一.碳排放带来的气候危机
自19世纪中叶工业革命开始以来,人类活动向大气中添加了更多的二氧化碳和其他吸热气体,从而扰乱了自然过程达到平衡,大大加剧了气候变化。随着快速工业化、人口增加、城市化密度和生活方式的显著变化,煤炭、石油和天然气的燃烧已经排放了大约5000亿吨二氧化碳,其中大约一半仍留在大气中。这些额外的二氧化碳排放在大气中的影响有助于全球温度和温室气体水平的上升,导致人为的全球变暖效应。
据报道,大气中二氧化碳浓度在2010年继续增长到约390 ppm或比工业化前水平高39%,全球平均温度在1850年至1899年和2001年至2005年之间上升了0.76°C。
二.节能降碳刻不容缓
基于温室气体排放带来的种种威胁,扼制温室效应的发展,刻不容缓。在这样的大背景下,2015年12月12日,《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方在巴黎气候变化大会上一致同意通过《巴黎协定》,为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。
这一协定是继《京都议定书》之后,《联合国气候变化框架公约》下的第二份具有法律约束力的文件。《巴黎协定》共29条,包括目标、减缓、适应、损失损害、资金、技术、能力建设、透明度、全球盘点等内容。
协定指出,各方将加强对气候变化威胁的全球应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。全球将尽快实现温室气体排放达峰,本世纪下半叶实现温室气体净零排放。
总览世界碳排放现状,2020年全球总排放量约320亿吨。其中,中国约100亿吨,占比31%,虽然我国人均碳排放水平不及美国的50%,但人口大国、制造业大国、进出口大国等因素已然将中国塑造成了世界第一碳排放大国。
在此前提下,中国毅然成为签订《巴黎协定》的第一批国家,并主动承担起降碳责任,在中国在巴黎大会召开前提交的国家自主贡献文件中,提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%到65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右,森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。
2021年10月24日,中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(《意见》)正式发布,作为碳达峰碳中和“1+N”政策体系中的“1”,《意见》为碳达峰碳中和这项重大工作进行了系统谋划、总体部署。发布中提出五方面主要目标:构建绿色低碳循环发展经济体系;提升能源利用效率;提高非化石能源消费比重;降低二氧化碳排放水平;提升生态系统碳汇能力。
紧接着10月26日,国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》。《方案》提出,到2025年,非化石能源消费比重达到20%左右,单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%,单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%,为实现碳达峰奠定坚实基础。到2030年,非化石能源消费比重达到25%左右,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上,顺利实现2030年前碳达峰,2060年前达到碳中和目标。
三.建筑对碳排放的“贡献”
众所周知,世界能源消费分为三个主要经济部门:建筑、运输、工业。
在这三个领域中,包括住宅、商业、轻型商业和机构在内的建筑与其他能源使用部门相比,约占总能源消耗的三分之一。而化石能源消耗就是碳排放的主要来源。
根据世界能源署(IEA)数据,建筑的二氧化碳排放量占温室气体总排放量的30%~ 40%(图4),建筑相关的温室气体排放量达到125亿公吨(t) CO2当量(e),自20世纪50年代以来,建筑部门温室气体排放量一直在稳步上升。在未来25年里,这些排放预计将比任何其他经济部门增长更快。
建筑部门碳排放来源于建筑物在与其有关的建材生产及运输、建造及拆除、运行阶段产生的温室气体。根据《中国建筑能耗研究报告(2020)》指出,全国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放总量比重超半数,其中建筑材料(钢铁、水泥、铝材等)占比28%;运行阶段(城镇居建、公共建筑、农村建筑)占比22%,施工阶段占比1%。
建筑能耗的这种趋势受到几个关键因素的影响。这些因素包括人口增长、城市密度、空间组织、经济增长、建筑规模、建筑运营、建筑寿命、居住者行为、地理位置、气候条件和服务需求。
从建筑能耗百分比来看,建筑在供暖、通风和空调(HVAC)系统方面所需的服务占建筑能耗的很大一部分,超过建筑总能耗的60%。同时,照明约占建筑总能源需求的11 - 20%。根据IEA的报告,在中国,空调和供暖系统占建筑总能耗的65%。此外,由于通风和渗透造成的建筑能耗约占总能耗的30 - 50%。由于70%左右的电力来自于火电,因此由能源消耗带来的碳排放量可见一斑。
世界范围内的绿色建筑评价标准助力碳中和
