孫海營(yíng)：建筑工程施工階段能耗和碳排放計量分析

編者按：2023年9月12-14日，以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來(lái)能源大會(huì )”在江蘇常州武進(jìn)召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，瑞杰歷信行(北京)數據科技有限公司副董事孫海營(yíng)發(fā)表了《“建筑工程施工階段能耗和碳排放計量分析》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

孫海營(yíng)：尊敬的各位領(lǐng)導、來(lái)賓：上午好。感謝主辦方提供了這個(gè)交流的機會(huì )，也很榮幸能夠代表瑞杰歷信行來(lái)參加本次大會(huì )。

首先做一個(gè)背景的介紹，瑞杰歷信行是受英國皇家測試師協(xié)會(huì )規管的一家測試師事務(wù)所，自1997年進(jìn)入中國大陸以來(lái)，一直是為房地產(chǎn)企業(yè)做成本顧問(wèn)工作。在2016年企業(yè)開(kāi)始做數字化轉型，并且完成了建筑投資數據模型的開(kāi)發(fā)，在2022年6月，受住建部的委托，在同年年底與哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同完成了建筑施工階段的碳排放計量分析工作。接下來(lái)我給大家匯報一下這個(gè)課題的研究成果。

這是我們在整個(gè)課題的研究背景，在國家綠色低碳建筑的政策引導下，伴隨著(zhù)工程造價(jià)市場(chǎng)化的改革，我們認為有必要研究探索在工程施工階段碳排放量的計算方法，為建筑工程施工階段碳排放計量分析與低碳評價(jià)提供支撐。我們在2021年開(kāi)始關(guān)注這個(gè)碳排放的研究工作，并且把這部分也并入了建筑成本數據模型里面。

這是我們課題研究的一個(gè)內容，主要是分三個(gè)方面，前兩個(gè)是關(guān)于建筑工程建造碳排放量計算方法研究，和我們在典型的碳排放計量核算基準研究，第三部分是關(guān)于建筑工程碳排放指標體系的研究。我們在第三方面的研究，主要是依托了建筑成本數據庫為基礎，第三部分的課題研究?jì)热?，主要建立建筑工程碳排放指標體系，再一個(gè)就是建立碳排放的數據庫和建筑碳排放指標的分析應用展開(kāi)相關(guān)的研究工作。這是我們第三部分課題研究的標題和目錄，我們整個(gè)課題分了三部分，第一個(gè)是研究背景和思路介紹，第二部分就是建筑碳排放指標體系的建立和應用，第三是建筑碳排放數據庫的建立和應用，第四就是關(guān)于未來(lái)的一個(gè)展望。

關(guān)于這個(gè)研究?jì)热莺退悸愤@一塊，前面大概介紹了，我們主要還是以實(shí)際建筑工程的項目案例為基礎，對建筑施工階段的碳排放進(jìn)行定量評價(jià)，建立一個(gè)多維度的建筑工程碳排放指標體系，并且是找到相關(guān)的碳排放關(guān)鍵因素，探索減碳排的措施，并且針對碳排放的數據進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應用，比如說(shuō)低碳工藝、材料、設備的評比優(yōu)化等提供支持，從法規上驅除落后產(chǎn)能，在市場(chǎng)比較上，鼓動(dòng)先進(jìn)產(chǎn)能的進(jìn)步。

整個(gè)碳排放體系的建立分了四個(gè)階段，第一是關(guān)于碳排放因子的選擇、測定，并且建立我們的碳排放因子數據庫，第二是建筑施工階段碳排放源的分析，第三是建筑施工階段碳排放量的統計計算，第四是整個(gè)碳排放指標體系的建立。

