實(shí)現建筑碳中和，從全生命周期統籌考慮

我國碳排放的“大戶(hù)”是什么?也許你想不到。

“建筑全過(guò)程的碳排放已占到我國碳排放總量的50%以上。”11月14日，中國工程院院士、清華大學(xué)教授江億在以“建筑碳中和的挑戰與應對技術(shù)路徑”為主題的香山科學(xué)會(huì )議上指出，零碳發(fā)展的重點(diǎn)在于可持續發(fā)展，而建筑領(lǐng)域的低碳轉型對這一目標的實(shí)現至關(guān)重要。

建筑中有哪些碳排放環(huán)節

同濟大學(xué)土木工程學(xué)院教授肖建莊提出：“混凝土制品或者是建筑構筑物、原料生產(chǎn)的碳排放占到全球碳排放總量的10%—12%，這是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵環(huán)節。”

在建筑建造、維修和拆除過(guò)程的碳排放也不容忽視。據重慶大學(xué)管理科學(xué)與房地產(chǎn)學(xué)院教授蔡偉光介紹，我國城鎮化進(jìn)程已經(jīng)展現出向大型城市聚集的現象，還需合理規劃城鎮建筑面積發(fā)展目標，避免住宅供需錯配帶來(lái)的浪費。北京交通大學(xué)教授王元豐也認為：“建筑業(yè)應該從增量逐步變?yōu)榇媪磕Ｊ?，減少城鎮發(fā)展中的建筑建設量，提高其服務(wù)民生的效率。”

從建筑全生命周期分析來(lái)看，在運行過(guò)程中由于使用能源導致的建筑運營(yíng)碳排放占建筑全生命周期排放的70%以上。“這其中包括化石燃料燃燒導致的直接碳排放、使用電力和熱力導致的間接碳排放，未來(lái)如何實(shí)現零碳能源的供給應該是我們關(guān)注的重點(diǎn)。”江億說(shuō)道。

讓建筑成為碳匯的源泉

實(shí)現零碳建筑或者低碳建筑，首先從建筑設計開(kāi)始。同濟大學(xué)教授肖建莊呼吁，今后的建筑設計不僅要基于安全、經(jīng)濟、美觀(guān)、實(shí)用等功能，還要進(jìn)行全生命周期的低碳精細化設計。中國建筑股份有限公司教授級高工李叢笑認為，結構工程師在碳減排領(lǐng)域和建筑減排中應發(fā)揮更大作用。

在建造階段，低碳混凝土、低碳鋼材等新型生態(tài)建材的研發(fā)和組合應用，可以有效降低建筑生命周期隱含碳排放。另外，通過(guò)推廣再生混凝土、清水混凝土等，還可以提升混凝土結構的碳吸收共性，讓建筑不僅排放碳還能吸收碳，成為碳匯的源泉。王元豐認為，推廣可替代減少水泥用量的粉煤灰混凝土、礦渣和鋼渣混凝土有很大減碳空間，大力發(fā)展我國總體占比較低的鋼結構、竹木結構建筑，也是建筑業(yè)實(shí)現碳中和的重要戰略路徑。

需合理配置綠色能源

零碳能源到底在哪?未來(lái)的目標之一是全面實(shí)現電氣化。若利用城市建筑屋頂等空間安裝風(fēng)電、光電設備可實(shí)現年發(fā)電量1萬(wàn)億千瓦時(shí)，提供建筑用電的1/4。在農村，清華大學(xué)教授楊旭東舉例說(shuō)道：“農村光伏發(fā)電潛力遠大于其自身需求，若通過(guò)合理配置，屋頂光伏發(fā)電量年均可達到2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)，不僅能實(shí)現自發(fā)自用，還能讓整個(gè)村莊成為發(fā)電廠(chǎng)。”

江億指出，電力系統需將集中跟分散分布相結合，建筑在新型電力系統中將承擔“發(fā)電、用電、儲電、調節”的重要角色，與電動(dòng)車(chē)一起承擔50%以上的分布式風(fēng)電、光電消納功能。

在熱能方面，清華大學(xué)教授付林給出了一個(gè)數據，“我國未來(lái)規劃的核電和火電將產(chǎn)生年均超過(guò)140億GJ(1GJ=10億焦耳)的余熱，冶金、化工等工業(yè)與數據中心、大型變電站等基礎設施每年至少產(chǎn)生60億GJ的余熱。若能回收這些熱量的1/4，就可以滿(mǎn)足我國全部城鎮建筑采暖50億GJ的需求。”

王元豐等專(zhuān)家認為，在碳中和背景下，建筑的發(fā)電、儲能對未來(lái)可再生能源供電和相應電力系統將提供重要支撐，而與電動(dòng)車(chē)的協(xié)同又與交通深度耦合，未來(lái)建筑的跨行業(yè)融合將使其功能發(fā)生很大的改變，為此，建筑減碳需要統籌考慮，合理規劃綠色能源的分布和使用。