碳排放大戶建筑業(yè)節(jié)能減排探究

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隨著城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進，建筑行業(yè)逐步成為碳排放的大戶。在“雙碳”目標下，其面臨著較為艱巨的節(jié)能減排任務。近日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》，明確提出“實施建筑領(lǐng)域碳達峰、碳中和行動”。本期，中國城市報記者邀請到清華大學建筑學院副院長、教育部長江學者特聘教授林波榮，為建筑行業(yè)節(jié)能減排開出“綠色藥方”。

一、我國建筑行業(yè)碳排放總量居全球首位

中國城市報：如何理解建筑行業(yè)碳排放？其具有哪些特點和趨勢？林波榮：根據(jù)IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）體系的定義，4個主要碳排放部門為工業(yè)、建筑、交通、電力。其中，建筑部門的碳排放主要指其運行時產(chǎn)生的碳排放，可分為直接碳排放和間接碳排放。直接碳排放是在建筑行業(yè)發(fā)生的化石燃料燃燒過程中導致的二氧化碳排放，包括直接供暖、炊事、生活熱水、醫(yī)院或酒店蒸汽等導致的燃料排放等；間接碳排放是外界輸入建筑的電力、熱力包含的碳排放，其中熱力部分又包括熱電聯(lián)產(chǎn)及區(qū)域鍋爐送入建筑的熱量；此外，還有非二氧化碳溫室氣體的排放。從全壽命周期的碳排放量看，建筑運行階段占比約為70%—90%，建材生產(chǎn)占比約10%—30%，建造約占1%，拆除占約1%；從單位時間看，建材生產(chǎn)碳排放強度最高。我國建筑建造和運行階段，相關(guān)二氧化碳排放占我國全社會總二氧化碳排放量的比例約為42%。因建筑規(guī)模大，我國建筑行業(yè)排放總量居全球首位。眼下，直接排放仍在增長，但增速放緩，預計未來增速將保持下降趨勢。

二、建筑業(yè)減排存在四個誤區(qū)

中國城市報：“雙碳”目標下，我國建筑行業(yè)碳排放應制定怎樣的目標？目前面臨哪些難題？林波榮：如果立即開始優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，如城市減少天然氣使用、農(nóng)村推廣煤改電或生物質(zhì)能、電力部門采取措施降低排放因子等，建筑行業(yè)將在2025—2030年間實現(xiàn)碳排放達峰。也就是說，建筑業(yè)如果勇?lián)熑?，有可能在“十五五”中期實現(xiàn)碳達峰目標。對標2060年碳中和目標，我國建筑行業(yè)宜在2050年左右實現(xiàn)近零排放。但目前，“雙碳”目標下，建筑業(yè)減排還存在四個誤區(qū)。第一個誤區(qū)是，碳中和即各行業(yè)零排放?！半p碳”目標的落實，不是簡單地要求四個主要碳排放部門達到碳達峰和碳中和，這既不科學也不現(xiàn)實。2060年全社會碳中和并非是各行業(yè)碳排放總和為零，預計屆時仍有15億噸左右的碳排放量。這個過程中，跨部門協(xié)同才能實現(xiàn)效益最大化，在不影響經(jīng)濟發(fā)展的同時，實現(xiàn)科學系統(tǒng)減排。需要特別提醒的是，一些“示范項目”簡單化地全部依托外部綠色電力輸入實現(xiàn)碳中和，難以推廣和示范。第二個誤區(qū)是，建筑行業(yè)碳中和就是零碳建筑。建筑業(yè)減碳路徑不等于全面構(gòu)建零碳建筑，這既缺乏規(guī)模效益，也無跨行業(yè)協(xié)同，成本很高。從國內(nèi)各地住建部門的補貼和工程實踐來看，超低能耗建筑的增量成本約600—1000元/平方米，甚至更高。要實現(xiàn)建筑零能耗和零碳排放，增量成本會更高。如果想要讓成本降低一半，一個可探索的方案是推廣“建筑+交通”雙向儲/供電模式。具體而言，可以推廣“一車一樁”的智能充電樁，利用電動車電池的雙向充放電，為建筑用電零碳提供支撐。比如白天充電樁給電動車充電，夜間電力不足時電動車給建筑充電，這樣就可以解決一半以上的外部電力補充問題。或者在建筑、軌道交通等的屋頂和立面安裝PV（塑料建筑模塊），解決建筑少部分用電問題；推廣冰/水蓄冷、風機水泵電梯變頻等需求側(cè)響應技術(shù)，解決剩余用電問題。第三個誤區(qū)是，只抓新建忽視既有。有的城市既有建筑面積占比已達八成以上，其中2000年前建成的建筑面積約占1/4，普遍存在節(jié)能標準落后、墻體窗戶等圍護結(jié)構(gòu)老化、碳排放強度大等問題。如果我們只抓新建，事實上只抓住了真正排放中的很小一部分問題。對此我建議，首先調(diào)整既有建筑改造的重點、措施和經(jīng)費使用方向。實操時，保溫層改造補貼可以用于窗戶改造、電氣化補貼或熱力管網(wǎng)改造等收益投入比更高的方面；取消光熱補貼，加大光電補貼；逐步淡化超低能耗補貼，調(diào)整為對既有建筑采用低碳、零碳措施的補貼。其次，率先推進公共建筑低碳節(jié)能改造，逐步推進居住建筑低碳節(jié)能改造。最后，強化公共建筑能耗限額管理工作，提高建筑能源系統(tǒng)運維水平。這就要重視運維專業(yè)化程度，提高運維團隊專業(yè)化水平；鼓勵應用智能建筑能源運營系統(tǒng)，研發(fā)碳排放精準識別與計量技術(shù)，基于人工智能的建筑智慧運維及與區(qū)域零碳能源的精準協(xié)同和高效調(diào)控技術(shù)。第四個誤區(qū)是，減碳等于節(jié)能，缺乏碳排放清單分析，延續(xù)傳統(tǒng)思路。行業(yè)的觀念要改變——節(jié)能不等于低碳，低碳也不一定節(jié)能；對太陽能光熱不應該再補貼，應該大力補貼光電；對熱水器的補貼，應著重在含二氧化碳工質(zhì)的熱泵熱水器上。然后是需要做碳排放清單分析，統(tǒng)籌重點，優(yōu)化方案。一個建筑或者某一個城市建筑行業(yè)的碳排放情況要用數(shù)據(jù)說話。比如燃氣是否要全部電氣化？就得根據(jù)數(shù)據(jù)進行具體分析。不同地區(qū)、不同人員結(jié)構(gòu)、不同建筑用途和功能，碳排放情況都是不一樣的，不要一刀切，要科學系統(tǒng)地解決問題。

