2022年建筑近零碳升级白皮书

01 碳中和时代开启 1.1实现碳中和的决心与路径：建筑运营是减碳的决定领域2 02 1.2发展近零碳建筑是城市建筑运营的主要方向4 近零碳建筑的挑战 2.1我国近零碳建筑行业的现状9 03 2.2调研目的与结论10 建筑近零升级路径探索 3.1近零碳建筑的升级路径21 04 3.2新能效管理系统26 案例 4.1深圳福田安托山总部大厦园区30 4.2深圳国际低碳城35 05 4.3深圳市超大中心城区双碳顶设规划38 未来展望 5.1科技创新是迈向净零碳建筑的最佳路径40 5.2政策推动是迈向净零碳建筑的可靠保障41 06结语42 碳中和时代开启 01 2009年，在哥本哈根举行的气候大会上，多数国家认为减少碳排放对经济发展是一种负担，这次气候峰会最终并未能出台一份具有法律约束力的协议文本而遗憾落幕。短短几年过去，在2015年的巴黎气候大会上，几乎所有的国家都认同碳排放事关人类的生死存亡，全球碳中和共识已然形成，不仅发达国家提出近零碳排放目标，以中国为代表的一些发展中国家也提出碳中和目标。碳中和目标的提出，代表着一个旧时代的结束，也意味着一个新时代的开启。实现碳中和目标会带来巨大的市场机遇，也会面临巨大的挑战，包括建筑业在内的各行各业都要面临发展模式的深刻转变。谁能抓住这个历史机遇，谁就能在未来几十年内引领人类发展的奇迹，这个奇迹，不只是经济增长，更重要的是在保证发展质量和人们福祉提高的同时，实现“人与自然和谐共生”的现代化。 1.1实现碳中和的决心与路径：建筑运营是减碳的决定领域 根据国际能源署（IEA）发布的《2019年全球建筑现状报告》数据显示：在所有与能源相关的行业里，建筑行业二氧化碳排放总量位于首位，占总排放量的39%。未来几年，建筑行业仍将保持高速增长，这给实现《巴黎协定》提出了严峻的挑战。从国内建筑业来看，这种情况无疑更加严重，根据2021年发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告》数据，2019年建筑全过程碳排放49.97亿吨，占全国碳排放比重的50.6%，其中运营阶段碳排10.3亿吨，占当年全国碳排21.2%。在“碳达峰”、“碳中和”的战略目标下，建筑行业发展节能减排、绿色环保模式的重要性显著提升，其中建筑运营是需要重点关注的领域。 其他 施工阶2段.0%1，占比 . 7 % 材 7 放 城 镇 4 居 运 建 行 8 阶 . 公 7 段 共 422.6% 2 建 1 筑 8 3 . 3 4 2 7 . 7 水 ， 泥 占 程 1 比 1 . 5 2 5 9 . 2 铝 4 排 图12019全国建筑全过程能耗与碳排放总量 42.13%7, 建筑碳排放21亿tCO2 84.29%1, 73.78%4, 公共建筑 城镇居建 农村居建 5 0 . 9 6. 9 % 7 . 亿 3 ， t 4 建农 C 占 . . 4 O 比 1 2 5 村筑 2 钢 建 铁 建 筑 1 材 筑 料 全 过 占 碳比 来源：中国建筑节能协会建筑能耗与碳排放数据专委会 2019年全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿tCO2，占全国碳排放的比重为50.6%。其中：建材生产阶段碳排放27.7亿tCO2，占全国碳排放的比重为28.0%。建筑施工阶段碳排放1.00亿tCO2，占全国碳排放的比重为1.0%。建筑运行阶段碳排放21.3亿tCO2，占全国碳排放的比重为21.6%。 1.2建筑近零升级是城市建筑走向碳中和的主要方向 表1绿色建筑向近零建筑的转变 绿色建筑 近零能耗建筑 近零碳建筑 思维视角 建筑建设资源使用情况 建筑运营的能耗情况 建筑运营的碳排情况 实现手段 被动式+主动式 被动式+主动式+新能源 新能源+ICT融合技术为主 管理力度 自愿认证 全国标准 地方试点 政策标准 《绿色建筑评价标准》 《近零能耗建筑技术标准》 《深圳市近零碳排放区试点建设实施方案》《四川省近零碳排放园区试点建设工作方案》 来源：IDC，2022 今天近零能耗建筑和近零碳建筑等术语逐渐进入建筑节能领域。