碳知识丨建筑领域减碳

碳知识丨建筑领域减碳

在全球范围内，迫切需要迅速减少碳排放，以避免气候变化的最坏影响。发达城市约 85% 的碳排放来自住宅和商业建筑的电力和天然气使用，因此显然需要和大量机会来实现零净碳排放的新开发项目。

采用使用当今科学合理广泛可用的技术和方法，建筑环境可以快速且具有成本效益地减少排放和能源消耗。与典型建筑相比，净零碳建筑的运营成本更低、更健康、更有弹性，同时也为社区带来了可观的环境、社会和经济效益。

建筑减排四大难点

1、建筑碳排放标准不完备

当前，我国建筑领域在碳排放数据量化方面存在明显短板，碳排放核算方法和建筑节能低碳建设标准体系也不完备，亟需建立健全该领域的碳排放核算体系。

2、建筑碳排放监测缺失

我国建筑领域碳排放数据核算存在明显短板，碳排放核算标准建设缺少体系化建设，诸多工作处于“进行时”状态，各地面向构建碳排放核算体系缺乏指导经验与标准依据。

3、建筑节能新技术推广力度不够

人们缺乏对绿色建筑的基本认知，这对宣传方面受到了很大的影响。所以要从最基本做起，先让人民群众认识绿色建筑，再来推广建筑节能这门新技术，或许会有更好的效果。

4、建筑减排应用意识较薄弱

许多地区将原有的建筑拆掉，修建全新的高大建筑，表面上看着更漂亮、更华丽了，但是实际上浪费了大量的能源，完全不符合节能减排的内涵与目标。

建筑碳减排四大方案

1、大力发展建筑光伏，实现建筑零碳化运行

江亿院士在第十七届清华大学建筑节能学术周公开论坛上作了专题报告《我国建筑的碳达峰与碳中和》。

图源：《我国建筑碳达峰与碳中和》

①未来大比例风电光电的电源结构背景下，应大力发展建筑表面光伏发电，同时让建筑消纳周边地区的风电光电基地的零碳电力；

②建筑实现灵活消纳可再生电力的关键是柔性用电，“光储直柔”建筑成为发展零碳能源的重要支柱。

2、发展绿色建筑材料，实现工艺革命性减排

彭寿院士在中国建筑材料联合会主办的以“低碳同行、绿色发展”为主题的建材行业碳减排国际论坛上演讲主题《中国建筑材料行业碳减排技术路径》。

图源：《中国建筑材料行业碳减排技术路径》

①减碳：提升能源转化效率、提高燃烧效率、配合料低碳技术、碳补集、贮存和再利用；

②补碳：推动建筑材料向低碳零碳发展，强调绿色产品对碳中和的贡献，加速绿色材料推广应用，支撑带动一批新型绿色产业；

③颠覆性创新：非化石能源耦合替代、清洁能源互补与规模利用、低碳化多能融合；

④体制机制创新：重大低碳技术攻关支持、支持“两化”融合发展、重大应用示范财政支持、鼓励央企发挥领军作用。

3、发展光储直柔技术，打造建筑新能源系统

深圳建筑科学研究院副总工程师郝斌先生在“碳中和与建筑碳排放”研讨会上做了专题报告《光储直柔——未来建筑新型能源系统》。

图源：《光储直柔——未来建筑新型能源系统》

①据预测，直流建筑相关行业产值约7000亿元/年，到2030年累计达3.6万亿元，因此要构建支撑建筑领域“双碳”目标落地的技术体系，而这些颠覆性技术或将在未来成就建筑节能领域的蓝海市场。

②未来建筑将呈现高电气化率、高比例建筑场地内光伏、高比例柔性直流用电设备、安装储能装置和智能充电桩、具备与城市电网互动的能力等特征。

4、提升能效供热水平，控制建筑碳排放总量

清华大学建筑学院长聘教授、副院长林波荣在“2021建筑产业碳中和发展云论坛”上发表主旨演讲《碳达峰和碳中和目标下建筑行业碳减排路径和科技创新启示》。

图源：《建筑行业碳减排路径和科技创新启示》

①在源头减量，要形成以低碳目标为导向的设计方法，要把空间减量和设备减量结合起来，突破以减量为导向的全过程设计优化的方法；

②要建立全新的低碳环境的价值观和系统设计的新理念，一方面要改善环境，满足人的需求，另一方面要有碳排放的天花板限制，只有强调建筑适应气候，强调部分时间、局部空间的使用环境营造方式，才能在低碳和健康两个目标方面实现统筹；

③在能源资产方面，要因地制宜地考虑供暖热水的电气化和可再生化，在北方地区要考虑通过技术创新推广低碳、零碳的供暖系统

④要关注各种颠覆性的低碳技术的使用，既有建筑的智慧运维，包括基于“数字孪生”的实体空间和虚拟空间环境能耗的统筹优化，利用多维环境将能源场和人体健康关联起来，通过海量数据挖掘、空间流线的优化，用非常低的碳排放构建健康的人居环境。

