說到建筑領(lǐng)域碳達峰與碳中和目標(biāo)，前提是量化建筑領(lǐng)域碳排放指標(biāo)，而碳排放量則要首先明確建筑碳排放的邊界。建筑領(lǐng)域碳排放的邊界包括能源燃燒的直接排放、建筑運行的間接排放和建材生產(chǎn)、建筑施工的隱含碳排放，三者之和為建筑全壽命期碳排放。

碳中和與建筑領(lǐng)域的邏輯關(guān)系

盡管在IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）體系下的建筑碳排放僅包含直接排放，間接排放計算在能源領(lǐng)域，隱含碳排放計算在工業(yè)領(lǐng)域，但從我國碳達峰碳中和的實施操作來考量，建筑領(lǐng)域作為能源與資源的終端消費方，運行碳排放和隱含碳排放的減碳控制手柄也掌握在建筑行業(yè)手中。因此針對建筑領(lǐng)域的零碳路徑要綜合考慮上述3種排放，按照不同側(cè)重分別提出策略。

2019年，我國碳排放總量101億噸，其中建筑領(lǐng)域全壽命期碳排放39億噸，包括運行碳22億噸，隱含碳17億噸。

能源燃燒是我國主要的二氧化碳排放源，在碳排放中占比88%，電力行業(yè)碳排放又占能源行業(yè)的41%，因此加速調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)電力生產(chǎn)減碳是碳中和在供給端的總路徑。而消費端的交通、工業(yè)、建筑3大領(lǐng)域，交通領(lǐng)域低碳化路徑明確，工業(yè)領(lǐng)域低碳化開始起步，而建筑領(lǐng)域低碳化則與另外兩個領(lǐng)域均相關(guān)，如電動汽車充電與建筑的聯(lián)動以及鋼鐵水泥的減量化應(yīng)用。同時建筑領(lǐng)域自身的低碳化路徑也逐漸明確，主要包括近零能耗建筑、建筑電氣化、可再生能源利用、北方供熱系統(tǒng)零碳化等幾個方面。

總體來說，建筑部門各項需求都已經(jīng)存在零碳解決方案，建筑領(lǐng)域應(yīng)努力按路徑達峰并盡早實現(xiàn)近零排放。

建筑領(lǐng)域碳中和的技術(shù)路徑

建筑領(lǐng)域的碳中和場景是實現(xiàn)零碳建筑，也就是將占碳排放總量的21%的運行階段碳排放實現(xiàn)零碳排放。具體的實現(xiàn)路徑可以從需求減量、超高能效和能源替代3方面實現(xiàn)。

需求減量方面，可以借助超低能耗房屋減少能源需求，通過低碳、輕質(zhì)、循環(huán)建材和工業(yè)化建造體系減少建材用量。超高能效方面，超低能耗的建筑設(shè)備和能源智能控制系統(tǒng)大幅提升能源利用效率。而能源替代，主要是與儲能技術(shù)相結(jié)合的光伏建筑一體化和各種熱泵技術(shù)使建筑脫離對化石能源的依賴。

具體到和建筑相關(guān)的3種排放，零碳路徑也有不同的側(cè)重。6億噸的建筑領(lǐng)域直接排放，零碳路徑是在建筑中減少煤、油、氣等任何化石能源的使用，將直接排放減為零。實現(xiàn)途徑為炊事電氣化、生活熱水電氣化、燃氣熱水鍋爐等用熱泵等替代。

間接排放主要是建筑運行中使用的電力和熱力，減少間接排放一方面取決于建筑自身需求，另一方面取決于供給側(cè)低碳化程度。零碳路徑是以近零能耗建筑為核心的建筑節(jié)能、配合零碳電力的建筑電氣化以及零碳熱源。2019年，我國間接碳排放為16億噸，包括1.9萬億度運行用電的11億噸碳排放和集中供熱、燃煤燃氣鍋爐和熱電聯(lián)產(chǎn)的5億噸碳排放。因此，提升節(jié)能減排標(biāo)準是降低用能需求、減少間接排放的關(guān)鍵。

零碳電力要求建筑用電全部為風(fēng)電、光電，一方面需要大力發(fā)展建筑表面光伏發(fā)電，另一方面用建筑消納周邊地區(qū)集中風(fēng)電光電的零碳電力。此時的難點就變成了柔性用電，即如何讓建筑彈性地消納風(fēng)電光電的波動性。依靠“光儲直柔”建筑配電可以支持零碳建筑能源的實現(xiàn)。光是指光伏建筑一體化；儲是儲能，將建筑蓄電池連接充電樁，實現(xiàn)建筑與汽車的儲放結(jié)合；直是指建筑直流配電；柔是指彈性負載，柔性用電，調(diào)節(jié)風(fēng)電光電的波動性。“光儲直柔”建筑可僅僅依靠零碳電力運行。

隱含碳排放主要來源是建材生產(chǎn)，我國建筑碳排放占比為38%，其中建材相關(guān)占比為17%。從全壽命期看，運行用能占比最高，建材占比第二，考慮建材生產(chǎn)建造周期短，其優(yōu)化對建筑領(lǐng)域低碳化貢獻更大。隱含碳的零碳路徑包括：避免過量建設(shè)和大拆大建，從總量減碳；推動建筑工業(yè)化，從源頭減碳；推廣新型低碳結(jié)構(gòu)體系和高性能材料，從建材減碳。

