碳中和碳达峰

基于“双碳”目标下 零碳建筑概念及趋势

“双碳”提出的背景及相关概念

 

随着各国工业的发展,二氧化碳排放量显著增加、全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、全球生态系统遭到破坏、生物多样性逐渐消失等问题,已经严重威胁到人类的生存。在这一背景下,由全世界一百多个国家共同签署的气候变化协定——《巴黎协定》,制定了21世纪后半叶实现零排放的目标,越来越多的国家将其上升为国家战略


中国近年来致力于低碳转型并积极承担了全球的节能减排重任。2020年9月22日,在第七十五届联合国大会一般性辩论上,中国首次提出了“双碳”目标:中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。自此,碳达峰、碳中和成为各行各业的热点词汇,并纳入“十四五”规划中。2021年10月,国家发布“双碳”战略顶层设计文件《中共中央国务院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》(中发[2021]36号)和《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》(国发[2021]23号),成为中国经济长期健康可持续发展的重要指导思想。

 

碳达峰是指在某一个时点,二氧化碳的排放量不再增长,达到峰值,之后逐步回落。碳中和是指企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。“双碳”概念的提出与落实也衍生了一系列的新的概念,如零碳、超低能耗、近零碳、净零碳低碳等。


基于“双碳”目标下 零碳建筑概念及趋势-地热新能源技术-地大热能

 

“双碳”目标对绿色建筑的要求

 

截至2020年底,全国绿色建筑设计评价标识项目累计有23724个,总建筑面积达243300 m2。2019年颁布的《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019)较为全面,其中的评价标准具有整体性、系统性的特点,不仅关注了人和环境的整体平衡,也涉及生活的方方面面。但是,中国建筑业的碳排放量依然高于交通业和工业,中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告(2021)》指出,2019年,全国建筑全过程能耗总量为22.33亿吨标准煤,全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳,占全国碳排放总量的49.97%;2005年—2019年,全国建筑全过程碳排放由2005年的22.34亿吨二氧化碳,上升到2019年的49.97亿吨二氧化碳,增长1.24倍,年均增长5.92%。

 

绿色建筑层面,“双碳”目标更加关注建筑的能源消耗,旨在实现建筑的低碳甚至是零碳排放。建筑在建造和使用过程中的碳排放占到了我国碳排放总量的40%,因此“双碳”目标的实现需要绿色建筑朝着更节能、更低碳的方向发展。另外,我国还要研发出更多的低碳、超低能耗、近零能耗,甚至是零能耗的绿色建筑,推广使用具有节能环保功能的新材料和新技术,实现绿色建筑的智能化。

 

零碳建筑的相关概念及发展趋势

零碳建筑

零碳建筑来源于零碳城市的设想。零碳城市城市气候变化不产生任何负面影响;零碳建筑则是指建筑不消耗煤炭、电力、石油等传统能源,能耗全部由场地产生的可再生能源提供,俗称会“呼吸”的建筑。

 

不产生任何碳排放的建筑是没有的,零碳建筑概念的提出旨在提倡和鼓励建筑业不使用污染性常规能源,加强开发可持续清洁能源。零碳建筑一方面强调外围护结构的节能设计,另一方面强调将建筑能源需求转向风能太阳能生物质能可再生能源

 

世界第一个零碳建筑范例是2002年完工的伦敦贝丁顿零碳社区,占地面积为16500 m2,包括面积为2500 m2的办公楼和商住楼以及82套公寓。该社区建筑强调对阳光、污水、空气和木材的循环利用,只使用可再生能源来满足人们日常生活所需,不释放二氧化碳,曾获得可持续发展奖,被列入“斯特林奖”候选名单,是上海世博会零碳社区的原型。

 

上海世博会零碳馆,总建筑面积为2500 m2,由两栋外观一样的建筑前后衔接而成,是中国第一座零碳建筑。除了利用太阳能风能及地源热能来联合驱动空调系统以外,上海世博会零碳馆还取用黄浦江水,利用水源热泵作为房屋的天然空调。用餐后留下的剩饭剩菜还可以降解为生物质能,用于发电。整个零碳建筑的造价只比同类的普通住宅高15%。

 

