摘 要：主要概述了阿曼新建和现有建筑物大规模节能计划的好处。特别是,对这些方案进行了能源生产率分析,以包括其对阿曼经济的总体影响。阿曼总消耗的电力的75％以上归因于建筑物，几乎50％是由于家庭。首先，使用全建筑能量模拟来进行综合的优化分析，以确定适合于改善阿曼的建筑物的能量性能的最佳能效措施，然后评估各种能效技术的经济和环境效益。特别是，现有建筑的不同能效改造水平对阿曼建筑部门的能源生产率指标产生影响。分析结果表明,政府资助的现有住宅建筑大型能源改造项目的实施具有高度的经济效益，特别是，发现基本的大规模能效改造计划可以使年耗电量减少957 GWh，峰值需求减少214 MW，碳排放量每年减少660 千吨。
关 键 词：建筑改造，节能措施，能源效率，生命周期成本，优化，阿曼
中图分类号：TU 443 文献标识码：A
1 介绍
为了评估大型能效项目的有效性，最近考虑了能源生产率分析方法（KAPSARC，2015）。特别是，有人认为能源生产率可以更好地衡量一个国家的经济，能源和环境绩效（KAPSARC，2014年）。经济体的任何部门（如建筑部门，EPB）的能源生产率，可以估计为增加值的比值，VAB，以及归因于该部门的总的最终能量消耗TFCB。
能量生产率指标，可用于评估如何分配能源资源以优化部门经济增长（KAPSARC，2015）。根据国际能源机构和国际货币基金数据，图1显示了代表阿曼建筑，工业和交通运输部门的三个部门的能源生产率年度变化（国际能源署，2016年;国际货币基金组织，2016年）。如图1所示，阿曼所有三个部门的能源生产率,能源利用率的效益,特别是2005年以来一直在下降。
图1 阿曼经济三个部门的年能源生产率
能源生产率度量具有优势,可以解释可以量化的能源效率计划的大部分好处。如Krarti (2015),所述, 大量建设能源效率方案可能产生重大的社会、经济和环境惠益,包括节省能源(避免使用石油资源)、减少电力峰值需求(避免建造电厂)、减少碳排放(减少温室气体)、创造新的就业机会(最初由政府提供,然后由私营部门提供支持)。此外,提高建筑物的能源效率可提供额外的非能源效益,改善热舒适、健康的室内环境和提高工作效率。最近的报告研究试图量化建筑节能项目的非节能效益。非能源效益的附加值,如果可以量化,可以进一步提高建筑节能项目的成本效益。
目前,阿曼的建筑物没有具体的能源效率强制性规定。由于人口增长和缺乏任何全面的能源效率计划,阿曼电力消费和高峰需求在最近几年特别是在图2所示期间大幅增加。特别是,建筑部门消耗阿曼发电量的77%。具体而言, 2014年阿曼的住宅、商业和政府建筑分别占耗电量的48%、20%，9%。如图2所示，对现有历史数据的回归分析表明,过去十年电力需求持续增长,电力消耗量每年增加1900兆瓦,峰值需求增加365.7兆瓦。如果这种增长保持不变,预计到2030年 ,年耗电量和峰值需求量分别为55288兆瓦和11240兆瓦(即比目前的电力需求增加一倍。
图2 2009年至2014年阿曼电力消费和市场需求的变化
为了提高建筑部门的能源效率,阿曼政府启动了一些行动和试点方案,以促进建筑环境的可持续性。然而，已经发表了非常有限的研究和分析，以评估改善目前的设计，建造和运营阿曼建筑物以提高建筑物能源性能的做法的好处。例如,一份报告分析了使用气体冷却和冰存储系统降低电力峰值需求的负荷管理策略的潜力以及引入按使用时段关税的影响。另一项研究表明,在商业和政府建筑中实施节能空调和照明系统可以减少峰值需求到596,到2024年达到44,000GWh电力。基于仿真的分析表明,简单的控制策略,例如减少照明使用25% ,将冷却温度从20摄氏度提高到24摄氏度,可以节省阿曼大楼的年能耗25.6%。同样,很少有研究评价清洁发电技术的好处,包括在阿曼使用可再生能源发电的好处。特别是,估计在seeb地区大规模安装太阳能热水器可能节省335GWh能源。总的来说,发现阿曼拥有大量的太阳能和风能资源,可以利用这些资源来产生足够的电力满足所有国家的需要。然而,缺乏奖励和法律框架是阿曼有限部署能源效率和可再生能源技术的主要障碍。通过对阿曼建筑利益攸关方的调查,确定了促进建筑部门能效技术和做法的主要挑战,包括