建筑領(lǐng)域碳中和的實施策略

建筑領(lǐng)域碳中和包含城市和建筑。作為建筑的集合體，城市層面碳中和的實施策略是把相關(guān)領(lǐng)域集成到城市中提出系統(tǒng)解決方案，包括城市能源網(wǎng)絡(luò)、城市建筑和城市交通。城市層面碳中和實施策略依舊可以從隱含碳和運行碳兩個角度出發(fā)。控制城市建設(shè)規(guī)模，減少空置率，避免大拆大建，可以從源頭控制隱含碳；延長建筑壽命，提倡百年建筑，發(fā)展建筑工業(yè)化和裝配式建筑則可以從建材消費端減少隱含碳。城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、城區(qū)可再生能源協(xié)調(diào)利用和區(qū)域級的低碳社區(qū)，則是減少城市運行碳的主要策略。

建筑層面的實施策略可以具體針對不同類別的碳排放。先通過超低能耗建筑減少運行階段能源需求，然后通過用能結(jié)構(gòu)調(diào)整即建筑電氣化實現(xiàn)運行過程的零碳。建筑用電采用光伏等可再生能源實現(xiàn)電力系統(tǒng)零碳化。同時與電力系統(tǒng)配合，發(fā)掘余熱資源，實現(xiàn)零碳供熱。

總而言之，在建筑層面，減量化是前提，發(fā)展超低能耗建筑的同時提倡節(jié)約能源的消費觀。將建筑從能源的純消費端變?yōu)榉植际降纳a(chǎn)調(diào)節(jié)端，建筑在電力系統(tǒng)中的功能場景由消費者變?yōu)樯a(chǎn)、消費、儲存三位一體。

建筑領(lǐng)域雙碳目標(biāo)的思考與建議

第一，系統(tǒng)思維，源頭減碳。

建筑領(lǐng)域碳中和目標(biāo)需要將建筑與其他領(lǐng)域共同考慮，以系統(tǒng)化思維協(xié)同各個領(lǐng)域減碳。如建筑消費端減少建筑和城市的能源需求，可以同時助力能源領(lǐng)域減碳。發(fā)展裝配式建筑及新型建筑材料，通過建材減量化減少建材生產(chǎn)碳排放，可以助力工業(yè)領(lǐng)域減碳及碳中和。

從源頭控制建筑總量規(guī)模，減少過量建設(shè)和大拆大建，更是對碳達峰的重要支持。城市建設(shè)應(yīng)該從大規(guī)模建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘懈隆⒓扔薪ㄖ脑旌托阅芴嵘瑥男藿ú⒅兀D(zhuǎn)向修大于建。既有建筑以“精細修繕結(jié)合高性能節(jié)能提升”進行改造，因為改造碳排放量是拆除重建的1/10。

第二，規(guī)劃與建筑，雙線并重。

規(guī)劃是建筑領(lǐng)域碳中和的起點，新建區(qū)域的規(guī)劃應(yīng)包含碳目標(biāo)預(yù)測和碳預(yù)算分解，在設(shè)計中以限碳設(shè)計實現(xiàn)規(guī)劃的碳排放目標(biāo)。交通規(guī)劃將公共交通與汽車交通綜合統(tǒng)籌，將電動汽車交通規(guī)劃與建筑能源、充電系統(tǒng)綜合統(tǒng)籌考慮。資源規(guī)劃采用分布式能源系統(tǒng)形成城市資源能源的微循環(huán)。

建筑層面節(jié)能是前提，實現(xiàn)路徑可以總結(jié)為，一是在新建建筑中推廣近零能耗建筑，推動以建筑設(shè)計為主導(dǎo)的技術(shù)方法創(chuàng)新，推進空間節(jié)能和設(shè)備效率提升節(jié)能的融合，實現(xiàn)低成本增量的零能耗建筑；二是可再生能源建筑一體化使建筑從能源消費方成為能源供應(yīng)調(diào)節(jié)方；三是既有建筑節(jié)能改造實現(xiàn)存量減碳；四是農(nóng)村住宅節(jié)能提升；五是建筑電氣化。建筑層面的實施路徑比較明確，針對碳達峰的行動可即刻著手實施。

第三，技術(shù)與機制，雙面并舉。

在技術(shù)層面加快研究推廣相關(guān)減碳新技術(shù)與新模式。新技術(shù)如近零能耗建筑技術(shù)、熱泵供暖技術(shù)、電動汽車與建筑能源融合應(yīng)用技術(shù)等。新模式如“光儲直柔”的分布式能源模式、共享交通模式、精細化城市更新模式等。

除了技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，在機制方面，則應(yīng)該走市場化道路。通過制定標(biāo)準，借助市場化引導(dǎo)和市場倒逼機制，推動減碳以市場化方式進行。

第四，存量與增量，重塑理念。

雖然建筑總碳排放進入平臺期，但隨著新增建筑及生活水平提升，預(yù)測建筑規(guī)模從現(xiàn)在全國644億平方米建筑面積將增加到750億平方米達到峰值，建筑運行碳排放還在增長。因此需要以更先進的技術(shù)手段和強制性的政策措施，實現(xiàn)運行碳排放盡早達峰。

同時提倡節(jié)約型生活方式，避免建筑電氣化過程中建筑用電大幅增長的情況。現(xiàn)在我國每年人均建筑用電量2500千瓦時左右，隨著居民生活水平提高，用電量還會增長。如果由于建筑電氣化帶來人均用電大幅增長，即使建筑用電全部采用風(fēng)電光電，也無法解決電力平衡與調(diào)節(jié)問題，所以需求端的節(jié)能與節(jié)約的生活方式是建筑領(lǐng)域碳中和的基石。

建筑領(lǐng)域碳達峰與碳中和目標(biāo)需要我們以必達的信心和科學(xué)的方法來實現(xiàn)。

作者為天津大學(xué)建筑學(xué)院教授