上海世博会零碳馆建成后,中国涌现出了越来越多的零碳建筑,如零碳厂房——中科院昆山光伏设备检验中心等。零碳建筑作为未来建筑发展趋势,能够降低能源消耗,提高能源利用率,为绿色建筑以及“双碳”目标的实现提供了有效途径


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未来零碳建筑发展畅想

零碳不是不排碳,低碳是零碳的必要基础,零碳是低碳的最终目标,零碳建筑的实现是一个长期过程。要想实现从低碳向零碳的逐渐过渡,建筑行业必须找准思路,确定低碳、低能耗建筑的目标,提倡低碳和零碳生活。目前,零碳建筑的发展还处于初级阶段,现存的零碳、近零碳建筑都处于实验探索阶段,暂时没有得到广泛应用。随着社会环保意识的增强、科学技术的发展以及各种新型能源的推广,零碳建筑凭借无可比拟的优势将会成为建筑行业发展的主流。

 

城市的建筑将会借助高科技实现环境的自我循环、自我调节、自我适应、可持续运转,零碳建筑基本成为普通的产品,不需要接入电网和自来水管,可以被集装箱拉到任何一个美丽的地方,就地搭建。未来的零碳社区,不需要集中供暖,只需要一个新风系统来调整室内温湿度,室内的照明和设备用电主要靠屋顶的太阳能光伏提供,零碳将成为一种普遍的绿色生活方式。

 

零碳建筑的实现途径

 

从源头降低碳排放量

建筑的总碳排放量与建筑规模、建筑使用时间密切相关。因此,要想实现零碳建筑,建筑企业必须降低源头排放量,也就是要控制建筑规模。

 

加强高新科技的利用

建筑企业要践行低碳建筑设计理念,充分利用自然通风、天然采光等措施,实现建筑绿色目标。如果要进一步实现零排放,建筑企业则需要结合相关新产品、新材料、新工艺、新技术,如真空隔热保温材料、智能化运维管理、光伏发电等,提升室内的声、光、热品质,实现零碳目标。

 

加强绿色建材可再生能源的利用

为了实现零碳排放目标,延长建筑物的使用寿命,建筑企业还要加强对再生粗细骨料、混凝土小型空心砌块等新型绿色建材以及风能生物质能太阳能等可再生能源的利用。


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政府发挥带头作用

目前,零碳建筑处于发展初期,试点相对较少,覆盖率不高,区域发展不平衡;一线城市的引领作用不足,政策支持力度和经济激励制度不完善,公众对零碳建筑的知晓率不高。因此,政府发挥带头作用尤为重要。对于财政投资的大型公共建筑,建筑企业需要严格地执行绿色环保节能减排要求。目前,超低能耗建筑已被纳入绿色债券支持项目。建筑企业探索建筑节能减排,将获得更多金融支持。

 

构建完善的零碳建筑体系

为推动建筑节能减排,我国颁布实施了《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019)、《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350—2019)。但是,与零碳建筑有关的建设标准以及评价体系仍然不够完善,都处于探索阶段,严重影响了零碳建筑的推广和落地。完善零碳建设标准体系迫在眉睫,相关部门应进一步收集各地各企业的实施经验,制定完善的节能减排技术、碳排放管理等政策,支持和鼓励参建者采用零碳节能技术并向其提供相应的优惠政策

 

培养相关人才

人才的培养是行业发展的重要支撑。建筑企业应联合相关建筑院校,增强建筑设计人员和相关专业学生的绿色环保和节能减排意识,并且积极开展关于零碳城市、零碳社区以及零碳建筑建设的培训工作,在培养专业人才的同时,宣传零碳发展理念。

 

加大新技术的研发投入力度

建筑企业应吸取其他国家的先进经验,发展绿色节能技术,加大对零碳建筑研发投入力度,研发出更多的节能技术,并且有效控制零碳建筑的造价,从而打造出经济实惠、技术先进、具有本土特色的零碳建筑。

 

综上所述,政府相关部门以及建筑企业先要掌握低碳、健康、节能、环保等关键技术,探索更多的零碳建筑、新型技术体系及产品;其次总结示范工程建设经验,因地制宜地建立完善的标准体系;最后依靠新技术、新材料、新产品、新工艺、新能源,按照国际零碳建筑的评价标准,不断推动绿色建筑和建筑产业的发展,最终实现“双碳”目标。