1, 较高的成本,与能源有效产品,包括建筑围护结构的保温隔热带来的经济挑战。事实上,大多数这些产品并非本地制造,必须进口。此外,高能源补贴使任何对能源效率的投资不是建设业主或开发商的成本效益策略。
2，在促进阿曼高绩效建筑方面,缺乏关于可持续建筑做法的知识和专门知识。除了缺乏促进建筑部门能源效率的任何守则和标准之外，阿曼建筑工业依靠外国劳动力,对绿色技术和材料的知识有限。
3，各种建筑部门利益攸关方抵制的社会挑战改变了传统的施工方法，以遵循更可持续的做法，由于缺乏促进高能源绩效建筑的任何法律和经济激励措施，这些挑战更加严峻。
本文采用能量平衡分析法对阿曼大型建筑节能计划的影响进行了评价，研究中考虑了针对新建筑和既有建筑的节能方案。作为部分分析，实施广泛的能源效率措施的好处首先确定使用适用于代表阿曼现有建筑存量的能源模型的整个建筑能源模拟分析。特别是，进行了优化分析，确定了适合阿曼典型建筑能耗模型的最佳节能措施。然后使用自下而上的分析方法，对广泛的能源效率方案的经济和环境效益进行量化，使阿曼建筑存量得到量化。特别是，评估了开发和执行新建筑节能代码的影响，此外，考虑了现有建筑物的不同改造水平。最后，执行费用和能源效率方案对阿曼建筑部门能源生产能力的影响。
2 建筑节能措施分析
2.1 典型建筑的基准能量模型
采用自下而上的方法评估各种能源效率措施对建筑部门电力消耗的影响和效益,开发和利用能源模式来代表阿曼现有的建筑存量。具体而言,建立了三种居住建筑的能源模式:一栋2层别墅、一栋5层的公寓楼和一栋1层的传统住宅。此外,考虑了三种商业和政府建筑的能源模式:办公楼、学校和零售店。所有建筑原型的基准能源模型的特点是使用从报告的能源审计研究中收集的数据来确定。利用能源模拟分析和逐时气象资料,对几种能源效率措施对年度能耗和峰值的影响进行了能量分析。作为预期的空调,以维持室内热舒适性是负责建筑物的大部分电力使用。使用2014年的月度历史数据,使用冷却温度单位或平均环境室外温度的回归分析,可以建立空气调节对阿曼耗电月总用电量的影响。同时,建筑空调能耗随着夏季室外气温的增加而增加。
2.2 个别节能措施的影响
如预期,安装节能空调系统对减少年度能耗和峰值需求都有最重大的影响。有重大影响的措施是( i )将冷却温度设为26?C( 79?F) ,而不是24 ?C ( 75?F) ,用于减少能耗和( ii )减少空气渗透,使建筑外壳气密以减少峰值需求。一般来说,可以降低年能耗的措施也能有效降低电力峰值需求。
2.3 联合节能措施的影响
采用alaidroos和krarti ( 2015 )描述的序列搜索技术进行优化分析。在优化分析中考虑了阿曼发电量为每千瓦时0.08347美元的报告生产成本。从各种来源获得各种能效措施的执行费用。生命周期成本优化分析结果表明,典型的2层别墅的节能优化设计或改造可以达到总能耗约61%和峰值电力需求的64%。特别是,所有住宅和商业建筑能源模式的年度能耗和电力峰值需求均可节省53%至68%。
3 总结与结论
本文的分析表明,提高阿曼建筑存量的能源效率有几个好处,包括减少电力消费、电力高峰需求、碳排放以及创造大量就业机会。特别是,调查发现,即使阿曼政府必须为所有现有家庭的执行费用提供资金, 1级住宅建筑的能源翻新也具有极高的成本效益。实际上,在适用于现有阿曼住房建筑时, 1级能源改装方案可节省957GWh/年的电力消耗，,电力高峰需求节省214兆瓦,每年减少660兆瓦碳排放。此外,本文的分析总结表明,在阿曼的一个大规模的住宅建筑节能改造项目中,可以创造大量的就业机会。当考虑到所有好处时,分析表明, 3级改造方案的影响最大,可以使阿曼建筑部门的能源生产率提高一倍,从而能够释放大量资金,避免石油收入和电厂投资,可以用于其他政府项目。
