rural areas is critical to the result of Chinas overall building energy efficiency and is related to national energy strategies and sustainable economic and soci
22、al development. Study on Current Energy Consumption Pattern in Chinas Northern Rural AreasWe conducted research on energy consumption structure in Chinas northern rural areas, design a Questionnaire on Energy Use in Chinas NorthernRural Areas, which will be modified based on opinions of experts from
23、 various universities and energy efficient research institutions andrepresentatives from authorities in charge of building energy efficiency in some northern areas. With backward heating and cooking energy consumption way, rural areas in northern China take direct combustion offirewood and coal-base
24、d energy as the main energy consumption way with only 10% to 20% conversion efficiency of bio-energy direct combustion,resulting in energy shortages in rural areas which has been increased by the widespread use of furnace with less than 10% heating efficiency innorthern rural areas. The direct combu
25、stion of firewood and coal also caused the fact that the indoor carbon monoxide levels of peasant familyare many times greater than the national air quality standards, and suchpollution is more serious in the winter, resulting in long-term exposure of most rural population in health-harmful pollutio
26、n and increasing asthma and respiratory diseases since childhood. Study on energy demands in Chinas northern rural areasAnalyzing the case of the biomass gasification heating technology in rural areas in the north rural, it concludes that the development of biomass energy and other renewable energy-
27、based new rural energy systems and significantly improving the insulation performance and heating ways of rural buildings will better meet the energy needs of rural buildings and achieve socialist new rural construction that could meet requirements of sustainable development. By building three scene
28、s, we use grey prediction model, the energy use of rural north China has been forecasted. Develop the biomass energy and other renewable energy can meet the needs of newsocialist countryside construction better. But it requires technical innovation and government policy and fund support. Study on en
29、ergy use structure adjustment strategy for Chinas northern rural areasThrough the game analysis of the behavior of relevant stakeholders, a qualitative analysis about the incentive targets, incentive ways,incentive levels and incentive strategies for promoting the biomass energy application in rural
30、 buildings was carried out. Also the relative economic incentive policies which would effectively promote the biomass energyapplication were designed.The purpose of rural building energy efficiency is to coordinate resources, environmental and economic development, encourage rural areas to take high
