碳減排、碳達(dá)峰和碳中和已經(jīng)成為我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。每個(gè)行業(yè)都不能置身度外，每個(gè)人都是利益相關(guān)者。能源系統(tǒng)是主要的碳排放源，但要實(shí)現(xiàn) 2050年凈零排放，就不僅僅是能源系統(tǒng)的任務(wù)。人為碳排放主要有兩大來源：即化石燃料燃燒的能源利用及破壞自然循環(huán)的土地利用。因此，需要在能源、土地、城市和基礎(chǔ)設(shè)施（包括交通和建筑）及工業(yè)系統(tǒng)方面進(jìn)行快速而深遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)型。
在能源領(lǐng)域，不能憑單一或簡(jiǎn)單的辦法實(shí)現(xiàn)凈零排放，能源轉(zhuǎn)型需要政府所有部門、機(jī)構(gòu)、企業(yè)和個(gè)人共同采取行動(dòng)，利用廣泛的能源政策、融資、創(chuàng)新和技術(shù)。節(jié)能、能源效率的提高和對(duì)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用起到主導(dǎo)作用。
城市是人口密集、各種要素集聚的場(chǎng)合。2020年，世界城市化率約為56%％，預(yù)計(jì)到2050年將增加到68％。城市能源需求占全球能源需求的2/3，占能源部門碳排放量的70％。從目前到2050年，大部分新建建筑將在新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的城市中建造。中國(guó)改革開放的40年間經(jīng)歷了城市化的高速增長(zhǎng)。1978年中國(guó)城市化率僅為17.92％，而到2019年已經(jīng)達(dá)到60.60％。
我國(guó)民用建筑的建筑節(jié)能工作近年來取得了很大成績(jī)，我國(guó)綠色建筑的建設(shè)也一直以節(jié)能為重點(diǎn)，我國(guó)的住宅能耗水平很低，但建筑運(yùn)行碳排放減量還有潛力可挖。也正因?yàn)槟芎乃降?，我?guó)建筑運(yùn)行能耗在全國(guó)總能耗中只占21％，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，美國(guó)占比39％，日本占比32％，德國(guó)占比35％，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)相對(duì)容易。
我國(guó)能源結(jié)構(gòu)是以煤為主的高碳結(jié)構(gòu)，2019年我國(guó)一次能源消費(fèi)中，燃煤占57.7％，非化石能源只占14.9％。2019年發(fā)電量中，火電占比高達(dá)69.6％。這就帶來了盡管建筑能耗強(qiáng)度不高、 但碳排放量卻居高不下的后果。如果從現(xiàn)在到2030年不作任何改變，則估計(jì)城市建筑將新增220億m２，新增碳排放約14億t。我國(guó)城市建筑碳排放總量將達(dá)39億t。城市建筑在2030年實(shí)現(xiàn)城市建筑碳達(dá)峰并降低峰值的主要措施是：第一，壓縮建筑規(guī)模，尤其是城市居住建筑規(guī)模；第二，降低北方集中供暖系統(tǒng)的碳排放；第三，降低電力系統(tǒng)的碳排放因子。
建筑運(yùn)行碳排放主要來自于：建筑環(huán)境能耗包括供熱、供冷、通風(fēng)、照明；建筑公用設(shè)施能耗包括電梯、供水、生活熱水、供配電；功能性能耗包括電器、信息系統(tǒng)、辦公設(shè)備、電動(dòng)車充電等。其中建筑環(huán)境能耗和建筑公用設(shè)施能耗對(duì)于不同類型建筑需求相對(duì)穩(wěn)定。尤其在 住宅中，中國(guó)的建筑能耗相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家、甚至相對(duì)經(jīng)濟(jì)水平相當(dāng)?shù)膰?guó)家都處于很低的水平。最大不確定因素是功能性能耗。
民用建筑中能耗最高的是北方集中供暖。我國(guó)建筑節(jié)能工作從1985年開始便圍繞提高集中供暖效率和減少污染排放而努力。35年中有進(jìn)步但不大。分戶計(jì)量和按計(jì)量收費(fèi)政策沒有得到很好的實(shí)施，甚至連集中空調(diào)系統(tǒng)也倒退到按面積收費(fèi)的老路上去。
我國(guó)供暖碳達(dá)峰的主要路徑表現(xiàn)為：新建建筑實(shí)現(xiàn)供暖分戶計(jì)量；末端向低溫輻射方式發(fā)展，但要注意這也意味著某些地區(qū)會(huì)從間歇供暖轉(zhuǎn)為連續(xù)供暖，延長(zhǎng)供暖時(shí)間；寒冷地區(qū)新建建筑向電力驅(qū)動(dòng)熱泵供暖方式發(fā)展，要注意熱泵熱源的開發(fā)利用，采用能源總線等方式實(shí)現(xiàn)資源共享和分布式（分戶）熱泵供暖；大部分既有集中供暖尚不可能用電力或天然氣替代，需要結(jié)合城市更新進(jìn)行改造，提升鍋爐效率、提高熱網(wǎng)供回水溫差，可以考慮“第四代區(qū)域供暖系統(tǒng)”技術(shù)，將既有熱網(wǎng)的回水作為水源熱泵熱源。
我們應(yīng)做好能耗統(tǒng)計(jì)和碳排放監(jiān)測(cè)、預(yù)算、核算的方法論等基礎(chǔ)工作，以及碳中和技術(shù)的理論和應(yīng)用研究。通過技術(shù)和政策的雙管齊下，可以使我國(guó)城市民用建筑碳排放峰值控制在21億t左右。主要措施：一是控制建筑規(guī)模，實(shí)行能耗限額設(shè)計(jì)，杜絕資源浪費(fèi)；二是供暖系統(tǒng)的電氣化和效率提升。如果不改變現(xiàn)在的發(fā)展模式，則碳排放不可能在2030年達(dá)峰。城市的開發(fā)建設(shè)方式必須從粗放型外延式發(fā)展轉(zhuǎn)向集約型內(nèi)涵式發(fā)展，從增量擴(kuò)張建設(shè)逐步轉(zhuǎn)向存量提質(zhì)改造。
通過碳中和的5項(xiàng)基本措施，即：超低能耗建筑、降低碳負(fù)荷，建筑電氣化和提高能效，現(xiàn)場(chǎng)可再生能源利用，為高滲透率可變可再生能源提供彈性，以及空氣中碳捕集和碳利用等，推動(dòng)基于我國(guó)國(guó)情的綠色碳中和建筑的科技創(chuàng)新。
綜合能源規(guī)劃是城市建筑碳中和中不可缺少的環(huán)節(jié)，綜合能源規(guī)劃應(yīng)該成為城市規(guī)劃體系中重要的組成。城市建筑的碳中和是建筑業(yè)各學(xué)科、各專業(yè)和每個(gè)從業(yè)者的共同任務(wù)。對(duì)碳達(dá)峰碳中和建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)，需要從業(yè)者具有更寬廣的視野、發(fā)揮更多的聰明才智。
文/龍惟定，作者系同濟(jì)大學(xué)教授
責(zé)編：dhl
Email: direjia@126.com（投稿），direjia@163.com（合作）,
直線電話：18515158288（同微信）
