2020年9月22日,習近平主席在出席聯(lián)合國大會一般性辯論上鄭重承諾:我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和[1]。此后,習近平主席先后在聯(lián)合國生物多樣性峰會、巴黎和平論壇、氣候雄心峰會等20余次的國際會議上重申了這一宏偉目標,并在中央經(jīng)濟工作會議、中央政治局會議等重要會議上多次強調(diào)這一戰(zhàn)略目標。當前,碳達峰碳中和工作已納入我國生態(tài)文明建設總體布局,將成為促進我國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、推動實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。
建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
快速城鎮(zhèn)化帶動了建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展,我國建筑業(yè)規(guī)模不斷擴大。2007年–2019年,我國建筑建設的速度增長迅速,新增凈建筑面積從7億平方米快速增長至當前的每年17億平方米左右。每年大量建筑的竣工使得我國建筑面積的存量不斷高速增長,2019年我國建筑面積總量約646億平方米,其中,城鎮(zhèn)住宅建筑面積為282億平方米、農(nóng)村住宅建筑面積228億平方米、公共建筑面積136億平方米。
建筑領域能耗現(xiàn)狀
建筑領域能耗主要分為建造階段能耗和運行階段能耗,根據(jù)《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2021》,2019年我國建筑領域建造能耗為5.4億噸標準煤,占全國能源消費總量的11%,高于全球5%的比例,其中,城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅、公共建筑分別占比為69%、7%和23%。
我國民用建筑歷年建造能耗變化趨勢圖(2004年–2019年)
我國民用建筑歷年面積變化趨勢圖(2007年–2019年)
我國民用建筑運行能耗(2019年)
建筑領域碳排放現(xiàn)狀
根據(jù)《建筑碳排放計算標準》(GB/T51366–2019),建筑的碳排放包含運行階段、建造及拆除階段、建材生產(chǎn)及運輸階段[4]。
我國民用建筑歷年建筑施工碳排放(1999年–2019年)
隨著建筑需求的不斷攀升、城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,我國每年新增建筑面積約20億平方米,加之在南方供暖市場逐漸擴大、人們對美好生活追求不斷增長的情況下,我國建筑領域的碳排放量在未來10年內(nèi)仍會持續(xù)攀升。
提升新建建筑能效水平
為盡快實現(xiàn)建筑領域碳達峰與碳中和目標,提升新建建筑能效水平是首要任務。據(jù)測算,如我國新建建筑能效按照“低能耗建筑→超低能耗建筑→近零能耗建筑→零能耗建筑”的路徑穩(wěn)步推進,我國建筑領域碳達峰時間預計將提前到2030年;如新建建筑能效按照“超低能耗建筑右→近零能耗建筑→零能耗建筑”的路徑快速推進,我國建筑領域碳達峰時間則有望提前至2027年。
隨著近年來建筑節(jié)能、綠色建筑和超低能耗公共建筑工作的不斷推進,提升新建建筑的能效水平發(fā)展出了一套“被動式技術(shù)降需求+主動式技術(shù)降消耗”的技術(shù)路徑:通過自然通風、自然采光、遮陽、保溫隔熱等被動式技術(shù),降低建筑的能源需求;通過高能效空調(diào)機組、節(jié)能燈具、節(jié)水器具等主動式技術(shù),降低建筑能源資源消耗;以熱、電、氣等能源資源的綜合互補式利用,提升能源系統(tǒng)效率,進而實現(xiàn)新建建筑顯著的能效提升和碳排放降低。
建筑能效提升技術(shù)路徑
綠色建筑提質(zhì)增效
