中国建筑碳中和新机遇
中国建筑行业是实现碳中和目标的关键领域,其总CO₂排放量占全国总量的32%,其中约22亿吨发生在施工过程,约15亿吨与建筑材料生产和运输相关(嵌入碳)。自2014年以来,建筑部门CO₂排放量趋于稳定,但人均建筑面积和能耗仍有增长空间,需实现增长与排放脱钩。
建筑运营脱碳:能源灵活性和零碳供暖
建筑运营排放占建筑生命周期CO₂排放的59%,主要来自化石燃料供暖、热水、烹饪以及电力和区域供暖消耗。2022年,建筑能耗占全国总能耗的21%,CO₂排放量占19.1%。未来建筑用电量预计持续上升,高峰时段负荷比例增加,化石能源消耗仍需控制。
- 挑战:建筑物能源管理缺乏灵活性,高峰时段依赖化石燃料发电,延缓电力系统脱碳进程。北方地区高度依赖化石燃料供暖,替代成本高昂;南方地区家庭取暖需求增加,燃气锅炉使用普遍。
- 解决方案:开发建筑作为电力系统柔性资源,通过提高效率、分布式发电和移峰填谷提升能源灵活性,预计可减少峰值电网负荷10%,避免约5000亿元投资和2亿吨CO₂排放。
- 北方地区:利用CHP厂、核电、工业废热等资源,通过季节性热储能、远距离供热传输和热泵等技术实现零碳供暖。
- 南方地区:优先在新建建筑中使用热泵,长期集中改造现有建筑,淘汰天然气供暖系统。
应对具体碳:低碳采购与生物基材料
具体CO₂排放占建筑生命周期排放的41%,其中结构材料占60%。中国以钢筋混凝土结构为主,钢材和水泥是主要碳排放源。
- 挑战:钢铁和水泥行业减排面临技术成熟度、成本和投资不足问题,但仍是主要建筑材料。
- 解决方案:提高现有结构耐久性和使用寿命,增加对钢铁和水泥行业去碳化投资,推广低碳混凝土和钢材。
- 生物基材料:竹材和木材排放低、施工快,但强度、耐久性和防火性能需提升,目前主要用于小型建筑。
- 市场推广:通过绿色采购计划推动低碳材料使用,如2024年国家启动的第三批绿色建筑材料推广计划,覆盖100个城市和100个产品类别。
- 潜力:推广低碳混凝土可每年减少1900万吨CO₂排放,到2035年减少5900万吨。
推动新增长模式:技术整合与商业模式创新
未来十年,中国建筑行业将同时推动绿色建筑建设和现有建筑低碳改造。
- 新建建筑:预计到2035年每年增长约3%,全部符合100%绿色建筑标准,85%为预制建筑,20%为超低能耗建筑。
- 现有建筑:到2035年每年改造约10亿平方米,其中老旧小区改造占比42%。
- 关键技术:RMI确定了八大关键技术类别(建筑材料、施工、被动节能、设备节能、可再生能源和储能、数字化、回收和碳捕捉),其中76项代表性技术的平均技术成熟度等级为4.8,超过一半已进入商业应用阶段。
- 市场潜力:低碳钢和混凝土市场依赖认证和市场方案,高效空调和热泵市场受贸易政策驱动,建筑光伏市场依赖政策进展和成本降低。
- 商业模式:价值链整合、智能化管理、标准化是关键趋势,需各环节参与者协同行动。创新市场机制如碳交易、绿色金融可调动企业行动。
提高公平性和包容性:弱势群体的碳中性
碳中和目标需解决公平性和包容性问题,确保弱势群体平等获得清洁能源和技术。
- 可负担住房:中国已建设8000多万套可负担住房,政策要求符合绿色标准,但深度脱碳技术应用有限。推广低碳技术可减少40%-50%排放。
- 老旧小区:中国老旧小区建筑面积约40亿平方米,能效表现差,需定制化低碳改造策略,如改进围护结构、部署屋顶光伏、过渡到零碳供暖系统。
- 农村住房:中国农村住房建筑面积约259亿平方米,占全国总住房面积的42.5%,CO₂排放量约20%。去碳化机会包括建筑围护结构改造、生物燃料使用、分布式可再生能源和电气化。
加快过渡的近期行动
- 建筑运营脱碳:开发和推广智能技术提高能源灵活性,创新商业模式将房主团结在需求响应中,加速长距离热能传输和季节性热储存技术,建立部门间余热利用机制。
- 控制建筑物内具体排放:建立建筑材料碳足迹管理和指标体系,通过现有支持计划推广低碳建筑材料,提高先进竹木结构的标准化水平,实施鼓励政策促进竹木结构发展。
- 调动市场和技术开发:支持低成熟度碳中性关键技术的示范,加强市场机制加速商用技术的全面市场采用,促进建筑技术的集成。
- 改善建筑脱碳社会公平:将更高水平的深度脱碳技术整合到新的经济适用住房项目中,开发适用于不同气候区的建筑能效改造标准和规范,通过利用可再生能源创建第一个零碳农村家庭项目。