31、ly effective and reasonable biomass and other advanced technology according to local conditions and provide clean and highly efficient energy consumption way in rural areas, so as to meet the increasing demands of farmers for building energy consumption and improve life quality of farmers, instead o
32、f limiting demand for energy use increase in rural areas and decreasing or maintaining current building energy consumption level in rural areas. It will guide Chinas energy structure in northern rural areas will be great of significance for national energy strategy and economic and social sustainabl
33、e development.目 录一、 中国北方农村地区用能现状 Error! Bookmark not defined. 1. 总体情况 Error! Bookmark not defined.2. 农房建设 Error! Bookmark not defined.3. 围护结构类型 Error! Bookmark not defined.（1） 墙体 Error! Bookmark not defined.（2） 门窗 Error! Bookmark not defined.（3） 屋顶 Error! Bookmark not defined.（4） 地面 Error! Bookmark
34、not defined. 4. 农房室内温度和用能方式 Error! Bookmark not defined.（1） 北方农村各种采暖方式及建筑用能情况 . Error! Bookmark not defined.（2） 照明和家电用电 . Error! Bookmark not defined.（3） 炊 事 用 能 . Error! Bookmark not defined.（4） 生 活 热 水 能 . Error! Bookmark not defined.（5） 夏季降温措施 . Error! Bookmark not defined.（6） 能源消费存在问题 . Error! B
35、ookmark not defined.5. 存在问题分析 Error! Bookmark not defined.（1） 住房围护结构热工性能欠佳 . Error! Bookmark not defined.（2） 遮阳设施使用不合理 . Error! Bookmark not defined.（3） 缺少统一科学规划 . Error! Bookmark not defined.（4） 取暖设施效率低及能源利用率低，室内环境质量差采 Error! Bookmark not defined.二、 中国北方农村地区用能需求及趋势 Error! Bookmark not defined. 1. 我
36、国农村能源消费的总体特征 Error! Bookmark not defined.2. 北方农村建筑用能需求现状分析 Error! Bookmark not defined.3. 可再生能源新技术研究现状 Error! Bookmark not defined.（1） 农村可再生能能源现状 . Error! Bookmark not defined.（2） 太阳能利用技术推广速度快 . Error! Bookmark not defined.（3） 沼气在农村地区的应用 . Error! Bookmark not defined.III（4） 生物质技术逐步进入农户 . Error! Book
37、mark not defined.（5） 生物质秸秆气化采暖技术在农村地区的应用 . Error! Bookmark not defined. 4. 北方农村建筑用能趋势预测情景分析 Error! Bookmark not defined.（1） 情景分析法概述 . Error! Bookmark not defined.（2） 灰色预测理论的提出 . Error! Bookmark not defined.（3） 情 景 假 定 . Error! Bookmark not defined.（4） 影响因素分析 . Error! Bookmark not defined.（5） GM(1,1)
38、预测模型 10 Error! Bookmark not defined.（6） GM(1,n)模 型 Error! Bookmark not defined.（7） 情景分析结果 . Error! Bookmark not defined.5. 北方农村建筑节能潜力分析 Error! Bookmark not defined. 三、 中国北方农村地区用能结构调整战略 Error! Bookmark not defined. 1.中国农村地区现有政策情况 . Error! Bookmark not defined.（ 1） 在 农 村 地 区 推 广 生 物 质 能 建 筑 应 用 的 政 策
39、依 托 。 . Error! Bookmark not defined.（1） 新农村能源工程 . Error! Bookmark not defined.（2） 农村沼气工程 . Error! Bookmark not defined.（3） 生物质能产业 . Error! Bookmark not defined.（4） 小水电代燃料工程 . Error! Bookmark not defined.（5） 可再生能源中长期发展规划 . Error! Bookmark not defined. 2.引 导 中 国 北 方 农 村 建 筑 用 能 可 持 续 增 长 的 目 标 及 策 略 E
40、rror! Bookmark not defined. 3.制度设计原则及政策激励的着力点选择 . Error! Bookmark not defined.（1）可行性原则 Error! Bookmark not defined.（2）有效性原则 Error! Bookmark not defined.（3）灵活性原则 Error! Bookmark not defined.（4）全局性原则 Error! Bookmark not defined.（5）最优性原则 Error! Bookmark not defined.4.在农村地区推广生物质能建筑应用中相关利益主体的博弈分析 . Error
