打开文本图片集

全球气候变暖是一种和自然有关的现象，是由于温室效应不断积累所导致。碳排放是人类生活、生产经营活动过程中向外界排放温室气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫等）的过程，被认为是导致全球变暖的主要原因之一。由于人们焚烧化石燃料，如石油，煤炭等，或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳，即温室气体，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，即温室效应。全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不仅危害自然生态系统的平衡，还影响人类健康甚至威胁人类的生存。另一方面，由于陆地温室气体排放造成大陆气温升高，与海洋温差变小，进而造成了空气流动减慢，雾霾无法短时间被吹散，造成很多城市雾霾天气增多，影响人类健康。汽车限行，暂停生产等措施只有短期和局部效果，并不能从根本上改变气候变暖和雾霾污染。

建设领域实现“双碳”目标，倒逼行业实现高质量发展，创造出绿色、生态、低碳、高品质建筑产品。

一、探索背景

2020年9月，在第75届联合国大会上，习近平主席向国际社会做出庄严承诺，中国力争二氧化碳排放2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和。中国共产党十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，进一步明确碳达峰后稳中有降的远景目标。中央经济工作会议把“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年重点工作之一，目前国家正在制定碳达峰行动方案。

各地区、各领域纷纷对碳达峰、碳中和工作进行推动，对“双碳”工作做出了部署，提出实现碳达峰的目标。

二、几个概念

碳中和，节能减排术语，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。而碳达峰则指的是某个地区或行业年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。 简单地说，也就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。

碳达峰（peak carbon dioxide emissions）与碳中和（carbon neutrality）一起，简称“双碳”。

建筑碳排放指的是从建筑建设到投入运行使用，直至拆除的过程中，由于材料的使用、设备设施运行、施工运输等过程中原料的化学反应，直接或间接使用化石能源所产生的温室气体排放的综合，以二氧化碳当量表示。从温室气体排放的角度来看，建筑领域温室气体排放分为建筑建造和运行相关二氧化碳排放，以及建筑运行相关的非二氧化碳温室气体排放，本研究主要关注其中的二氧化碳排放。建筑建造相关二氧化碳排放包含建材生产过程中的直接二氧化碳排放和建造使用能源相关的间接二氧化碳排放。类似的，建筑运行阶段，也会导致能源使用带来的直接二氧化碳排放，例如采暖锅炉燃煤、燃气导致的直接排放，以及建筑用电所对应的间接二氧化碳排放。

三、研究建筑领域“双碳”的重要意义

根据国际能源署IEA对于全球建筑领域用能及排放的核算结果，2018年全球建筑业建造（含房屋建造和基础设施建设）和建筑运行相关的终端用能占全球能耗的35%，其中建筑建造和基础设施建设的终端用能占占全球能耗的6%，建筑运行相关的终端用能占全球能耗的30%;全球建筑业建造（含房屋建造和基础设施建设）相关二氧化碳排放占全球的11%，建筑运行相关的终端二氧化碳排放占全球的28%。

由此可以看到，建筑领域碳排放还是相当高位，仅在能源、工业其后，排在第三位。他是我国实现“双碳”目标的非常重要的领域环节。

建设领域碳排放的核算，是由建筑建造、建筑运行、建筑拆除等过程中所消耗的能源折算碳排放量。研究建筑领域碳达峰碳中和，是为绿色、生态、低碳、高品质建筑产品提供理论支撑，从而实现“0”排放。

四、建筑领域碳排放研究内容

建筑碳排放指的是从建筑建设到投入运行使用，直至拆除的过程中，由于材料的使用、设备设施运行、施工运输等过程中原料的化学反应，直接或间接使用化石能源所产生的温室气体排放的综合，以二氧化碳当量表示。从温室气体排放的角度来看，建筑领域温室气体排放分为建筑建造和运行相关二氧化碳排放，以及建筑运行相关的非二氧化碳温室气体排放，本研究主要关注其中的二氧化碳排放。建筑建造相关二氧化碳排放包含建材生产过程中的直接二氧化碳排放和建造使用能源相关的间接二氧化碳排放。类似的，建筑运行阶段，也会导致能源使用带来的直接二氧化碳排放，例如采暖锅炉燃煤、燃气导致的直接排放，以及建筑用电所对应的间接二氧化碳排放。要具有科学性、指导性和前瞻性，当前首要工作是开展建筑领域碳排放测算工作，真实、科学、准确核算，并客观反映碳排放水平，便于提出针对性碳达峰碳中和建议及措施。对建筑未来能源需求的影响进行分析，用以指导建筑领域低碳发展。

