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智能绿色建筑将开启全中国第三次工业革命

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Ai·提升效率 技术答疑

现在越来越多的经济学家认为,造成全要素生产力下降的一个更加重要的原因是能源的高成本。据估算,中国能源价格是美国的四倍。

预计中国接下来的几十年内将有超过2亿的房屋和公寓需要改造,中国已经开始加快历史上最大规模的房屋改造工程,预计将为制造业、工程业、建筑业和房地产行业增加数百万的就业机会,保留数百万现有的就业岗位。

将电力网络从基于石化燃料和核燃料的机械伺服系统转型为数字化的再生能源网络,在接下来的三十年内将催生数百万的新就业岗位。

仅在一年以前,金融分析师们曾预测中国的上升会令其超过美国,成为世界的头号经济大国。不过2015年中国三季度GDP增速6.9%,中国经济下行压力短期难以缓解。里夫金表示,问题的核心在于多年以来助推中国经济增长的房地产行业发展正在放缓。在他看来,为了把房产泡沫从危机变成机遇,中国经济旅程的下一个阶段是要把住宅、商用和工业建筑存量以及配套设施变成一个智能绿色的网络矩阵,开启全中国的第三次工业革命。

房地产发展放缓拖累中国经济

里夫金认为,多年以来房地产泡沫助推了中国非凡的经济增长。然而,目前中国房地产行业的发展正在放缓。尽管政府相继出台了一些刺激政策,比如信贷宽松和降低利率,而且房价同比下降4.5%,仍有数以百万计的房屋空置,购房者寥寥无几。

“2008年全球经济危机之后,中国政府要求其国有银行扩大信贷,其中的大部分资金都用于刺激房地产业的新一轮扩张建设以及为其服务的配套行业,其中包括水泥、钢材和制造电视机、冰箱、洗衣机、灯饰以及用于住宅、办公楼和商场的其他材料和产品的行业。过去6年,中国的债务翻了四倍,由7万亿增加到2014年的28万亿,相当于GDP的282%,而且还在继续增加。这样一来,按相对值计算,中国的债务比美国和德国的总和还要大。”里夫金表示。

此外,由于失业率增加,对住宅和商用楼房的需求下降,地方政府从土地出售获得的财政收入减少这一状况很可能会加剧。金融时报“投资参考”的一份调查显示,2015年7月劳动力需求自2012年以后首次收缩,劳动力需求指数从2015年上半年67.9%的平均水平下降至49.3%。

里夫金表示,现在越来越多的经济学家认为,造成全要素生产力下降的一个更加重要的原因是能源的高成本。据估算,中国能源价格是美国的四倍。中国建筑业的能源消耗量占全国总消耗量的28%。到2015年,城市居住人口会增加3.5亿,那么在2030年之前,商用和住宅楼房的能源消耗就会增加40%。

“虽然人们都认为中国要想避免经济下行,就必须大幅提高全要素生产力,但就如何做到这一点,很少人能达成一致。矛盾的是,房产泡沫不仅仅是中国要首先解决的问题,还很有可能是提升全要素生产力、增加就业、提高工资和创建更加环保的循环经济以实现习近平主席和李克强总理中国梦的最重要资产。”里夫金说。

将建筑及配套设施改造成智能绿色网络矩阵

里夫金表示,为了把房产泡沫从危机变成机遇,我们需要思考一下大规模的城市基础设施建设和正在进行中的新城市建设。中国经济旅程的下一个阶段是要把住宅、商用和工业建筑存量以及配套设施变成一个智能绿色的网络矩阵,开启全中国的第三次工业革命。

在他看来,连接到基础设施网络的每一栋建筑会成为数据中心,绿色微电厂,蓄能站或交通物流枢纽,从而在智能绿色中国从事管理,提供动力,推动经济行为。在未来25年里,第三次工业革命能将整体效率从13%提升到40%,极大提高生产力,降低边际成本,让中国成为世界上最具竞争力且具有生态永久性的商业空间。

