建筑物冷却对全球净零目标的重要性

据统计，建筑行业用于建造、供暖、制冷和照明，以及安装在其中的电器和设备所消耗的能源，占全球能源消耗和二氧化碳排放量的三分之一以上。

如今，全球建筑面积正在迅速增长，尤其是在发展中国家，而财富的增长意味着越来越多的消费者正在购买空调和其他电器。由于建筑物、供暖和制冷系统以及其他电器的使用寿命很长，因此今天的设计和购买决策将影响未来多年的能源使用。

现有技术可以显著节约能源、降低成本并带来其他好处，但需要更有力的政策支持，如最低性能标准和建筑能源法规，以使建筑行业步入2050年净零排放情景的轨道。

为什么建筑物冷却很重要？

目前，全球大约有 20 亿台空调投入运行，使得空间制冷成为建筑物电力需求上升和增加发电容量以满足峰值电力需求的主要驱动因素之一。其中，住宅空调占总空调投入运行的近 70%。

冷却在能源转换中扮演什么角色？

未来三十年，空调的使用量将激增，成为全球电力需求的主要驱动因素之一。随着地球变暖，确保公平满足制冷需求至关重要。能效标准是减少排放的关键措施，同时还要考虑空调的被动、基于自然和替代解决方案，以及改进建筑物和区域的设计。

虽然市场上有高效空调，但大多数效率标准（以及消费者购买的空调）的效率比顶级机型低两到三倍。为了实现 2050 年净零排放目标，需要增加使用最高效率空调，同时设计支持被动冷却的建筑和社区，并改变行为方式，例如将恒温器调高一点。

据国际能源署的统计，自 1990 年以来，用于空间制冷的能源消耗增加了两倍多，对电网、温室气体排放和城市热岛产生了重大影响。2022 年世界各地发生了数次极端高温事件和创纪录高温，是自 19 世纪末以来有记录以来第四热的一年。缺乏室内制冷使全球大部分人口面临较高的热应激风险，对热舒适度、劳动生产率和人类健康产生不利影响。

随着地球变暖，确保公平和可持续地满足制冷需求至关重要。全球的 2050 年净零排放计划为 2030 年设定了三个目标：

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全球二氧化碳排放

尽管制冷设备的性能在不断提高，且电力生产的碳排放强度正在降低，但来自空间制冷的间接二氧化碳排放量却在迅速增加，从 1990 年到 2022 年几乎增长了两倍，达到 10 亿吨二氧化碳。2022年的排放量比 2021 年高出 2% 以上。

在净零愿景中，到 2030 年，与空间制冷需求相关的间接 CO2排放量将下降到目前水平的 40% 左右。过去十年来，每台空调的排放强度有所下降，但到 2030 年，减排速度需要提高三倍。

空间制冷还会导致制冷剂泄漏，产生额外的非二氧化碳温室气体。这些制冷剂的全球变暖潜能值 (GWP) 比二氧化碳高出数千倍。

全球新建建筑仍在快速增长

自 2000 年以来，空间制冷的能源需求平均每年增长约 4%，增速是热水的两倍。自 2000 年以来，运行中的住宅单元数量增加了两倍，到 2022 年将达到 15 亿多。空间制冷的能源消耗增加尤其会影响高峰用电需求，尤其是在炎热的日子，这意味着可能会发生停电。

近年来，全球消费者购买的空调的平均效率稳步提高。然而，在某些市场上，效率最高的空调的效率可能是平均销售空调的两倍——而且价格通常相当。如果不转向最好的可用产品，也不改善其所在建筑的性能，到 2030 年，全球建筑空间制冷的电力需求可能会增加 40%。

为了实现净零愿景，新空调设备的平均效率等级需要在 2035 年达到最佳水平。

过去二十年，建筑面积增加了约 60%，预计未来十年还将再增加 20%，总建筑面积将增加近 450 亿平方米。相当于目前印度尼西亚建筑面积的五倍左右。新增建筑中超过一半位于气候炎热、需要空间制冷且缺乏涵盖整个建筑行业的建筑能效规范的地区。再加上气温升高和生活水平提高，预计到 2030 年，全球人口的空调拥有率将从目前的 37% 增加到 45% 以上。

冷却技术应用分布不均衡

虽然可用的空间冷却技术范围正在扩大，但在设备信息、获取和可负担性方面仍然存在差距。

热浪和其他极端天气事件越来越频繁和严重。2022 年，日本、欧洲、北非、中东、印度、巴基斯坦、中国、北美、南美和澳大利亚的气温均创下历史新高。

尽管全球部署不断增加，但空间冷却解决方案和空调设备的普及率在全球范围内并不均衡。特别是，最需要空间冷却的人往往是那些最无法获得解决方案的人。例如，撒哈拉以南非洲只有约 5% 的家庭配备了空调，印度和印度尼西亚不到 20%，墨西哥和巴西约为 30%。相比之下，日本、韩国和美国的比例超过 85%。

缺乏室内降温设施使全球大部分人口面临高温高风险。2002-2004 年至 2019-2021 年间，65 岁及以上人群中因高温死亡的人数年均增长约 60%，估计死亡人数达到 30 万或更多。

创新冷却技术不断涌现

当下，多种气候友好型空调技术正在涌现，先进的蒸汽压缩循环通过集成制冷剂控制系统、传感器和可再生能源，以及将该技术与其他技术（膜、蒸发冷却）相结合，改进了设计。

此外，它们采用低 GWP 制冷剂运行。需求响应和自动控制还可以实现灵活性和跨服务协同效应的利用，例如回收制冷废热来加热水，或者在负荷较大的情况下将回收的热量整合到区域能源网络中。在部分负荷运行期间实现最佳可用能源效率是正在进行研究的另一个重要领域。无制冷剂装置或固态冷却装置的创新也在不断涌现。

一系列解决方案可以提高建筑弹性，减少城市热岛效应并限制停电风险。通过促进植被、水源、绿色屋顶和外墙、高反照率（即高反射太阳光线的能力）街道和人行道的扩张和战略性布局，可以减少对空调的需求。

整合可再生冷却技术和存储解决方案也越来越受到关注，特别是在需要保护国家电网免于过载的国家，例如中国和印度。特别是，太阳能热冷却系统和太阳能光伏冷却可以减轻住宅和商业建筑的冷却峰值负荷。

区域冷却系统可以实现大容量存储，这是一种经济实惠的解决方案，可以在建筑密度高、免费能源/废热供应充足的温暖地区提供电网灵活性。这仍然是一个发展中的行业，但近年来，中国和欧洲等某些国家取得了重大进展。

政策支持与国际合作

到 2022 年，有 90 多个国家实施建筑能源法规。新兴和发展中市场主要缺乏这些法规，通常是在制冷需求较高的地区。

90 多个国家已经制定了空调最低能效标准 (MEPS)，95 多个国家已经制定了标签政策。MEPS 和标签目前覆盖了全球住宅领域 86% 以上的空间制冷能耗。与 2010 年的三分之二相比，MEPS 取得了重大进展。

事实证明，国际合作是实现气候友好型空间冷却的关键。加强可持续制冷工作的必要性比以往任何时候都更为重要，制冷将成为 COP28 的重点议题。近年来，可持续制冷解决方案方面的国际合作最重要的例子包括：

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