關(guān)于碳排放因子庫的選擇，我們是結合了國家的一個(gè)計算標準，還有一個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)校和研究機構對整個(gè)建筑材料、設備、碳排放指標的一個(gè)成果，進(jìn)行一個(gè)匯總，基本上這一部分數據是當前獲得的可認可的數據來(lái)源，未來(lái)這個(gè)數據口徑發(fā)生變化的話(huà)，我們也可以完成數據采集的轉換，保證我們數據計算結果符合CCER的標準。后面我們有一個(gè)關(guān)于碳排放因子庫的簡(jiǎn)單介紹，這一塊給大家舉例介紹一下，比如說(shuō)我們建設一噸鋼材所需的碳排放值大概是2200公斤二氧化碳，鋼筋切斷機工作一個(gè)臺班所需要的大概能源消耗情況。這是我們一些示意，主要材料的設備能源消耗情況。關(guān)于碳排放因子庫的選擇，是與哈工大這邊的團隊共同研究，這一部分主要參考了學(xué)校這邊的研究數據進(jìn)行統計分析，作為我們整個(gè)碳排放指標庫的一個(gè)基礎。這邊我們通過(guò)建筑成本數據庫標準建立，完成與碳排放數據庫的對接。在建筑行業(yè)關(guān)于碳計量的標準并沒(méi)有一個(gè)成文的規定，在短期內會(huì )有不斷地調整，我們這一塊也是做了一個(gè)相關(guān)的解決方案，在后續如果說(shuō)標準有變化的話(huà)，我們也可以及時(shí)的實(shí)現一個(gè)數據的對接，這樣可以控制在一個(gè)項目的立項階段，把它的整個(gè)建筑碳數據進(jìn)行一個(gè)準確的測算。

在建筑施工階段碳排放源的分析這一塊，也做了一些研究，比如從排放源的組成分了三類(lèi)，第一個(gè)是直接排放這部分，比如說(shuō)化石燃料，第二部分就是間接排放的，比如說(shuō)電力的使用，第三就是其他的，比如說(shuō)建筑用工材料，按照工程要素來(lái)分，就是按照日常的我們工程組成結構，這些分析結合國家的現行規范，為了適應市場(chǎng)化的需求，我們采用了以工程要素劃分這種形式作為研究對象，將分部分項工程作為基礎核算單元，形成類(lèi)似清單項綜合單價(jià)，來(lái)計算各分項工程的綜合碳排放值，使得整個(gè)建筑施工階段的碳排放更加直觀(guān)透明，為后續的數據應用、關(guān)聯(lián)分析做一些準備。

關(guān)于整個(gè)建筑施工階段碳排放量的分析，我們分為了五個(gè)階段，第一是建材生產(chǎn)和運輸，第二是建筑施工，第三是建筑運行，第四是建筑拆除，第五是關(guān)于廢料的回收和處理。具體在生產(chǎn)和運輸階段，它的碳排放包括主要材料，像鋼筋、混凝土、玻璃這一類(lèi)建材從生產(chǎn)到施工現場(chǎng)所產(chǎn)生的碳排放，關(guān)于建造階段就是完成各個(gè)工程碳排放的內容。在運行階段包括建筑使用年限內各個(gè)系統產(chǎn)生的碳排放，以及需要修繕產(chǎn)生的碳排放工作。第四方面就是關(guān)于建造拆除階段，包括人工的拆除還有使用機械拆除，所消耗各種能源動(dòng)力產(chǎn)生的碳排放結果，最后就是關(guān)于廢料回收產(chǎn)生的碳排放，包括廢料的填埋焚燒這一系列的工作。

這一塊是我們整個(gè)關(guān)于建筑全生命周期它的各個(gè)階段，產(chǎn)生碳排放的一個(gè)占比情況的分析，可以看到在運營(yíng)階段和項目的生產(chǎn)建設階段，它的建材這一塊占的比例是比較大的。通過(guò)我們對建材生產(chǎn)、運輸施工階段完成的項目數據，我們是通過(guò)數據模型里面的30個(gè)同類(lèi)型的實(shí)際項目案例，做了這種系統的修正，統計一個(gè)計算結果，運營(yíng)階段是按照項目的標準設計工況和假設的修繕條件進(jìn)行測算，拆除階段是按照假設的拆除和回收方案進(jìn)行測算，得出一系列的計算結果。

目前我們國家這個(gè)建設總量是比較大，造成了短期內的集中性碳排放比較集中，我們這個(gè)課題就是針對整個(gè)的建筑工程施工階段，包括了生產(chǎn)和建造兩個(gè)階段開(kāi)展研究和思考。碳排放因子基礎數據庫的建立，是建筑工程碳排放量化工作的關(guān)鍵環(huán)節，是實(shí)現整個(gè)減排目標的一個(gè)重要基礎。