“转变建筑存量要分四个步骤进行。”里夫金阐述道:“首先,中国的每一栋建筑都需要进行整体翻新,密封其内部,降低能耗,提高效率。其次,每一栋建筑的内外空间都需要安装智能网络技术。每一栋建筑都成为一个网络节点,与其它建筑相连接,使家庭、企业和社区团体能够监管通过价值链传输的大数据,用分析法创建能够提升总体效率的算法和应用程序,从而极大地提高生产力并降低在传统市场里的边际成本,逐渐形成新兴的共享经济。第三,每一栋住宅、商业和工业建筑内部和周围都要安装可再生能源技术,从而保证全国范围内的能源供给。最后,每一栋建筑内外都要安装充电站为电动汽车和燃料电池车充电,实现自动化、GPS导向的无人驾驶的运输和物流网络。2014年11月,国际可再生能源机构(IRENA)预测,到2030年,中国电车将达到汽车使用量的20%。”

他认为,在能效和节能上的投资可在短短的四到七年就收到回报,业主或承租人能在能耗上节省一笔稳定的开支,收益几十年。研究表明,安装节能技术的建筑拥有更高的市场价值,更高的租金和更高的入住率。一项针对全法国的住宅楼的研究表明,拥有顶级节能认证的建筑的市场价值要高出40%。

更重要的是,他表示,将每一栋建筑转变成物联网数据中心、绿色微型发电设备、蓄能站和自动化交通枢纽,能够极大地提高其经济价值,因为通过提供高科技服务,整体效率和生产力能够大大提升,也能降低在管理、动力和从事经济活动上的边际成本。如果成百万的建筑都与基础设施物联网相连接,成为其中的一个网络节点的话,那么提高的生产力和节省的边际成本就会成倍增加,这不仅仅能够实现建筑存量的价值,也能提升中国的经济发展。

建筑升级改造创造就业机会

在里夫金看来,虽然将中国的每一栋住宅、商用和工业建筑翻新是一项极为艰巨的工作,但同时也是把中国经济转向互联网+第三次工业革命的先决条件。

随着中国加大对现有建筑的改造,建设新的建筑,预计2015到2020年该收入将会大幅增长。对建筑外层改造每投入100万元,将增加16.3个直接、间接和联动就业机会。中国目前拥有世界上最大的高压交流电市场,也是最大的高压交流电产品生产国。在上亿民居安装新的更高效的高压交流电设备是中国全国建筑翻新市场的重要一部分,预计将极大地增加高压交流电销售额。高压交流电市场已经保持年20%的增长速度,预计到2015年市场规模达到160亿元,并将持续增长到2020年。高压交流电改造每百万投入预计将带来13.3个直接、间接和联动就业机会。中国2011年在建筑上引入了更高效的LED照明技术,到2020年LED照明预计市场占比达到69%,市场规模170亿元。LED照明每百万投入可以带来12.9个直接、间接和联动就业机会。

“在每个建筑上和建筑之间引入物流网设备,用来管理能量效率,目前还是在发展初期阶段,但随着中国将未来几年将建筑改造为智慧、数字节点,并通过数字网络广泛连接起来,预计物流网市场将会指数级增长。物联网技术每百万投入将增加13.0个直接、间接和联动就业机会。”里夫金告诉记者。

里夫金称,我预计中国接下来的几十年内将有超过2亿的房屋和公寓需要改造,中国已经开始加快历史上最大规模的房屋改造工程,预计将为制造业、工程业、建筑业和房地产行业增加数百万的就业机会,保留数百万现有的就业岗位。

此外,里夫金还认为,地方政府及其金融部门拥有的一些现存土地没有卖出,是因为空置的建筑空间过剩,但这些土地对于实现智能、绿色和数字中国也有巨大价值。地方政府可以在城区内外的公用空地上建造大型的可再生能源发电厂,用于储备高容量的绿色电能并回售给国家电网[微博]。这样一来,地方政府就会成为能源生产者,相应的收入能降低他们的债务负担,也提高其财政收入能力。

每栋建筑生产绿色能源通过电网分享多余电能

在改造建筑的同时,里夫金还认为,中国的电网需要改造为数字再生能源网络,用来管理绿色能源的收集和配送。“亿万家庭、数千社区和成千上万企业在其建筑内或附近生产其自己的再生能源,并通过全国再生能源网络以零边际成本,相互分享,这一未来预期将改变社会和我们星球上集体责任的理念。”他表示。

