實現(xiàn)建筑碳中和，從全生命周期統(tǒng)籌考慮

我國碳排放的“大戶”是什么？也許你想不到。

“建筑全過程的碳排放已占到我國碳排放總量的50%以上?！?1月14日，中國工程院院士、清華大學教授江億在以“建筑碳中和的挑戰(zhàn)與應(yīng)對技術(shù)路徑”為主題的香山科學會議上指出，零碳發(fā)展的重點在于可持續(xù)發(fā)展，而建筑領(lǐng)域的低碳轉(zhuǎn)型對這一目標的實現(xiàn)至關(guān)重要。

建筑中有哪些碳排放環(huán)節(jié)

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

在建筑建造、維修和拆除過程的碳排放也不容忽視。據(jù)重慶大學管理科學與房地產(chǎn)學院教授蔡偉光介紹，我國城鎮(zhèn)化進程已經(jīng)展現(xiàn)出向大型城市聚集的現(xiàn)象，還需合理規(guī)劃城鎮(zhèn)建筑面積發(fā)展目標，避免住宅供需錯配帶來的浪費。北京交通大學教授王元豐也認為：“建筑業(yè)應(yīng)該從增量逐步變?yōu)榇媪磕Ｊ?，減少城鎮(zhèn)發(fā)展中的建筑建設(shè)量，提高其服務(wù)民生的效率?！?/span>

從建筑全生命周期分析來看，在運行過程中由于使用能源導致的建筑運營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，未來如何實現(xiàn)零碳能源的供給應(yīng)該是我們關(guān)注的重點?！苯瓋|說道。

讓建筑成為碳匯的源泉

實現(xiàn)零碳建筑或者低碳建筑，首先從建筑設(shè)計開始。同濟大學教授肖建莊呼吁，今后的建筑設(shè)計不僅要基于安全、經(jīng)濟、美觀、實用等功能，還要進行全生命周期的低碳精細化設(shè)計。中國建筑股份有限公司教授級高工李叢笑認為，結(jié)構(gòu)工程師在碳減排領(lǐng)域和建筑減排中應(yīng)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(yīng)用，可以有效降低建筑生命周期隱含碳排放。另外，通過推廣再生混凝土、清水混凝土等，還可以提升混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、竹木結(jié)構(gòu)建筑，也是建筑業(yè)實現(xiàn)碳中和的重要戰(zhàn)略路徑。

需合理配置綠色能源

零碳能源到底在哪？未來的目標之一是全面實現(xiàn)電氣化。若利用城市建筑屋頂?shù)瓤臻g安裝風電、光電設(shè)備可實現(xiàn)年發(fā)電量1萬億千瓦時，提供建筑用電的1/4。在農(nóng)村，清華大學教授楊旭東舉例說道：“農(nóng)村光伏發(fā)電潛力遠大于其自身需求，若通過合理配置，屋頂光伏發(fā)電量年均可達到2.5萬億千瓦時，不僅能實現(xiàn)自發(fā)自用，還能讓整個村莊成為發(fā)電廠。”

江億指出，電力系統(tǒng)需將集中跟分散分布相結(jié)合，建筑在新型電力系統(tǒng)中將承擔“發(fā)電、用電、儲電、調(diào)節(jié)”的重要角色，與電動車一起承擔50%以上的分布式風電、光電消納功能。

在熱能方面，清華大學教授付林給出了一個數(shù)據(jù)，“我國未來規(guī)劃的核電和火電將產(chǎn)生年均超過140億GJ（1GJ=10億焦耳）的余熱，冶金、化工等工業(yè)與數(shù)據(jù)中心、大型變電站等基礎(chǔ)設(shè)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，就可以滿足我國全部城鎮(zhèn)建筑采暖50億GJ的需求?！?/span>

王元豐等專家認為，在碳中和背景下，建筑的發(fā)電、儲能對未來可再生能源供電和相應(yīng)電力系統(tǒng)將提供重要支撐，而與電動車的協(xié)同又與交通深度耦合，未來建筑的跨行業(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(tǒng)籌考慮，合理規(guī)劃綠色能源的分布和使用。