綠色建筑工作歷經(jīng)十余年的發(fā)展,已逐步從理念普及、試點項目推進走向全面推廣、提質(zhì)增效的階段。2022年3月,住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》,提出要提升綠色建筑發(fā)展質(zhì)量,通過推進綠色建筑標準實施,加強規(guī)劃、設計、施工和運行管理;到2025年,城鎮(zhèn)新建建筑全面執(zhí)行綠色建筑標準,建成一批高質(zhì)量綠色建筑項目;采取“強制+自愿”推廣模式,適當提高政府投資公益性建筑、大型公共建筑以及重點功能區(qū)內(nèi)新建建筑中星級綠色建筑建設比例[5]。
既有建筑綠色節(jié)能改造
既有建筑相對于新建建筑而言,最為關(guān)鍵的問題是其節(jié)能水平低、規(guī)模體量大。近年來,國家大力推行城市更新和老舊小區(qū)改造工作,故可以此為契機不斷推進既有建筑綠色節(jié)能改造和公共建筑節(jié)能管理工作,以實現(xiàn)大規(guī)模既有建筑的運行碳排放降低。
可再生能源建筑應用
建筑存在大量的供冷、供熱、衛(wèi)生熱水及用電需求,不同的能源供應方式產(chǎn)生不同的能耗強度和碳排放強度。太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)等自然、可再生的能源因其具有明顯的節(jié)能減碳效益,越來越受到我國乃至全世界的關(guān)注,并不斷加以推廣應用。
建筑領域的可再生能源應用主要包括生產(chǎn)電力和生產(chǎn)熱力兩種形式。
可再生能源的兩類建筑應用,一方面可通過生產(chǎn)電力替代燃煤電廠排放的污染物,間接降低了建筑的碳排放;另一方面可通過生產(chǎn)熱力替代燃煤/燃油/燃氣鍋爐、燃氣熱水器等建筑產(chǎn)生的直接碳排放,對建筑領域盡早實現(xiàn)碳達峰與碳中和具有重大意義。
建筑電氣化及電力脫碳
對于建筑領域而言,其直接碳排放主要源自燃油或燃氣鍋爐供暖、燃氣熱水器供衛(wèi)生熱水和炊事用燃氣灶具,推動建筑電氣化,用各類熱泵替代鍋爐或燃氣熱水器、使用電氣化爐灶,可有效減少建筑的直接碳排放;通過大力發(fā)展低碳甚至零碳的可再生能源電力,降低電力供應的碳排放因子,可進一步減少建筑的間接碳排放。
因此,調(diào)整能源結(jié)構(gòu),大力發(fā)展可再生能源,推行建筑電氣化是我國建筑領域碳達峰碳中和的重要舉措[6]。
立體綠化及綠化碳匯
基于自然的碳中和路徑主要體現(xiàn)在“保護森林、改進農(nóng)田管理辦法、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)辦法以及保護和再造濕地”三個方面[8],因此,利用生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收抵消生活生產(chǎn)中的碳排放,通過基于自然途徑吸收或進行減排是實現(xiàn)碳中和目標不可或缺的,也是高效快速的途徑之一。
建筑材料吸附固碳
建筑在建造和使用的過程中通常會產(chǎn)生能源資源消耗和碳排放,但如采用木結(jié)構(gòu)建材或帶吸附二氧化碳功能的建材,也可實現(xiàn)建筑的吸附固碳,為建筑領域的碳中和作出相應的貢獻。
建筑全過程碳排放中建材生產(chǎn)階段碳排放占比較高,因此,如能從建筑材料生產(chǎn)階段加以減碳固碳方面的考慮,將對我國建筑領域?qū)崿F(xiàn)碳達峰碳中和目標起到巨大的推動作用。根據(jù)王崢、郭振偉[11]的調(diào)查研究,當前具備量產(chǎn)和規(guī);墓烫冀ú募夹g(shù)包括以下幾種:
一是混凝土固碳技術(shù)。
二是混凝土添加劑技術(shù)(二氧化鈦)。
三是鎂質(zhì)水泥。
在當前建筑行業(yè)仍然處于快速發(fā)展和人們對生活水平要求越來越高的背景下,建筑領域在2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和任重而道遠,需要廣大建筑從業(yè)人員一起努力,從規(guī)劃設計階段源頭控制到建造運行環(huán)節(jié)提升管理水平來實現(xiàn)。