“中国政府在2013年底宣布了将初步在四年内投入820亿元建设遍布中国的数字能源网络,数百万的中国住宅、公寓居民和数千家企业将可以在其住宅、商业和工业建筑内,自己生产太阳能、风能转换的绿色电力能源,并通过全国电网相互分享多余的电能。”他说:“中国的再生能源产业已经雇佣了340万员工,而在数百万的建筑及其附近制造、安装、维修太阳能和风能获取技术,将电力网络从基于石化燃料和核燃料的机械伺服系统转型为数字化的再生能源网络,在接下来的三十年内将催生数百万的新就业岗位。”

里夫金表示,为资助数百万中国建筑转型为数据中心、微型发电站、存储设备、自动传输中心等节点,中国建立了独特的新商业模式“能源节约公司”(ESCOS)和新的经济工具“能源绩效合同”。ESCOS通过其自有资金或银行贷款,资助前期改造,投资通过能源节约返还。所有人或居住者可以免费获得,随着偿还期结束,将获取能源节约的所有价值。ESCOS服务一般包括能源审计、项目设计、融资、设备采购、运作和维护。

ESCOS产业在中国发展迅速。从2003到2013年,能源绩效合同的年投资从1亿元增加到120亿元,部分得益于政府的慷慨激励和税收优惠。考虑到ESCOS市场和绩效合同的指数高速增长,在数百万中国建筑转型为第三次工业革命节点的过程中,该机制和政府激励机制将会发挥主要作用,管理、激励、推动经济活动基于智能、绿色的物联网基础设施开展。

中国的住宅、商业和工业建筑转型为多功能节点,具有数据中心、微型再生能源发电站、能量存储设施和自动传输中心功能,通过遍布全国的物联网基础设施横向联系起来,将带领中国进入数字第三次工业革命,帮助中国走出经济下行的阴霾,给中国带来新的发展机遇。

美国趋势学家里夫金认为,未来中国的任务就是将建筑物以及现有的基础设施转变成智能、数字节点和网络,形成一个网络平台,开启第三次工业革命。对于这样的网络平台,会不会进一步增加能耗,如何实现智能化、绿色化,采访了中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿。

Q:建筑能耗已成为与工业、交通能耗并列的三大能耗之一,建筑能耗大约占全国总能耗的20%-30%。绿色建筑是建筑业发展的方向,您如何理解绿色建筑?

江亿:绿色建筑是指未来建筑师、建筑业主等各方面与建筑相关者在建造房屋时应该努力追求的目标。也就是说,今后不应该以“奇奇怪怪的建筑”、“高大洋”的建筑为努力目标,而应以绿色为目标,具体就是节能节地,节材,节水,并提供优质的室内环境。绿色建筑是所有的建筑应该追求的方向,并非哪座是绿色哪座不绿,而是给出什么是好,什么不好的一个衡量标准。所有新建建筑都要向绿色努力,所有既有建筑也要努力实现绿色改造。2014年我国建筑节能方面投入超过40亿元,2020年我国城镇绿色建筑占新建建筑比重将提升至50%。未来这一块的市场是可以期待的。

Q:我国建筑物能耗与国外相比处于什么水平?

江亿:我国目前绝大多数民用建筑的实际运行能耗要大大低于发达国家(美、欧、日)水平。比如清学学堂是集中供热,用电量是34度电,美国费城教学建筑,356度电,功能类似,用电量相差10倍,我在这两个建筑物里面呆过很长时间,很难观察到舒适性的差别。

进一步剖析,比如我们到北京和费城这两个城市,全年外温非常接近,美国费城校园,100座建筑,平均数在231电,北京校园53座建筑,平均60度电上,如果把60度电拿到美国校园去,前面15座建筑是这水平,剩下的远远超出,这就是中美两国目前同功能建筑实际运行时候能源消耗状况。

这么大的差异,无论是宏观数据,还是单体建筑,都表现出巨大的差别,原因是什么?除了不同的建筑具有不同的服务水平、不同的室内状态、不同的使用者行为、不同的操作方式等,其实还有一些深层原因,我认为包括三方面一个是到底人类该按照什么思路、什么理念营造人居环境,不同理念会有很大差别;第二生活方式、使用模式;第三对舒适性的理解,到底你希望建筑物给你提供什么样的使用环境。