由于当前碳排放测算基础数据不全，直接大规模“自下而上”分类开展碳排放核算存在一定难度，为便于开展工作，本研究主要以当前掌握的静海区既有建筑存量、类别、建设年代等统计数据为主，及建筑用能的普遍特点，利用国家权威部门关于中国建筑节能最新研究结论，综合考虑宏观经济及人口发展趋势的最新预测，研究构建建筑领域碳排放模型，模型分析预测不同情景下到2030年建筑领域碳排放量，由此提出的政策措施对建筑未来能源需求的影响进行分析，用以指导建筑领域低碳发展。

建筑碳排放：建筑隐含碳排放包含建筑材料制造、运输、建筑施工和改造和拆除;建筑运行碳排放包含直接燃烧、建筑耗电。建筑隐含碳排放主要统计在工业建材业、运输业和建筑业。引领这类行业主要是生产工程降低能耗，提高生产效率，绿色生产、绿色运输、绿色施工。我们应更多地侧重考虑建筑运行碳排放的问题。

《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161-2016）中“建筑能耗”的定义，指的是“建筑使用过程中由外部输入的能源，包括维持建筑环境的用能（如供暖、制冷、通风、空调和照明等）和各类建筑内活动（如办公、家电、电梯、生活热水等）的用能”。从能耗构成来看，可将建筑能耗划分为供暖能耗与非供暖能耗两大类别，其中，供暖能耗主要是指用于建筑物采暖所消耗的能量，与围护结构性能等密切相关，为了改善建筑的围护结构性能，我国于1986年颁布第一部针对居住建筑的节能设计标准，此后历经“一步”、“二步”、“三步”、“四步”节能标准，逐渐发展到“五步”节能标准;非供暖能耗主要是维持建筑环境（除采暖用能外）、各类建筑内活动的用能，这部分能耗与建筑本体性能关系不大，与建筑运行及人的工作生活方式等关系密切，如照明、炊事、生活热水等能耗。根据《中国建筑节能年度发展研究报告》，考虑到我国南北地区冬季采暖方式的差别、城乡建筑形式和生活方式的差别，以及居住建筑和公共建筑人员活动及用能设备的差别，将我国的建筑用能分为四大类，分别是：北方城镇供暖用能、城镇住宅用能（不包括北方地区的供暖）、公共建筑用能（不包括北方地区的供暖），以及农村住宅用能。中国建筑运行能耗及排放模块基于实际调研中得到的大量建筑运行用能信息数据以及各类建筑实有规模数据，得到中国建筑运行阶段的能耗与排放情况。

五、建筑领域碳排放边界与范围

确定建筑领域碳排放边界与范围便于整理、统计、汇总基础数据，从而建立碳排放测算。本研究边界与范围为民用建筑领域建筑运行能耗所产生的碳排放。

涉及的建筑类型仅指民用建筑，包括：住宅、办公建筑、学校、商场、宾馆、交通枢纽、文体娱乐设施等建筑，而不包括工业建筑（其耗能在工业领域）。建筑能耗从以下方面考量：

城镇供暖用能：指的是采取集中供暖方式所产生冬季供暖能耗，包括各种形式的集中供暖和分散采暖。本研究考察各类供暖系统的一次能耗，也就是由于采暖导致的热源处一次能源或电力的消耗，以及服务于供热系统的各类设备（风机、水泵）的电力消耗。对于热电联产方式的集中供热热源，可根据《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161-2016）的标准，根据输出的电力和热量的火用分摊输入的燃料。

城镇住宅用能（不包括供暖用能）：指的是除供暖能耗外，城镇住宅所消耗的能源。在终端用能途径上，包括家用电器、空调、照明、炊事、生活热水等能耗。城镇住宅使用的主要商品能源种类是电力、燃煤、天然气、液化石油气和城市煤气等。

公共建筑用能（不包括供暖用能）：指人们进行各种公共活动的建筑，包含办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑、以及交通运输类建筑，既包括城镇地区的公共建筑，也包含农村地区的公共建筑（由于缺少相关数据，本研究暂不考虑）。建筑内由于各种活动而产生的能耗，包括空调、照明、插座、电梯、炊事、各种服务设施等能耗。公共建筑使用的商品能源种类是电力、燃气、燃油和燃煤等。

农村住宅用能：指农村家庭生活所消耗的能源。包括炊事、供暖、降温、照明、热水、家电等。农村住宅使用的主要能源种类是电力、燃煤、液化石油气、燃气和生物质能（秸秆、薪柴）等。其中的生物质能部分能耗没有纳入国家能源宏观统计，但是农村住宅用能的重要部分，应单独列出考虑。

六、基础数据收集

既有建筑面积构成及分布：静海区既有建筑总面积及建设年代分布，不同年代建筑将对应不同的建筑节能标准和能耗水平;建筑分类面积及建设年代统计，其中包括城镇住宅、农村住宅、公共建筑（包括办公、学校、医院、商业设施等）;

建筑能耗数据：包括居住和公建两大部分，并区分城镇住宅、农村住宅、公共建筑三大类别的电力、燃气、热力等各类能耗消耗数据;

