一种使建筑物脱碳的新方法可以降低排放 - 有利可图

2023年11月 一种使建筑物脱碳的新方法可以降低排放-有利可图 人工智能的方法使房地产脱碳变得更快、更容易、更便宜。 本文是BrodieBoland，DanielCramer，AlastairGreen，DaryaGuettler，FockoImhorst和MaritaWinslade的共同努力，代表了麦肯锡房地产实践的观点。 房地产公司越来越多地接受建筑物脱碳的必要性，但他们经常发现这项任务困难，费力且昂贵。 拥有许多独特建筑物投资组合的所有者通常没有集中的库存，表明内部条件或它们包含的设备类型。更重要的是，物理能源审计和逐个建筑物的净零计划是漫长的，昂贵的，并且没有规模的好处。由于这些限制，传统的脱碳方法产生了一种普遍的印象，即建筑物的脱碳是无利可图的。 但是由于数据的数量和质量以及分析方法的改进，有了更好的方法。现在可以使用来自卫星，地理空间分析，法规，劳动力和设备成本，建筑特征，能源和其他来源的数据的组合，以快速创建单个建筑物的当前状态的高保真图片，而无需踏入内部。 通过应用机器学习、人工智能和基于物理的建模，投资组合所有者可以快速识别建筑脱碳机会。这包括加热和冷却系统的当前类型和估计容量，太阳能或地热发电的特定地点潜力，以及绝缘和效率水平不合格的地方。然后，先进的进化优化算法可以确定每个建筑物以及整个投资组合的最佳解决方案集和动作顺序，以在给定的时间线上达到净零。 这些功能可以根据建筑物的独特起点，监管环境，租赁结构和许多其他因素，为投资组合中的每个建筑物快速生成一组财务优化计划。这些计划-可以在几周内生成完整的投资组合-可以包括一组有时限的行动，相关的资本成本以及对排放和运营成本的影响的文档。对于大型投资组合，与进行能源审计和净零研究的传统方法相比，这种达到净零的新颖方法代表了脱碳计划的速度和规模增加了100倍以上。它还消除了依赖模糊的建筑原型或一般边际减排成本曲线的需要，这通常会导致较差的计划和较高的成本。该系统产生具体的，详细的，可操作的计划，具有更快的减排和更好的经济性 。 通过开发通往净零的完整路径，房地产组织可以提前计划而不是做出反应。他们可以在决定要搬进或收购哪些建筑物时整合脱碳成本见解。由于这种新方法可以为每栋建筑物快速生成计划，因此业主和占用者可以决定将有限的资本投资于何处，并协调设备采购，设计和项目管理以最大程度地降低成本。 此外，业主可以汇总整个投资组合中的建筑级计划，以制定资本计划和报告。能源效率和电气化的建筑级计划使业主和占用者能够估算和采购所需的可再生能源，增加利用政府激励措施的潜力 ，并使建筑经理的工作更轻松。 本文首先探讨了采用更有效的方法使建筑物脱碳的重要性。接下来，我们描述了这种新方法通常如何使房地产投资组合在中性到正的净现值（NPV）下实现净零。例如，我们重点介绍了最近开发了净零的公司 Pathwayplanthat’sprojectedtocostrough$8500millionlessthanatraditional-approachplanwouldhavecost.Finally,wedescribethesevenfeaturesofacreditdecarbonizationplan. 脱碳努力具有挑战性，但实现房地产行业脱碳目标的更快、更经济的方式提供了一个有意义地加快限制全球变暖所需行动的机会。 建筑物所有者，经营者和占用者有义务脱碳 房地产行业约占全球燃烧相关排放的40%，其中28个百分点来自建筑运营，12个百分点来自具体碳排放，即建筑材料和建筑排放（图表1）。1为了将全球变暖保持在大约1.5°C的范围内，并达到净零- 到2050年碳建筑存量，IEA估计直接建筑排放量(如现场燃气或燃油锅炉)将需要减少50%，间接排放量将减少 12022年全球建筑和施工状况报告，联合国环境规划署，2022年11月9日。 附件1 全球能源排放的37%与建筑有关，其中28个百分点是由于建筑运营造成的。 2021年按来源划分的全 22 8 30 3 9 9 19 28 37 球能源和过程排放量，%建筑运营（直接） 建筑运营（间接）建筑施工行 业 其他建筑 其他行业 交通运输 Other 来源：环境署2022年全球建筑和建筑状况报告 到2030年达到60％（例如，通过能源效率措施和电网脱碳）。2然而，世界上的建筑目前还没有走上实现这些目标的轨道。 已经取得了一些进展，更多的是可以实现的 整个生态系统中的房地产公司越来越多地做出净零承诺。3与此同时，监管机构和管理机构正在努力实施一系列激励措施和法规，包括欧盟委员会的《建筑能源绩效指令》、英国的《最低能效标准》以及美国证券交易委员会提议的气候披露。增加动力的是越来越多地分配资本以支持过渡的投资者。 进展是可以实现的。与一些正在解决脱碳的领域(如重工业和航运)不同，我们在房地产领域的工作向我们表明，这项技术已经存在，可以取代化石燃料的使用，并显著提高全球大多数建筑物的能源效率。如果公司采用最有效的方法， 大部分建筑物（甚至更大的建筑物投资组合）可以通过中性或积极的财务状况进行脱碳4在现有技术、政策、供应链和能源市场环境下。 在创造价值的同时，履行行业对气候转型的义务是可能的。但是，这要求建筑业主做不同的事情。 2“建筑行业的排放量创历史新高，但低碳大流行的恢复可以帮助改变部门-联合国报告，”联合国环境规划署，2020年12月16日。 3“公司正在采取行动”，基于科学的目标倡议仪表板，2023年8月。 4“可持续发展升级正在推动办公室的空缺，”JLL，2023年1月16日。 建筑脱碳今天可以经济 在涵盖约20,000座建筑物，超过15兆吨的二氧化碳当量年排放量以及各种房地产类型和地理位置的详细脱碳工作中，我们得出了一个显着的结论：使用新方法，房地产投资组合通常有可能实现净零与中性到正回报 随着时间的推移，储蓄达到或超过成本的投资。