后面我們是介紹一些關(guān)于具體的專(zhuān)業(yè)工程它的材料碳排放的計算組成，這個(gè)是以鋼筋工程為例，我們是結合了實(shí)際應用案例中一個(gè)鋼筋工程它的所有人工、材料、機械消耗量，我們結合整個(gè)碳排放因子數據庫里面的數據，來(lái)去組成整個(gè)鋼筋工程在生產(chǎn)運輸階段和制造階段，它的碳排放量分別是多少。通過(guò)我們之前介紹的計算方式，也是結合建筑投資成本數據模型對整個(gè)工程章節的劃分，我們去分別測定各個(gè)專(zhuān)業(yè)工程在實(shí)施階段它的綜合碳排放值。這是鋼筋工程在整個(gè)住宅項目里面它的碳排放清單截選，也是分了從整個(gè)生產(chǎn)運輸和建造兩個(gè)階段，不同環(huán)節來(lái)統計它的結果。通過(guò)整個(gè)實(shí)際建筑工程項目通過(guò)建模分析，是以?xún)扇f(wàn)平米的住宅項目做了一個(gè)實(shí)際的統計，這是一個(gè)總包階段各專(zhuān)業(yè)工程匯總出來(lái)的，在各個(gè)專(zhuān)業(yè)工程它的材料、生產(chǎn)運輸階段和建造階段的碳排放值和占比，這一塊也可以根據我們統計出來(lái)它的占比重點(diǎn)情況，去做下一步的研究。通過(guò)我們這個(gè)材料生產(chǎn)運輸和整個(gè)施工分析，在整個(gè)施工階段材料和運輸的整個(gè)碳排放，占到了97%，集中體現在鋼筋、混凝土這些需要熱加工的材料，其次就是砌塊保溫內容。這是我們做的一個(gè)建筑施工碳排放和工程造價(jià)相關(guān)性的分析，后面也有一系列的示意圖。像這個(gè)就是我們把造價(jià)和碳排放放在了一起去做一個(gè)對比，可以看到它們基本上是呈正相關(guān)的關(guān)系，造價(jià)占比高的相關(guān)的碳排放也是相對較高的，基本上峰值就是出現在鋼筋和混凝土這一類(lèi)工程里面。

這一塊是我們從另外一個(gè)角度，從建筑碳排放的統計結果和構件重量做一個(gè)相關(guān)性的分析，這個(gè)示意可以看出，關(guān)聯(lián)性并不是特別大，最終的碳排放結果還是和材料的加工工藝有關(guān)，有比較強的關(guān)聯(lián)關(guān)系，與構件重量并沒(méi)有太直接的關(guān)系。通過(guò)上面的這些統計結果，我們是對建筑工程單位重量的造價(jià)，還有單位重量的碳排放值，還有單位的建造面積，還有單位面積的碳排放值，還有單位造價(jià)的碳排放值這種指標多維度分析，最后形成這樣一個(gè)碳排放指標的數據庫建立。

關(guān)于碳排放指標體系的應用主要分了四個(gè)方面，第一個(gè)就是針對占比高的施工技術(shù)內容進(jìn)行優(yōu)化，第二就是針對占比高的材料進(jìn)行優(yōu)化，第三就是制定企業(yè)碳排放減排目標，第四就是碳排放與成本相結合的統籌管理方法。

關(guān)于第一個(gè)應用，從剛才的結果可以看出，建筑材料集中在了材料生產(chǎn)和運輸階段，可以從這個(gè)方面去考慮綠色建材的使用，比如說(shuō)粉煤灰、礦渣來(lái)做的水泥等等，降低材料在生產(chǎn)階段的碳排放值。還有關(guān)于施工工藝這一塊的優(yōu)化，比如說(shuō)我們針對碳排放較大的施工過(guò)程，我們在制定施工組織計劃的時(shí)候，注意這兩個(gè)環(huán)節的施工組織安排，防止機械空轉，產(chǎn)生不必要的碳排放值。再一個(gè)就是針對這些環(huán)節進(jìn)行一個(gè)施工工藝和機械的改造優(yōu)化，在保證項目成本可控的范圍內，選用節能環(huán)保的機械，降低整個(gè)的碳排放。

關(guān)于在體系的應用，可以幫助我們在企業(yè)制定一個(gè)碳排放的減排目標，可以作為施工方制定碳排放減排目標的參考值，也可以制定有針對性的減排計劃。