人口与经济数据：人口与经济社会发展的现状、趋势预测数据;

建筑发展趋势：住房发展现状、住房需求预测数据;

其他：建筑碳排放量核算所需的各种碳排放因子，及碳排放计算所需引用的权威数据等。

七、碳排量测算基本模型

研究构建建筑领域碳排放测算模型如下：

上述模型是基于不同情景下构造的，变量因素多样，需要综合考虑不同情景下城镇供暖、城镇住宅、农村住宅和公共建筑等方面详细数据测算，需要基于建筑碳排放结构及实际状况，按照碳达峰既定目标值通过倒推、动态平衡匹配取得。

式中：

——城镇供暖能耗产生的年度碳排放量（万tCO2）;

——第步节能标准对应的既有建筑采暖面积年度汇总（万㎡）;

——第步节能标准对应的年度单位面积耗热量（GJ/㎡）

式中：

——城镇住宅建筑运行能耗产生的年度碳排放量（万tCO2）;

——城镇住宅建筑年度建筑面积（万㎡），

——城镇住宅年度单位平米建筑运行碳排放强度（tCO2/㎡）

式中：

——农村住宅建筑运行能耗产生的年度碳排放量（万tCO2）;

——农村住宅建筑年度建筑面积（万㎡），

——农村住宅年度单位平米建筑运行碳排放强度（tCO2/㎡）

式中：

——公共建筑运行能耗产生的年度碳排放量（万tCO2）;

——公共建筑年度建筑面积（万㎡）

——公共建筑年度单位平米建筑运行碳排放强度（tCO2/㎡）

基于碳达峰我国总目标2030年度，按照测算模型二氧化碳排放量达到历史最高值（峰值）。

八、“双碳”目标实施路径

1、积极推进绿色建筑标准实施

全面推进绿色建筑发展，重点做好保障性住房、政府投资公益性建筑和大型公共建筑等全面推广强制执行绿色建筑的基础上，不断加大绿色建筑标准的强制执行范围;强化对绿色建筑标识和绿色建筑质量的监管，提高绿色建筑工程质量水平。加快推进绿色建材认证制度建设，推广装配式建筑，推动住宅装修一体化设计和全装修交房，提高建筑室内环境质量。积极利用国家生态文明建设目标考核、能源消费总量及强度控制目标考核，组织实施建筑节能与绿色建筑专项检查，督促各地落实绿色建筑目标责任。

2、优化发展可再生能源建筑应用

继续推进分布式太阳能、生物质能、和各种热泵在建筑中多元化、规模化应用。不断提升太阳能光热和浅层地能应用的品质和效率。全面推进光伏建筑一体化技术与应用，鼓励城区工业厂房、商业建筑、大型公共建筑等建筑屋顶建设兆瓦级分布式光伏发电系统。鼓励城乡居民使用太阳能技术，推广太阳能热水器等节能产品。

3、推进既有建筑节能改造

实施建筑物围护结构、门窗、空调和照明系统的深度节能改造。开展既有居住建筑供热计量及节能改造，逐步扩大改造的范围和规模，增加深度改造的比例。积极寻求绿色金融等资金支持，探索居住建筑绿色化改造的长效机制。

继续推动高校、医院、科研院所等公共机构领域率先开展节能改造或绿色化改造示范。

4、加大农村能源转型

结合新农村建设，全方位推进太阳能热水，光伏发电、地源热泵、生物质能等新型能源产品的应用和实施。鼓励城乡居民使用太阳能技术，推广太阳能热水器等节能产品。逐步扩大农村地区清洁能源的应用规模和使用范围，从一家一户的能源转型到整村连片输出、输入，提高资源利用效率。

5、提高家用及办公设备能效

引导城镇居民采用高能效家用电器（中国能效等级3级及其以上），逐步淘汰高能耗的家电产品。提高办公设备的使用效率，优化办公设备的运行时间，降低办公设备能耗。推广普及节能知识，提高居民、办公的节约用能意识，打造绿色办公环境，实现节能减排目标。利用市场机制，促进低能耗家电产品的研发，扩大节能电器的市场占比。

6、实现数字化信息管理

基于大数据和人工智能算法的城市信息模型（CIM）平台建设，整合多源城市大数据，结合空间分析算法，探索建立利用“一网统管”等大数据平台资源，数据可精确到建筑单体的尺度，并结合绿色建筑发展目标，支撑对远期情景方案进行量化评估，实现对民用建筑碳排放的实时状况追踪。

实现“双碳”目标是一个系统化的工程，建设领域更是多元化集成，从原材料、部品部件等的工业化生产，到建筑产品的建造过程，再到建筑产品的运行乃至拆除，全“生命周期”统筹考量。为实现总体目标，实现绿色健康的人类命运共同体，保护人类共同家园--地球，我们还需不断努力奋斗。