41、! Bookmark not defined.（一）.相关的利益主体 Error! Bookmark not defined.（ 1） 政 府 和 生 物 质 气 化 炉 设 备 生 产 商 之 间 的 博 弈 分 析 . Error! Bookmark not defined.（2）消费者和政府之间的博弈分析 Error! Bookmark not defined.III5.在 农 村 地 区 推 广 生 物 质 能 建 筑 应 用 的 激 励 机 制 设 计 Error! Bookmark not defined.（一）激励对象 . Error! Bookmark not defined.
42、（二）激励方式 . Error! Bookmark not defined.（三）激励程度 . Error! Bookmark not defined.（四）激励策略 . Error! Bookmark not defined.- 1 -正 文2011 年 12 月 27 日 ， 中 央 农 村 工 作 会 议 在 北 京 召 开 ， 温 家 宝 总 理 针 对 目 前 新农村建设工作中的问题指 出： 社会主 义新农村建设是贯 穿 我国现代化建设全过 程的一项重大任务。 目前我国 最 大的发展差距仍然是 城乡差 距， 最大的结构性问 题仍然是城乡二元结构。城镇化的快速发展，为解决好“三农” 问
43、题创造了有利条 件 ， 但 并 不 会 自 然 带 来 农 村 面 貌 的 较 快 改 变 。 要 全 面 推 进 农 村 各 项 建 设 ， 建 设 好 农 民 幸 福 生 活 的 美 好 家 园 。 农 村 建 设 应 保 持 农 村 的 特 点 ， 有 利 于 农 民 生 产 生 活 ， 保持田园风光和良好生态环 境。 不能把城镇的居民小 区照搬 到农村去， 赶农民上 楼。 要长期坚持把国 家 基础设施 建设的重点放到农村。 建 设 部门要加强对村庄规 划 和 农 村 建 房 的 指 导 ， 提 高 农 村 民 居 设 计 和 建 设 水 平 。我 国 农 村 地 区 人 口 约 8 亿
44、 ， 农 村 民 用 建 筑 面 积 约 为 240 亿 m2 ，占全国房 屋建筑面积的 60% 以上 。 据 调查， 寒冷地区 农村住房建造水 平低 、 保温措施少， 大部分住房未进行保温处理， 房 屋外门窗热工性能和 气密性 较差， 墙体和屋顶未 采用保温材料建造， 传热系数过大 ， 散热量 高， 节能效果差 。 同时采暖设备简陋 、 热 效 率 低 ， 冬 季 采 暖 能 耗 约 占 生 活 耗 能 的 80% ， 不 仅 造 成 大 量 能 源 浪 费 ， 而 且 室 内 热 环 境 恶 劣 ， 舒 适 度 差 。 随 着 农 村 经 济 的 发 展 和 农 民 生 活 水 平 的 提
45、 高 ， 农 村 住 房 的 建 造 质 量 和 居 住 舒 适 度 逐 步 得 到 重 视 ， 进 行 寒 冷 地 区 农 村 住 房 节 能 改 造 ， 为寒冷地区农民营造一个健 康舒适的室内环境 ， 同时不造 成 能源消耗的大幅增长 ， 是亟待解决的问题。本 报 告 通 过 对 国 内 外 各 研 究 人 员 的 研 究 调 研 结 果 进 行 总 结 ， 并 结 合 2011 年 课题组针对中国北方农村地 区建筑节能现状的调 研， 分析 得 出目前中国北方地区- 2 -住房现状， 对中国北方农村居民 用能节能潜力进行分 析， 提 出农村住房节能方面存在的问题及改造措施。一、 中国北方农
46、村地区用能现状 1. 总体情况有研究指出从 1979 年至 2007 年， 农村总能耗基本保持 持续 增长。 以 4.22% 的 年 增 长 率 ， 从 1979 年 的 307.19Mtce （ 百 万 吨 标 准 煤 ） 增 至 2007 年 的 977.14Mtce。 人 均 能 耗 则 以 4.35%的 年 增 长 率 从 1979 年 的 388.78kgce 涨至1979.14kgce。 中国农村总能 耗 在 1979 至 2007 年间可分为 三个阶段： 第一阶段是从 1979 年 至 1995 年， 该阶段总 能耗保持平稳上 升 ， 在 1995 年达到第一个高峰 ， 649.
47、52Mtce； 第 二 阶 段 为 1996 至 1999 年 ， 该 阶 段 总 能 耗 保 持 相 对 稳 定 ；2000 年 以 后 为 第 三 阶 段 ， 该 阶 段 总 能 耗 保 持 快 速 增 长 。 在 九 十 年 代 末 ， 相 对 于 经 济 的 增 长 ， 能 耗 却 在 下 降 ， 这 是 可 能 是 得 益 于 能 效 的 提 高 。 1图 1. 1 1979-2007 年 中 国 农 村 地 区 能 耗 及 人 均 能 耗图 1.2 给出了农村地区 生产用能与住宅生活 用能的比例。 生 活用能占总能耗 的比例从 1979 年 的 83.13%降 至 2007 年的
48、55.8%， 但 仍 然 超 过 了 50%。 在 上- 3 -述 时 期 内 生 活 用 能 在 数 量 上 从 255.38 升至 545.2Mtce， 相 对 于 农 业 机 械 化 生 产和 工 业 活 动 ， 生 活 用 能 是 低 水 平 的 。图 1. 2 1979-2007 年 中 国 农 村 地 区 生 产 用 能 与 住 宅 生 活 用 能 的 比 例从 1979 年 至 2007 年 间 ， 中 国 农 村 能 耗 模 式 由 传 统 能 源 使 用 模 式 向 更 商 业 化 、 工 业 化 的 能 源 模 式 转 变 。 1979 年 农 村 地 区 能 耗 中 ，
49、煤 炭 占 18.30%， 油 料 占 4.65%， 电 力 占 5.4%， 秸 秆 占 37.01%， 柴 火 占 33.78%， 沼 气 占 0.24%。 2007 年 ， 煤 炭 占 43.31%， 油 料 占 8.15%， 电 力 占 10.44%， 液 化 石 油 气 占 6.3%， 秸 秆占 16.35%， 柴 火 占 14.6%， 沼 气 占 0.75%。 最 明 显 的 趋 势 是 生 物 能 使 用 比 例 下 降 以 及 电 能 、 油 料 、 液 化 石 油 气 等 能 源 使 用 比 例 的 上 升 。 但 在 农 村 地 区 秸 秆 、 木 柴 等 生 物 能 源 和 煤 炭 仍 然 是 用 能 组 成 中 的 主 要 部 分 ， 占 总 能 耗 的 70%以 上 。图 1. 3 1979-2007 年 中 国 农 村 地 区 各 类 能 源 消 耗 结 构- 4 -由 于 我 国 幅 员 辽 阔 、 地 形 地 貌 复 杂 多 变 ， 随 着 各 地 纬 度 、 地 势 和 地 理 条 件 不同， 气候环境也发生较大的变化。 为了 研究建筑与气候两 者 之间的相互关系和不同建筑类型对自然条件的适 应情况， 从 建筑热工设计的角 度 将全国建筑热工设计 划 分 为 五 个 地 区 ： 严 寒 地 区 、 寒 冷 地 区