第四個(gè)應用就是碳排放管理不能局限于項目的后評估階段，需要通過(guò)我們在碳排放指標的體系應用，充分利用統計結果與工程量的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，在項目的初期進(jìn)行預控，在項目管理過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)整個(gè)的系統操作，來(lái)完成整個(gè)碳排放的降低。

第三部分介紹一下關(guān)于整個(gè)碳排放數據庫的建立和應用，在大量實(shí)際案例中，我們是把各個(gè)項目的區域性差異，包括它的建筑規模和施工企業(yè)、開(kāi)發(fā)企業(yè)，各個(gè)不同的因素都綜合進(jìn)來(lái)去做一個(gè)測定，我們通過(guò)這種大數據的理念，來(lái)制定整個(gè)合理的碳排放區間，在形成碳排放數據庫的同時(shí)，也是對我們排放量的對比基準提供支持，也為后續低碳工藝材料設備評比優(yōu)化提供支持。

碳排放數據庫需要建立在大量信息和經(jīng)驗信息積累整理工作上完成的，用于指導碳排放估算指標的編制，精準預估項目開(kāi)展過(guò)程中的碳排放量，預測發(fā)展趨勢，制定項目低碳目標，給項目的決策者做好低碳目標控制的依據。

這是關(guān)于碳排放數據庫的應用，我們給了幾條建議，一個(gè)是在國內這一塊目前還沒(méi)有針對施工階段碳排放建立統一標準，大部分對于碳排放核算研究都集中在全壽命周期理論建筑物的碳排放總量，并沒(méi)有針對各個(gè)專(zhuān)業(yè)和各個(gè)施工階段做一個(gè)詳細的分析，我們這一塊是想通過(guò)這種清單形式，把整個(gè)項目做一個(gè)分解，為后續我們做各專(zhuān)業(yè)工程的碳排放控制進(jìn)行鋪墊。

大多數的研究對碳排放的計量目標是發(fā)生實(shí)際的碳排放進(jìn)行評估，僅僅起到事后評價(jià)的作用，并沒(méi)有在碳排放的預估方面做出一個(gè)建議，我們是想在這方面通過(guò)我們數據庫的應用，來(lái)指導項目在立項階段碳排放指標的一個(gè)審批，提供一個(gè)依據。

這個(gè)是關(guān)于工程量清單中分部分項工程，涉及到的加工工藝包括整個(gè)涉事企業(yè)，以及施工工藝都是參差不齊，單位碳排放值的標準并不是唯一的，我們根據建筑投資成本數據模型，基于大量實(shí)際工程項目案例形成的數據庫，把地域性、建筑規模、施工企業(yè)生產(chǎn)力等因素進(jìn)行綜合評判，測定單位綜合碳排放值的合理區間，在形成建筑工程碳排放數據庫的同時(shí)，也對我們整個(gè)碳排放基準數據做出一個(gè)恒定，為后續的一些材料和工藝評比優(yōu)化提供支持。

碳成本控制和經(jīng)濟決策平臺，它的數據模型分析是通過(guò)建設工程碳排放計量與統計、碳排放評價(jià)數據參考、建設工程碳排放核算基準指標管理體系，以及推動(dòng)構建碳排放平臺化管理體系，幫助建筑企業(yè)完成成本定位、收益數據以及制定減排目標，統籌及預估購買(mǎi)碳排放配額的依據，實(shí)現節能減排的事前管理，或者預估項目碳排放量配額參與碳排放交易活動(dòng)，以及碳排放實(shí)時(shí)監控等低碳管理工作。關(guān)于這個(gè)管理體系我們堅持以終為始的計量理念和適配品牌目錄鄧世昌華規則，在圖紙設計之前就完成建筑成本和碳排放的設計，通過(guò)大量實(shí)踐項目數據，實(shí)現精準度3%以?xún)鹊墓芾砟繕??？梢詰迷谌魏蔚某邪侥Ｊ较?，無(wú)論是施工總承包，還是EPC，都可以依托碳成本控制及經(jīng)濟決策平臺來(lái)完成碳計量和管理工作。