实践证明,近十年、近二十年来有不少简单的引进西方节能技术和方式的事,最后的结果都是实际能源消耗大幅度增加。比如本来80年代初有一轮了,后来不行了,近年来又开始高档办公楼,实际结果可以测得出来,导致能源消耗大幅度增加,包括北京进的一些恒温恒湿高档住宅,能源消耗大幅度增加,包括获得LEED认证的建筑项目,具体考察实际能源消耗,情况又高于同功能的其它建筑。

现在世界上已有的建筑节能新技术新方式基本上都可以在国内找到应用案例,但所有这些建筑无一座真正实现“零能耗”或“超低能耗”,其实际结果大都高于同功能的一般建筑。

记者:美国趋势学家里夫金认为,未来中国的任务就是将建筑物以及现有的基础设施转变成智能、数字节点和网络,形成一个网络平台,开启第三次工业革命。您认可他的预见吗?您觉得里夫金的设想能否实现?如果能够实现,那您觉得多久能够实现?实现这个设想还面临哪些亟待突破的瓶颈?

江亿:我可能对智能、数字节点的网络的理解没有这样深刻。不太相信IT技术会给建筑带来实质的变化。最大的变化可能是减少了对建筑总量的需求,减少了对交通总量的需求,减少了对巨型城市规模的需求。人类可以更分散地、融入自然之中地生活,工作,休闲。在这方面给人类带来的变化会远大于所谓“智能建筑”带来的变化。

Q:如果说第三次工业革命即将发生,您认为建筑行业会有哪些变革?

江亿:如上所述,对建筑总量的需求会有所降低,这是最主要的变化!大型商场、大型会议可减少,出差可减少,居住模式会出现变化。建筑行业本身会出现很大变化,如工厂化建筑等,使得现场的工作量大幅度降低,使建筑这种定制性产品得以高效生产。

Q:我国的建筑在“绿色”方面面临哪些挑战?

江亿:上世纪中叶,美国的建筑能耗水平曾在短期内翻倍,原因就是新建建筑能耗过高,成为建筑能耗的主要增长点。而现状是,中国现在也正处于这个阶段。中国的基础化建设还远没有达到发达国家的水平,房子还要不断地建。同时,技术和政策带来的种种误解,正在挑战着中国的建筑能耗水平线。中国的建筑能耗处于上升的开端,中国的建筑节能应该走一条与发达国家不同的技术路线,要避免美国等发达国家的建筑发展模式,则有可能避免此趋势。

这主要是我们使用建筑的模式不同,营造室内环境的理念不同,建筑提供的服务水平也有一定差异所造成。从今后发展看,我国要发展一条和发达国家不同的建筑节能道路,在满足日益增长的对建筑服务水平的需求的前提下,不使得运行能耗出现大的增长,北方城镇供热能耗还要大幅度降低。

但是,目前绿色建筑在中国建筑市场推广并不顺利,仍以政府强制推广为主。主要原因是在政策指导、激励与补贴机制不健全的背景下,房地产企业并不愿意增加建造成本。在中国控制能耗总量的背景下,建筑节能的目的是保持实际能源消耗量不增长,而降低建筑能源消耗的总量和单位面积实际的消耗量是最主要的目标。但从实际情况看,近年来除了北方采暖的单位面积能耗在下降,其他各项用能例如公共建筑、农村住宅等能耗都在持续的上升。

在保证我国各部门经济建设健康发展的情况下,未来建筑能耗最多也不能超过社会总能耗的25%,即10亿吨标准煤以内,这一用能总量不包括安装在建筑物本身的可再生能源。这样,我国今后10年内可以承受的建筑运行总能耗的增长幅度不能超过20%,考虑到目前建筑总量的持续飞速增长,能否实现这一控制目标将是严峻的挑战。当前在技术、产业、推广上的最大问题就是没有认清楚前面这件实事,结果盲目照搬发达国家的方法,导致一些节能“示范建筑”的实际运行能耗反而高于同功能一般建筑。

依靠科技,找到不同于发达国家的途径,既满足经济社会发展、人民生活水平提高的需要,同时实现较低的建筑实际运行能耗,从而缓解城市发展与能源供应的巨大矛盾,实现城市建设的可持续发展,这才是中国建筑节能之路。

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