近零能耗建筑的概念相对成熟，欧盟于2010年7月9日发布了《建筑能效指令》（修订版），要求各成员国确保在2018年12 月31日起，所有政府持有或使用的新建建筑达到“近零能耗建筑”要求。我国住房和城乡建设部也于2019年发布国家标准《近零能耗建筑技术标准》，对推进近零能耗建筑标识评价工作在我国市场的规范化，发挥标识的市场激励作用具有积极影响。建筑的开发商、运营方主动通过近零能耗改造实现建筑的降低能量消耗，提升运营效率。实现近零能耗建筑的核心技术是通过被动式设计、主动式节能、清洁能源替代三种方式，最大限度减少温室气体的排放。 表2实现近零能耗建筑的方式 技术手段 被动式设计 主动式节能 清洁能源替代 目的 建筑本体能效提升 用能系统能效提升 清洁能源开源 技术实例 自然通风自然采光遮阳技术 提升围护结构热工性能与气密性热泵 高效照明系统新风热回收 太阳能，风能，水能，地热能等 来源：IDC，2022 然而近零碳建筑的思维视角和近零能耗建筑是不同的。近零碳建筑是近年来的新兴概念，它是基于《巴黎协议》提出的全球温室气体碳排放目标，通过大力发展运营阶段近零碳排放建筑，以减少使用化石燃料时产生的温室气体排放。从近零能耗建筑向近零碳建筑的升级，是人们由只关心单体建筑本身能耗减少转向关注建筑减碳甚至建筑群、园区的碳管理。近零碳建筑以单位建筑面积碳排放量的稳步下降为主要目标，近零碳建筑与国家、城市以及行业的温室气体减排目标直接挂钩，建筑的开发商及运营方受地方相关部门的管制，对于建筑的年排碳量由明确要求限制。 近零碳建筑的减碳路径不仅包含近零能耗建筑减少建筑能耗的被动式节能、主动式节能等技术理念，更注重建筑整体的智能化、人性化改造，加大对于新能源系统的建设力度，也会应用购买国家核证自愿减排量等碳交易方式，达到满足碳排配额的目的。其中新能源+ICT的融合技术对于近零碳建筑的落地起到了重要作用： 1.优化节能系统 在建筑设计和施工阶段，智能系统可以结合建筑自身设计和运营方案，基于地理位置信息，一键生成最大化利用新能源的组网方案和节能建议。而在建筑运行阶段，楼宇智能节能系统通过末端的物联感知，构建起“人-设备-空间”信息融合的数字孪生，在云端通过先进的智能群控策略，提高系统能效比，为楼宇的业主、居住者和管理者在节能减排等方面带来新的洞察。提高建筑运营效率、最大程度提升资产价值。 2.新能源技术 AI、云等新ICT技术将与光伏、储能等技术进一步深度融合，借助逆变器、路由器、控制器、储能等核心功能组件，基于分布式、组串式系统架构，组件级优化，全模块化设计，数字智能化管理等创新技术，实现更高发电和放电、更优投资、极简运维、安全可靠、电网友好等价值。 3.智能化微能网 通过智能化微能网(SmartMicrogrid)的“源-网-荷-储-充”一体化协同调度，不但集成光伏发电、储能、充电桩等设备的灵活组合，即插即用，而且进一步实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济。通过AI对电网和用电侧的预测仿真和态势感知，大数据辅助决策下的智能调度，基于用户实际应用场景，提高新能源生产和消纳比例，提供备用电源，削峰填谷等电网辅助服务功能。 4.碳能管理平台： 未来的智慧能源管理系统将全面地掌握园区内的能源生产、使用和碳排放情况，实现在生产、传输、存储和消纳等环节的全程可视和智能分析，自动为园区内企业管理碳资产配额，完成碳汇交易。同时，系统可对“源-网-荷-储-端”进行多策略的柔性调控，根据清洁能源发电量、环境因素、电费规律，负荷情况等调配清洁能源、储能和可调节负载，以释能和蓄能的形式实现建筑本体的“虚拟电厂”管理和“源荷互动”，在解决供需不同步的基础上全面提高能源使用效率，实现清洁能源的最大化就地消纳，以及全周期周期内的投资回报最大化。 5.