碳排放數據庫的建立需要大量信息和經(jīng)驗數據的積累，我們預估擬建項目的碳排放量，預測其發(fā)展趨勢，制定項目的低碳目標?？梢酝ㄟ^(guò)碳排放的計量結合CCER標準，建立企業(yè)溝通平臺，對建筑產(chǎn)品進(jìn)行經(jīng)濟分類(lèi)以及編制評級制度，向滿(mǎn)足低碳要求的供應商提供合作機會(huì )、業(yè)務(wù)推廣等需求，遏制部分高碳排產(chǎn)業(yè)及降碳措施差的產(chǎn)業(yè)，對建筑業(yè)、建材生產(chǎn)業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)化良性引導，提高碳排放評價(jià)的一致性，使評價(jià)結果更有實(shí)際意義。再一個(gè)作用就是為成本決策提供依據，市場(chǎng)的碳交易以企業(yè)為對象，集成了建筑施工企業(yè)所有項目，因此施工企業(yè)需要碳排放的數據集成平臺作為支撐。另外碳交易的價(jià)格是波動(dòng)的結果，平臺會(huì )通過(guò)碳值分析、預測系統快速反應，幫助企業(yè)完成成本決策。

第四個(gè)是將碳排放計量規則引入到招投標領(lǐng)域，實(shí)現施工碳排放預測，滿(mǎn)足企業(yè)或國家碳排放交易配額規劃要求，編制企業(yè)減排計劃、確定減排行動(dòng)和控制企業(yè)碳排放總量的依據，提高碳排放信息的質(zhì)量。

第五個(gè)作用就是企業(yè)建立碳成本控制及經(jīng)濟決策平臺，通過(guò)標準化的管理流程，對企業(yè)的內部資源進(jìn)行共享，進(jìn)行市場(chǎng)化的推廣，實(shí)現碳排放評價(jià)的一致性，使評價(jià)結果更具有實(shí)際意義。

最后關(guān)于一些未來(lái)的展望，針對建筑工程施工碳排放指標體系的研究，通過(guò)我們構建碳排放數據庫，以碳排放核算數據為基礎編制我們的估算指標進(jìn)行一個(gè)應用，然后施工碳排放的核算體系滿(mǎn)足工程項目低碳管理的要求，為實(shí)現進(jìn)度、質(zhì)量、成本、碳排放四個(gè)目標的項目管理工作提供支持。

碳數據的研究是以數據庫結構形態(tài)為基礎，我們的研究方向必須改變這種列表形式的大量數據形態(tài)，建立完整的數據庫，這樣的數據結構也創(chuàng )造了我們建筑業(yè)數據業(yè)務(wù)的提升，同時(shí)也為建筑業(yè)和其他行業(yè)數據之間的相互應用提供了一個(gè)基礎。

從企業(yè)低碳發(fā)展的角度，可以進(jìn)一步對施工碳排放核算體系，對工程全過(guò)程低碳管理的應用，結合建設信息模型技術(shù)指導企業(yè)在建設工程各個(gè)階段對碳排放量的估算、預算、核查，核定企業(yè)碳排放報告制度，滿(mǎn)足區域碳排放總量的控制要求。

從行業(yè)低碳發(fā)展的角度來(lái)看，可以進(jìn)行利用施工碳排放核算體系，指導完成行業(yè)碳排放估算指標、概算指標以及各類(lèi)工程碳排放定額的編制。同時(shí)也進(jìn)一步研究如何運用該體系實(shí)現較準確的碳排放配額的計算，準確制定建設工程行業(yè)企業(yè)的碳排放配額，加快建設工程行業(yè)企業(yè)加入碳排放交易市場(chǎng)的腳步。

從區域和國家低碳發(fā)展的角度來(lái)看，可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數據以及云平臺等技術(shù)，包括建設碳排放因子、碳排放指標在內的國家基礎數據庫，搭建區域碳排放數據平臺，通過(guò)平臺信息的發(fā)布，實(shí)現不同建設項目碳排放情況的實(shí)時(shí)監測、一個(gè)區域的碳排放總量監測、超標預警等功能。

最后建設工程施工碳排放數據統計以及核算體系，不僅局限于指導施工階段實(shí)際碳排放計量，而最終獲得CCER的認證，并能知道在建設工程項目全過(guò)程低碳管理工作中碳排放核算工作，最終為碳交易做準備。本次大會(huì )還是針對未來(lái)能源的開(kāi)發(fā)應用和提效，我們瑞杰歷信行的研究方向還是從能源應用端做一個(gè)節能減排，做一個(gè)控制，也是大家從各個(gè)方向共同努力實(shí)現碳中和的目標。

今天我的分享就到此結束，感謝大家。