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【交流】中国建筑碳排现状、变化趋势与达峰路径

2021-07-21 11:32:03 sisd

1. 中国建筑碳排放现状

只要谈及碳排放首先都需要界定碳排放测算边界，按照产生的边界建筑碳排放可划分为三类：


（1）建筑直接碳排放。指建筑运行阶段直接消费的化石能源带来的碳排放，主要产生于建筑炊事、热水和分散采暖等活动。目前，生态环保部发布的《省级二氧化碳排放达峰行动方案编制指南》就是按照此口径划分行业碳排放边界。 


（2）建筑间接碳排放。指建筑运行阶段消费的电力和热力两大二次能源带来的碳排放，这是建筑运行碳排放的主要来源。（1）和（2）相加即为建筑运行碳排放。


（3）建筑隐含碳排放。指建筑施工和建材生产带来的碳排放，也被称为建筑物化碳排放。与《中国建筑能耗研究报告2020》不同，我们此处按照当年竣工房屋建筑进行测算。

 
前两项之和即为建筑运行碳排放，全部三项之和可称为建筑全寿命周期碳排放。


根据我们的测算，2018年建筑全寿命周期碳排放37.58亿tCO2（详见图1），其中建材生产阶段碳排放15.51亿tCO2，建筑施工阶段碳排放0.95亿tCO2，建筑运行阶段碳排放21.12亿tCO2。在建筑运行碳排放中，建筑直接碳排放约占28%，电力碳排放占50%，热力碳排放22%。

图片关键词


图1 2018年中国建筑全寿命周期碳排放

2. 中国建筑碳排放变化趋势

如图2所示，中国建筑全寿命周期碳排放总体上呈现增长趋势，从2000年+的约10亿吨CO2，增长到2018年37.58亿吨，增长3.76倍。但增速显著放缓，十一五期间年均增速11.6%，十三五后期间增速降至2.15%，基本趋于平稳。不同阶段的建筑碳排放变化趋势特点存在一定差异。

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图2 中国建筑全寿命周期碳排放变化趋势

（1）建材生产阶段碳排放。2014年是建材碳排放变化的分水岭，2000-2014年建材碳排放年均增速12%，2014年达到15.9亿吨CO2，此后基本进入平台期。竣工建筑面积是建材生产碳排放的主要驱动因素，2014年房屋建筑竣工面积达到顶峰42亿平方米。如图3所示。

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图3 建材生产阶段碳排放变化趋势

（2）建筑施工阶段碳排放。建筑施工阶段碳排放增速在2014年出现拐点，2014年后增速下降显著（如图4所示）。

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图4 建筑施工阶段能耗与碳排放变化趋势

（3）建筑运行阶段碳排放。建筑运行阶段碳排放总体上呈现上升趋势，但增速明显放缓，年均增速从十五期间的10.31%，下降到十三五期间的2.85%。其中建筑直接碳排放已经基本进入平台期，建筑电力碳排放近些年仍维持在7%的增速，热力碳排放近些年增速约为3.5%。如图5所示。

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图5 建筑运行阶段碳排放变化趋势

从建筑运行阶段碳排放构成看，建筑直接碳排放占比从2000年的46.5%，下降到2018年28%；电力碳排放则从33%上升到45%；热力碳排放比例维持在22%-25%之间（如图6所示）。

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图6 建筑运行阶段碳排放构成
 
3. 中国建筑碳排放达峰展望

根据前面的数据分析，建筑物化阶段碳排放已基本达峰，建筑运行碳排放仍然呈现增长趋势。因此，我们主要针对建筑运行阶段碳排放进行了情景模拟。我们团队将建筑碳减排措施分成四个基本类型：建筑节能，建筑产能（即可再生能源建筑应用），建筑电气化和电力部门脱碳，CCUS技术。以此为基础设置了5大情景：基准情景、节能情景、产能情景、脱碳情景和中和情景，情景预测结果如图7所示。

在基准情景下，我国建筑运行阶段碳排放将于2040年达峰，碳排放峰值约为27.01亿tCO2，达峰时间严重落后于我国2030碳排放达峰目标，到2060年仍将有15亿tCO2，将严重制约我国碳中和目标的实现。因此，建筑部门应该以更积极的态度、更先进的技术手段和强制性的政策措施，加速达峰时间，消减达峰峰值，助推我国碳达峰碳中和目标的实现。

与基准情景相比，到2060年不同技术措施可实现减排量分别为：建筑节能3.3亿tCO2，建筑产能2.99亿tCO2，建筑电气化与电力部门脱碳4.5亿tCO2，CCUS技术4.2亿tCO2（如图8所示）。

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图7  2060中国建筑运行碳排放情景分析

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图8 相比基准情景到2060年不同技术措施的减排潜力

我们发现在节能情景下建筑运行碳排放可在2030年达峰，峰值为26.08亿tCO2，如果依此作为达峰目标的话，可以反推出十四五期间我国建筑能耗与碳排放总量控制目标：到2025年，我国建筑碳排放总量应控制在25亿tCO2，年均增速不超过1.50%；建筑能耗总量应控制在12亿tce，年均增速不超过2.20%。 

4. 建筑行业实现“30-60”路径建议

要实现建筑运行碳排放达峰、碳中和，还是应从上述四个根本路径入手：一是加速提升建筑节能水平，具体措施包括提升建筑保温隔热性能、提高设备能源利用效率和建筑节能运行管理水平；二是规模化推广可再生能源建筑应用，提高建筑“产能”能力，发展绿色能源供暖技术；三是与电力部门脱碳进程协同，推动建筑电气化，提高建筑用电与电网互动能力；四是加大小区绿化和城市绿地面积，提高固碳、碳汇能力。

另外，从建筑全寿命周期视角看，建筑领域还可以发挥更大的减排能力，如提升建筑寿命，防止“大拆大建”，减少新建建筑量；发展木结构、钢结构（考虑钢材的回收）等低碳建筑结构体系，减少建材生产阶段碳排放；大力推广绿色建材的应用，将碳排放强度作为绿色建材认定的关键指标，发展具有固碳能力的建材，包括以CO2作为生产原料的建材，或者能够吸附CO2的建材。 

本文作者：蔡伟光，博士，重庆大学管理科学与房地产学院教授、博士生导师，中国建筑节能协会能耗统计专委会秘书长，美国劳伦斯伯克利国家实验室访问学者，重庆英才·青年拔尖人才，主要研究方向为建筑能耗与碳排放数据测算、建模与仿真。

来源 | 能源管理节能低碳平台


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