建筑实现零碳发展的细节

零碳发展建筑是没有净碳（或温室气体）排放的新建筑。

以下是判定净零碳排放建筑项目的最佳实践标准：

1. 优化的被动式设计可提供节能的建筑围护结构。

2. 所有电器、系统和照明的最高能效标准。

3. 现场不消耗化石燃料，例如天然气或液化石油气。

4. 最大限度地利用现场可再生能源发电。

5. 剩余电力需求来自当地或场外可再生能源发电。

6. 选择可最大限度减少碳排放的材料，并通过经过验证的碳抵消计划来抵消这些排放。

建筑运营产生的排放是建筑日常运行产生的排放。包括：灯光、加热和冷却、居住人员能源使用

制冷剂、维修机电相关设备

当与建筑物每年的运营能源相关的碳排放量为零或负数时，运营能源净零碳就实现了。净零碳建筑是高度节能的，由现场或场外可再生能源供电，任何剩余的碳排放都可以抵消。

建筑零碳认证申请

开发项目可通过部分组织提供的第三方认证申请净零能耗或低碳建筑认证：

ILFI 零碳认证是全球首个零碳第三方认证标准。该计划认识到人们对一种基础广泛的工具日益增长的兴趣和关注，以突出高能效建筑的设计和运营，以充分考虑其碳排放影响。

要求与项目相关的运营能源100% 由新的现场或非现场可再生能源来抵消。总体隐含碳排放影响与项目的结构和材料相关，必须予以披露和抵消。具体要求如下

1.一般项目

项目必须根据 12 个月的执行期证明实际的净零碳运营，在此期间，项目必须始终按照其规定的用途运行。必须披露与项目相关的最终建筑材料和工艺的总隐含碳排放量，并通过采购等效碳补偿进行核算。同时与同等基准相比，新项目必须证明初级材料的隐含碳有所减少。

2.能源效率

在十二个月的执行期内，项目必须按照既定的效率目标执行。如果项目所在地区的管理当局已在当地制定了零碳效率目标，则必须实现该目标。

3.燃料类型

新建项目不能有燃烧，但是既有项目使用的任何燃料类型都是可以接受的，包括天然气。建筑物在绩效期间使用的所有形式的能源量应转换为千瓦时当量，以确定效率绩效目标和所需的偏移量。

4.可再生能源

抵消可再生能源可以在现场或场外进行。可再生能源应符合以下标准：

a. 他们应向电网提供额外的可再生能源；即，不是现有的可再生能源。

b. 可识别并分配给项目的可再生能源生产应具有持久的所有权权益。

c. 除非例外 I06-E10 4/2015 – 政府 REC 销售允许，否则必须保留可再生能源信用额度。

d. 场外可再生能源的可接受的所有权形式包括（只要它们满足其前3项第 1）、2）和 3）项）：完全所有权；购电协议；社区太阳能；可再生能源投资基金；ILFI批准的与认证意图一致的其他形式。REC 不是可接受的所有权形式。

e. 直接拥有的可再生能源。任何直接拥有的可再生能源（场内或场外）都必须在执行期间运行，并进行计量以显示输出。

f. 非直接拥有的可再生能源。对于非直接拥有的可再生能源，其输出量必须由供应商以合同方式保证。可再生能源发电量无需与履约期相匹配，但可再生能源场址的可再生能源发电量应等于项目履约期内15年的能源使用量。只要达到该数量，该数量的实际期限长度可能会有所不同；即，一个项目可以购买一份为期 15 年的合同，其每年的能源需求量等于该项目的能源需求，或一份可再生能源合同，为期一年，其年能源使用量的 15 倍，或其他一些等效的组合。

5.计算隐含碳

项目团队应使用经批准的生命周期评估 (LCA) 工具计算项目的总隐含碳排放量。计算应列出与项目地基、结构、围护结构和内部相关的每种最终建筑材料和工艺的估计碳影响。在计算隐含碳时，所有项目都应使用标准的 50 年寿命，以确保一致性，并确保寿命较长的建筑物不会因随着时间的推移更换材料而产生碳影响。该研究所确定了以下供项目团队使用的碳计算器：

雅典娜影响估计器

环境署的建筑活动碳计算器

电子工具

一键式 LCA

其他选项：如果项目团队在购买碳补偿之前通过对话批准与至少一个列出的计算器相当，则项目团队可以使用上面未列出的碳计算器。

6.减少隐含碳

与同等基准相比，新项目必须证明项目范围内使用的主要材料的隐含碳有所减少。团队应确定在设计和施工期间为减少隐含碳而采取的具体行动，例如将碳作为材料和组件的选择标准、采购当地产品或在施工期间采用低碳装配做法。通过上面定义的过程，项目团队必须证明以下内容：

与具有同等材料类型、功能和能源性能的基准情景相比，地基、结构和外壳的主要材料的隐含碳排放影响至少减少了 10%。

项目的总隐含碳排放量不得超过 500 kg-CO₂e/m²。

7.购买碳补偿

必须确保一次性碳补偿等于与项目范围相关的总隐含碳排放量。可接受的碳抵消形式包括核证减排量（CER）和核证减排量（VER）碳信用额；不接受可再生能源证书 (REC)。

碳补偿必须通过 Green-e Climate (www.green-e.org) 或同等计划的认证。其他认证计划必须提交对话批准。碳补偿也可能在世界任何地方产生；补偿不一定是地方性的，但鼓励提供额外社会经济效益的地方或社区解决方案。

付费服务（零碳工厂、零碳园区）：

1、个人和企业层面的碳排放管理、碳资产管理培训

2、上市企业组织层面碳盘查、产品层面碳足迹、碳中和规划、碳配额资产托管、国内外碳信用申请和交易（CCER、林业碳汇、VCS、GS等）