零碳建筑实施路径的探索与展望 | 李丛笑

内容来源:  绿色建筑研习社

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正文开始

在北京国家会议中心举办的“2021中国国际智能建筑展览会同期论坛——绿色建筑发展论坛”上，中建科技集团有限公司董事、副总经理，中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会副秘书长李丛笑博士做了《零碳建筑实施路径的探索与展望》的演讲。演讲内容非常精彩，广度与深度并存、理论与实践相融。绿色建筑研习社特整理了部分内容，一起研习下。

CCTC®01

建筑领域碳排放分析

CCTC®02

零碳建筑实施路径分析

CCTC®03

建筑低碳化探索与实践

CCTC®04

零碳建筑发展思考和展望

CCTC®05

碳中和与建筑领域的逻辑关系

　　2019年，我国碳排放总量101亿吨，其中建筑领域全寿命期碳排放39亿吨，包括运行碳22亿吨，隐含碳17亿吨。

　　能源燃烧是我国主要的二氧化碳排放源，在碳排放中占比88%，电力行业碳排放又占能源行业的41%，因此加速调整能源结构、实现电力生产减碳是碳中和在供给端的总路径。而消费端的交通、工业、建筑3大领域，交通领域低碳化路径明确，工业领域低碳化开始起步，而建筑领域低碳化则与另外两个领域均相关，如电动汽车充电与建筑的联动以及钢铁水泥的减量化应用。同时建筑领域自身的低碳化路径也逐渐明确，主要包括近零能耗建筑、建筑电气化、可再生能源利用、北方供热系统零碳化等几个方面。

CCTC®06

建筑领域碳中和的技术路径

　　建筑领域的碳中和场景是实现零碳建筑，也就是将占碳排放总量的21%的运行阶段碳排放实现零碳排放。具体的实现路径可以从需求减量、超高能效和能源替代3方面实现。

　　需求减量方面，可以借助超低能耗房屋减少能源需求，通过低碳、轻质、循环建材和工业化建造体系减少建材用量。超高能效方面，超低能耗的建筑设备和能源智能控制系统大幅提升能源利用效率。而能源替代，主要是与储能技术相结合的光伏建筑一体化和各种热泵技术使建筑脱离对化石能源的依赖。

　　具体到和建筑相关的3种排放，零碳路径也有不同的侧重。6亿吨的建筑领域直接排放，零碳路径是在建筑中减少煤、油、气等任何化石能源的使用，将直接排放减为零。实现途径为炊事电气化、生活热水电气化、燃气热水锅炉等用热泵等替代。

　　间接排放主要是建筑运行中使用的电力和热力，减少间接排放一方面取决于建筑自身需求，另一方面取决于供给侧低碳化程度。零碳路径是以近零能耗建筑为核心的建筑节能、配合零碳电力的建筑电气化以及零碳热源。2019年，我国间接碳排放为16亿吨，包括1.9万亿度运行用电的11亿吨碳排放和集中供热、燃煤燃气锅炉和热电联产的5亿吨碳排放。因此，提升节能减排标准是降低用能需求、减少间接排放的关键。

　　零碳电力要求建筑用电全部为风电、光电，一方面需要大力发展建筑表面光伏发电，另一方面用建筑消纳周边地区集中风电光电的零碳电力。此时的难点就变成了柔性用电，即如何让建筑弹性地消纳风电光电的波动性。依靠“光储直柔”建筑配电可以支持零碳建筑能源的实现。光是指光伏建筑一体化；储是储能，将建筑蓄电池连接充电桩，实现建筑与汽车的储放结合；直是指建筑直流配电；柔是指弹性负载，柔性用电，调节风电光电的波动性。“光储直柔”建筑可仅仅依靠零碳电力运行。

　　隐含碳排放主要来源是建材生产，我国建筑碳排放占比为38%，其中建材相关占比为17%。从全寿命期看，运行用能占比最高，建材占比第二，考虑建材生产建造周期短，其优化对建筑领域低碳化贡献更大。隐含碳的零碳路径包括：避免过量建设和大拆大建，从总量减碳；推动建筑工业化，从源头减碳；推广新型低碳结构体系和高性能材料，从建材减碳。

CCTC®07

建筑领域碳中和的实施策略

　　建筑领域碳中和包含城市和建筑。作为建筑的集合体，城市层面碳中和的实施策略是把相关领域集成到城市中提出系统解决方案，包括城市能源网络、城市建筑和城市交通。城市层面碳中和实施策略依旧可以从隐含碳和运行碳两个角度出发。控制城市建设规模，减少空置率，避免大拆大建，可以从源头控制隐含碳；延长建筑寿命，提倡百年建筑，发展建筑工业化和装配式建筑则可以从建材消费端减少隐含碳。城市能源结构调整、城区可再生能源协调利用和区域级的低碳社区，则是减少城市运行碳的主要策略。

　　建筑层面的实施策略可以具体针对不同类别的碳排放。先通过超低能耗建筑减少运行阶段能源需求，然后通过用能结构调整即建筑电气化实现运行过程的零碳。建筑用电采用光伏等可再生能源实现电力系统零碳化。同时与电力系统配合，发掘余热资源，实现零碳供热。

　　总而言之，在建筑层面，减量化是前提，发展超低能耗建筑的同时提倡节约能源的消费观。将建筑从能源的纯消费端变为分布式的生产调节端，建筑在电力系统中的功能场景由消费者变为生产、消费、储存三位一体。

CCTC®

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