体验舒适度管理 随着用户对于用能体验要求越来越高，更适宜的温湿度、通风、室内光环境等将成为建筑的标配。近零碳方案通过智慧化手段管理建筑中居住者的体验要素，让建筑管理者和居住者参与到节能减碳的行动中，通过与园区各项系统的智能协同，实现低碳与体验的双赢，打造以人为本的建筑节能降耗和深度减排，在不降低用户体验的前提下实现整体能源使用需量和碳排放的控制。 随着中国双碳战略不断推进，近零碳建筑受到越来越多的关注。未来中国建筑近零碳改造不断落地，将会逐渐出现近零碳园区、社区。通过构建园区城市组网实现区域近零碳，为远期最终实现区域“碳中和”打下坚实基础。 近零碳建筑的挑战 02 2.1我国近零碳建筑行业的现状 我国近零碳建筑研究发展起步较晚，体量相对较小。但是从发展机遇上来看，目前正处于蓬勃发展的关键时期。 各地纷纷出台各项有力政策推动近零碳建筑发展。以深圳市为例，在推广近零能耗建筑的基础上，全面深化各类低碳试点示范，探索具有深圳特色的“近零碳”建设路径，2021年11月深圳市生态环境局和深圳市发展和改革委员会联合发布了《深圳市近零碳排放区试点建设实施方案》，方案包括了建筑、园区、校园等六种类型的近零排放区，制定了近零排放主要指标体系、建设路径建议、碳排放核算方法，并组织申报了第一批试点项目，成功申报的28个试点项目目前已经完成了近零排放方案设计，从2021年开始建设实施，2025年完成验收，后续每年将组织一批试点项目申报和实施，通过试点项目以点带面，实现全社会节能降碳，进一步促进城市绿色低碳、可持续发展，助力深圳以先行示范标准实现碳达峰、碳中和目标。同时，四川省制定了《四川省近零碳排放园区试点建设工作方案》，上海市草拟了《上海市低碳发展实践区（近零碳排放实践区）申报创建指标体系》，杭州市推出七大举措助力建筑领域绿色低碳发展，“十四五”建设2.5亿平方米绿色建筑，其中包括13个近零能耗示范建筑。 在此目标之上，选取减排潜力较大或低碳基础较好的区域、园区、社区、校园、建筑及企业，有序推进近零碳排放区试点建设，总结形成可复制可推广经验，以点带面，多领域多层次推动“近零碳”发展，形成示范带动效应，到2025年，完成首批试点项目建设与验收。 2.2调研目的与结论 随着零碳排放社区、园区逐渐受到相关部门的关注和重视，零碳园区相关政策相继发布，现有建筑的近零碳升级迫在眉睫。在建筑数字化转型的背景下，为更好地推动中国各大城市科学有序地开展既有建筑的减碳，我们对中国目前建筑能耗管理的现状、存在的问题、减碳的需求及面临的挑战进行了调查分析。 表3受访企业基础信息及比例 受访企业基础信息 比例 国企 64% 企业性质 民营/私企 32% 中外合资 4% 大型集团工商业园区，企业 42% 建筑属性 学校，医院 22% 商用写字楼 20% 政府办公建筑及公共事业建筑 16% 夏热冬冷 58% 建筑所在气候区 寒冷 30% 夏热冬暖 12% 来源：IDC，2022 我们的调研对象包括国企、民营/私企、中外合资企业，选取的建筑覆盖了夏热冬冷、夏热冬暖、寒冷几个主要气候带，建筑类型包括大型集团工业园区及企业、商用写字楼、公共事业建筑、政府办公建筑等，建筑面积均大于10万平方米。 2.2.1调研发现 2.2.1.1能耗成本、安全性和政策要求是企业减碳的主要驱动力，26%的受访者对于减碳现状完全不满意 图2受访企业的建筑减碳驱动力 能耗过高，运维成本增加74.0% 设备故障老化，安全隐患凸显54.0%政策硬性要求，地方政府压力52.0% 获得政策奖励38.0% 电力能源管理平台的体验提升要求28.0% 股东投资人要求，集团ESG战略14.0% 使用者体验提升要求4.0% 来源：IDC，近零碳建筑调研，N=50，2022 图3受访者对建筑减碳现状的满意程度 非常满意0.0% 完全不满意26.0% 满意74.0% 来源：IDC，近零碳建筑调研，N=50，2022 此次调研发现，企业建筑运维的主要考核还是在能耗及安全性上，虽然外部减碳政策趋严，目前只有26%