三、形成以低碳建材為主的建筑新格局

中國城市報：為實現(xiàn)建筑業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，您認為還需要注意哪些方面？有哪些具體的建議？林波榮：首先是源頭減量。在排放源頭減少碳排放，對新建筑而言很重要，對既有建筑也是如此。要形成以低碳目標為導向的設(shè)計方法，要把空間減量和設(shè)備減量結(jié)合起來，突破以減量為導向的全過程設(shè)計優(yōu)化的方法。能耗和碳排放都需要從強度、空間和時間三個維度來考慮，不要簡單地只考慮強度的降低，要考慮空間跟時間的關(guān)系。其次，要建立全新的低碳環(huán)境價值觀和系統(tǒng)設(shè)計新理念。我們的建筑要實現(xiàn)低碳，一方面要改善環(huán)境，滿足人的需求；另一方面要有碳排放的天花板限制，只有強調(diào)建筑適應氣候，強調(diào)部分時間、局部空間的使用環(huán)境營造方式，才能在低碳和健康兩個目標方面實現(xiàn)統(tǒng)籌。在應對設(shè)計策略上，則要進一步強調(diào)個性化、自然化、健康化。需要注意的是，這些創(chuàng)新不能只關(guān)注環(huán)境、能耗，還要關(guān)注低碳的結(jié)構(gòu)體系使用，關(guān)注建材的低碳化利用。不同結(jié)構(gòu)體系的住宅，碳排放高低相差60%以上，公共建筑甚至高出幾倍以上。因此，一定要用政策、標準、價格等方式來引領(lǐng)、規(guī)范結(jié)構(gòu)體系。與此同時，建議形成以低碳建材為主的建筑新格局，減少水泥鋼筋、玻璃等高碳建材的使用，鼓勵多用各種低碳建材，例如逐步強調(diào)植物纖維殘渣等新型環(huán)保建材。發(fā)達國家已出現(xiàn)很多這樣的例子，我國需要實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，從而大幅降低成本。再次，在能源資產(chǎn)方面，要因地制宜考慮供暖熱水的電氣化和可再生化。北方地區(qū)要考慮通過技術(shù)創(chuàng)新推廣低碳、零碳的供暖系統(tǒng)，當然在實際情況中，不一定所有的功能必須達到零碳，可能有10%—20%的供暖依然會產(chǎn)生碳排放。碳基能源和可再生能源進行結(jié)合或許效率更高。建筑的炊事熱水，包括酒店賓館的蒸汽等特殊用途，目前都沒有太大的技術(shù)問題，關(guān)鍵是要降低成本，要促進文化價值觀的轉(zhuǎn)變。目前，很多地方都在提“光儲直柔”（光伏、儲能、直流配電、柔性交互），但我們要清醒地認識到，“光儲直柔”只是其中的一個手段，關(guān)鍵是全電氣化的建筑能夠柔性地跟電力網(wǎng)進行調(diào)配?！肮鈨χ比帷钡年P(guān)鍵是“柔”，光伏蓄電池和直流化都是手段，不一定都把光伏蓄電池直流化百之百地安裝在建筑內(nèi)，還是要考慮從園區(qū)層面進行統(tǒng)籌。最后，要關(guān)注各種顛覆性的低碳技術(shù)使用。比如既有建筑的智慧運維，包括基于“數(shù)字孿生”的實體空間和虛擬空間環(huán)境能耗的統(tǒng)籌優(yōu)化，利用多維環(huán)境將能源場和人體健康關(guān)聯(lián)起來，通過挖掘海量數(shù)據(jù)、優(yōu)化空間流線，用非常低的碳排放構(gòu)建健康的人居環(huán)境。大量的人工智能技術(shù)值得期待，而且有可能是顛覆性的。

作者:鄭新鈺 單位:中國城市報