建筑碳排放控制如何标准化和量化成为了一个新的话题。
要让新项目在正确的低碳基础上开始,最好的方法之一就是遵循这些标准制定的指导方针。
当下已有许多不同的评级体系为绿色建筑设计提供了标准。既有中国的绿色建筑评价标准,也有LEED、BREEAM、DGNB等国际标准。绿色建筑本身的定义为在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染、为人们提供健康、实用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。从不同程度上能为建筑碳排放的减缓提供辅助作用。
中国绿色建筑评价标准
中国绿色建筑认证是由住房和城乡建设部发布的国家级评价标准,该认证以我国建筑现状为基础,从安全、健康、便利、节能等多个维度进行评价,是目前在国内运用最广泛的绿色建筑认证体系。
针对CO2的排放,标准有一系列的得分措施,多维度进行降碳:
a. 安全耐久:标准对建筑的耐久耐候性能和空间灵活程度进行了规定,希望通过建造强适应的建筑楼宇来减少建筑大拆大改的频次,尽可能延长建筑的生命周期,从而降低建筑额外碳排放的可能。
b. 能耗效率:建筑暖通系统、照明系统的能耗效率和节能策略的使用有明确规定。尽量减少建筑能耗。
c. 建筑周边环境:标准中对建筑用地周边的公共交通,基础设施配套有多维度的评分标准,希望减少交通带来的间接碳排放。
d. 可再生能源:鼓励可再生能源的利用,减少电网电力的使用占比。
e. 建筑碳排放计算分析:作为加分项,分值相对较高,但对指标控制相对温和,对于我国建筑行业碳排放计算的普及性有很好的推动作用。
2.LEED
LEED是由美国绿色建筑协会建立并推行的《绿色建筑评估体系》(Leadership in Energy & EnvironmentalDesign Building Rating System),国际上简称LEED,是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力以及商业化最为广泛的评估标准。LEED对建筑环境的愿景包括三个策略:减少隐含碳;保护人类和生态健康;发展循环经济。减少隐含碳是标准评价中对建筑和空间的一个关键考虑因素。
标准评价条款中可协助降低建筑碳排放的内容包含:
a. 使用更少的能源和水:当建筑通过节约用水,回收利用水资源等形式提高建筑的水利用率时,就有机会减少化石燃料和电力的消耗。同样,LEED鼓励水资源用于生产、运输和处理水从而减少建筑的“隐含碳”。
b. 考虑生命周期影响:LEED鼓励对建筑材料和产品进行生命周期评估,进而对整个建筑进行生命周期评估。以整个楼宇生命周期评估及环境产品声明的形式进行生命周期分析;材料成分报告及优化;负责原材料的采购;以及减少和管理废物。这些得分点分布在整个建筑生命周期的多个尺度上,以达到实际减少碳碳排放的目的。
c. 支持可持续战略:绿色建筑提供机制,以支持气候的方式积极影响居民。例如,建筑可以为更多的堆肥和减少垃圾填埋创造机会,并为替代交通创造机会。
d. 绿色场地与交通:LEED在建筑用地选址上也设有得分项,鼓励与交通和便利设施的联系,以及保留和创造自然植被区域和屋顶,潜在减少未来运营期间因通勤或交通产生的碳排放。
e. 可再生能源选择:LEED认可建筑使用用于场外采购可再生能源的各种合同机制。建立解决可再生能源发电建筑使用年限的LEED标准有助于指导项目团队的决策和直接投资,以增加电网上的可再生能源供应。
f. 交通能源使用:位置和交通章节中要求新建筑能够改善土地使用模式,并让建筑使用者能够利用公共交通,这有助于减少机动车辆的温室气体排放。
3.BREEAM
英国建筑研究院环境评估方法(英文名称:BREEAM - Building Research Establishment Environmental Assessment Method)被称为英国建筑研究院绿色建筑评估体系。始创于1990年的BREEAM是世界上第一个,也是全球最广泛使用的绿色建筑评估方法之一。
作为最早的绿色建筑体系,BREEAM很早就提出了碳排放的重要性,不仅有针对性的降低碳排放的得分项,同时也有其他相关得分项辅助这一目标的实现:
a. 低碳设计:在满足当地建筑规范的基础上,须报告建筑物的预期碳排放量。特别是关于建筑的供暖和制冷的能源需求,以及直接和间接的碳排放。
b. 建筑全生命周期评估(LCA):建材的隐含碳也是重点关注的内容之一,在材料章节01中要求建筑进行生命周期分析和评估。该评估旨意为考虑体现碳和材料的可持续性,维护和更换周期可能会产生的影响。
c. 楼宇数字化监测:标准针对建筑能耗、建筑用水情况在运营期间进行监测、管理。使能源与水资源得到充分利用,无泄漏,减少不必要的资源浪费,保证建筑按照设计预期值运转,以免产生评估数值以上的碳排放产生。
d. 废物处理:对于建筑施工、使用、拆除阶段产生的废弃物管理进行评估也是BREEAM标准中重要的一环。废弃物的不合理处置会在建筑生命周期中产生额外的碳排放。
e. 绿色交通:BREEAM 有一整个关于交通部分的章节,旨在满足建筑使用者舒适,便利的先决条件下,尽可能减少交通产生的碳排放。如公共交通的通达,基础设施的便利,其他替代交通模式等。
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