这个结论在保守的假设下是有效的，包括没有租金或财产估值的绿色溢价，没有增量的未来法规或碳定价，也没有新的或显著改进的技术。通过对每栋建筑实现零净值的完整路径执行能效和电气化措施，并在投资组合层面优化可再生能源采购，建筑物所有者和居住者通常可以通过节约能源、资本成本优化和避免现有监管处罚来收回投资。 一系列不同的房地产投资组合使用了新的方法来显著提高NPV，将其运营排放减少到净零（图表2）。这些计划通过工程师和设施经理的测试和改进以及财务部门、高管和董事会对业务案例和资本计划的批准进行了验证。 一位房地产投资者将其净零路径的净现值提高了约8500万美元 一位拥有大约200亿美元资产的美国房地产投资者最近使用现代方法为750多栋建筑制定了资产级脱碳计划。制定初始计划花了不到八周的时间，并将房地产投资信托的净现值提高了约8500万美元，达到了接近中性的净现值（参见侧栏“公司的优化方法”）。这位投资者的净零旅程可能会因为更低而付出代价。 附件2 如今，建筑脱碳可能是经济的。 优化前后投资组合路径达到净零的净现值(NPV)，1说明性的， $billion投资组合 大小， 计划减排 ， 优化前优化后 5,000 4.6 –0.500.51.01.52.0 成千上万的建筑物 千吨二氧化碳当量 净额为零 全球零售所有者-拥有零售和仓库的占用 者 2040 –0.2 –0.1 0 北美所有者-专注于零售的投资者 0.75002050 和仓储 北美所有者-投资者专注于医疗办公室和辅助生活 0.8 350 2040 1给出的净现值值是在不考虑绿色溢价、未来法规或技术性能或成本的步骤变化改进的情况下计算的；如果包括在内，净现值可能会增加。 公司的优化方法 大型房地产所有者-投资者通过八种方式将其路径的净现值提高到净零。 总改进 85 优化 避免 避免 测序 搁浅 监管 17 资本15 处罚212 协调 已更新 杠杆散装 major 租赁 采购 投资317 协议16 10优化电源采购10 捕获的奖励25 净现值改善，房地产投资者， $million 1通过激励措施和租赁结构的改变，可以额外获得3500万美元。 2同时降低了对未来法规做出反应所需的最后一分钟、更昂贵的行动的风险。为了计算净现值(NPV)优化潜力，仅考虑了现有法规。避免了未来法规的最后一分钟行动/罚款的处罚被认为是进一步的上行。3仅适用于屋顶和屋顶HVAC系统具有类似的预期寿命终止日期的情况。 总净现值改善。为了得出保守的估计，净现值改善数字不包括租金或上限利率溢价的额外上行潜力，入住率的增加 ，捕捉当地激励措施的能力和/或避免未来的法规。 优化测序。使用进化优化来确定最高价值的行动集，以达到净零；例如，公司提前安装了效率措施，以最大限度地节省运营费用，并减少以后电气化所需的资本支出。 避免搁浅的资本。立即采取行动，以确保近期资本投资 整个投资组合都与长期脱碳计划保持一致。(因为屋顶和主要 equipmentoftenhaveusefullifeof10to>25years,missedopportunitiestoelectricatends-of-lifeislikelytoresultinstrandedcapitalortheneedtoretireequipmentbeforetheendofitsusefullife.) 避免监管处罚。制定计划，以帮助确保化石燃料在适用区域的规定日期之前更换资产。 协调重大投资。协调重大装修和设备升级（例如，屋顶更换，保温升级和屋顶供暖，通风和空调[HVAC]系统的电气化），以通过分担劳动力，项目管理，设计，起重机和其他费用来降低安装成本。 更新租赁协议。审查租约，以确保当前模板允许对产生能源的投资进行资本回收 为租户节省。这允许房东调整各方的成本和收益，并避免 The"split-incentialproblem."(Fornonservicedleases,landlersmaywishtoconsidermetered-efficientstructuresthatcanallowownertoreceiveashareofenergysavings.) 杠杆化批量采购。为所有主要暖通空调和建筑围护结构提供长期可见性的制定计划需要协商批量折扣并确保主要设备和材料的交付时间表。 优化电源采购。制定了与电气化时间表相关的优化电力采购策略。目标是在净零目标日期之前以更高的成本降低签署大型合同的风险。 捕获的激励措施。Createdaplantoapplyforincentivesavailablefornet-zero-relatedelectinficationandenergyefficiencymeasures.(TheseincentivesweretreatedasanupsideandwerenotfactoredintotheNPVimprove-mentestimation.) 水电费，避免了现有的监管处罚，并降低了资本成本（例如，通过协调项目和谈判大宗采购定价 ）。这些因素的变化，例如某个司法管辖区的新碳价格或绿色溢价，从长远来看可能会带来积极的经济。 传统方法通常速度较慢且成本较高 传统上，业主在其投资组合中采取逐个项目的方法，专注于具有明确的独立投资回收期的离散行动，例如安装高效设备，照明和自动化建筑控制。 Marginalabatementcostcurves,orMACCcurves,hhistorlybeenusedtoidentifyandprioritizeseparating -alonepaybackperiodprojectsbycalculatetheaverageindustrycosts,orsavings,pertonofcarbonabatedforthattypeofproject. A