“双碳”目标下 通过可再生能源应用实现建筑碳排放

平博·PINNACLE中国热能：目前，行业都在找零碳或者超低碳建筑的画像。在“双碳”目标下，行业面临综合性的压力，需要建立协同工作模式。未来建筑实现能源自给自足是可期的，相比现在关注建筑的造物过程，需要将关注点更多地转向关注支持建筑的能源系统以及人因导向的柔性用能特征。

可再生能源应用，降低运行阶段的碳排放

根据国标关于建筑碳排放的计算，建筑全生命周期过程中的碳排放包括建材建造、建筑运行、建筑拆除。如果从建筑全生命周期考虑，首先不能大拆大建。现在的“碳中和”与前几年提到的超低能耗或者近零能耗，最大的差别就是建立在一种延长寿命周期，提高建筑质量，避免大拆大建前提下的建造活动。此外，在建筑运行中的碳排放也是关键环节，可以通过设计以及新技术、新能源的应用来实现。

从目前来看，建筑的建造是一个造物的活动，肯定要用到各种各样的物料，比如水泥、钢筋的使用，一定存在碳排放；另外，人在楼宇里生活，当然是希望生活的环境越来越好，越来越舒服，所以一定会有能量的输入，比如供热、照明等，这些能源的消耗也会带来二氧化碳的排放。

市场上所谓的零碳或者超低碳建筑还仅是一个愿望，当然这也不是一个不可实现的愿望。现在我国建设行业对零碳建筑还没有官方的标准，不管是从业人员还是行业的管理者，都在找零碳或者超低碳建筑的画像。业界比较有共识性的零碳，首先就是实现以建筑为载体的可再生能源功能与建筑基本运行能源消耗的平衡。

建筑基础运行要达到零碳的要求，也就是在不考虑人的活动用能的情况下，实现冬天送暖风、夏天送冷风、应急出口指示灯、电梯运输耗能等基础运行。

建筑减少碳排放的关键点是什么？

从建筑全生命周期的角度来看，建筑运行阶段碳排放所占的比例相对大，然后是建材生产中的碳排放。运行是按建筑寿命累计计算，而建材是瞬时性发生，两者减碳的路径是不一样的，所以要分两步来解决。降低运行阶段的碳排放，主要是节能和可再生能源的应用。而建材碳排放的降低，一方面是在工业体系下面，建材在生产过程中通过提高工艺技术水平来调整材料碳转换因子，另一方面是节约用材，尽量减少拆改，延长建筑寿命。

目前，北京最常用的可再生能源是太阳能和地热能。村镇还会有生物质能。此外，余废资源的利用，例如污水源热泵、空气源热泵等，也比较受关注。

“双碳”目标下，需要建立协同工作模式

被动式建筑是指利用被动式技术去减少建筑室内物理环境的能耗，比如鼓励应用自然通风、采光策略和措施。但是，我们不能纯粹地去追求被动式的建筑，因为其适用范围有局限性，对于小房子来讲好实现，对于动辄十几万平方米的大规模建筑不太好实现。

事实上，2000-4000平方米的建筑最适合做被动式建筑。目前，被动式技术也非常受行业内认可，但是它并不能独立存在，而是优先选用被动式技术，然后以主动式节能做辅助，形成一个复合的形式。

装配式建筑的原始出发点是推动建筑工业化，提升建造的工业化水平，其工厂预制的方式，避免了现场作业，节省了人力，对建造环节的节碳会有良性的推动作用，但并没有对建筑的用能体系作出太大的改观。

“双碳”目标下，房地产建筑行业面临怎样的压力？

成本是卡口，提高建筑节能率必然带来的成本增长。以居住类建筑为例，会提高20%。技术卡口主要体现在标准上，很多可再生能源与新能源技术的广泛应用还需要规范做支撑，例如储能技术。

建筑在减碳的道路上还需要摸索一个成熟的跨行业协同工作模式。比如，太阳能光伏需要放置在屋顶，但是受到建筑限高、屋顶产权、建管审批等一系列制约。尤其是对于老旧建筑而言，原本就复杂的技术条件，需要走什么样的流程和手续，才能合法合规地实现可再生能源应用？

同时，在行业配合上也有卡口，因为建筑减碳涉及好多领域，需要综合管理、技术、施工等各方之力，而有一个强有力的协同机制负责调度，才能把事情做好。

未来建筑可以实现能源自给自足

未来的建筑是赋能建筑，就像特斯拉的厂房，顶部铺上光伏发电系统，实现能源自给自足，这是未来建筑的一个趋势。随着材料科学的进步，能源的自给自足也会出现在民用建筑上，可能会通过储能得以实现。

整体来看，可再生能源是应用尽用，尽可能使得建筑产生的能源与其消耗的能源达到平衡，这是实现零碳的第一步。

另外，可以采用智慧调控进行精细化的控制，通过设备的运行，进行光热环境的调度，达到与人的体感匹配的程度。比如，夏天办公室里开着空调，女同志会披一件外套，而男同志穿着短袖还很热，那么试想通过智能化的控制方式实现微环境的调节，可以实现减少能量损耗的目的。

目前的建筑材料离不开混凝土和钢筋，而未来是不是可以找到替代品，或者通过技术的改进而减少混凝土、钢筋用量？比如，碳纤维材料自重轻，强度又好，是不是可以替代建筑中的结构材料？气凝胶薄薄一层，有着很好的隔热防火性能，未来成本降下来，稳定性好起来，是不是可以代替保温材料？

在能源上，现在的能源是煤、电、燃气，可再生能源是太阳能、地热能，未来可能会有新的能源出现，比如氢燃料电池是否能够广泛应用到建筑中？

建筑减碳需要经历怎样的步骤？

在“十四五”期间，业内基本上认同做节能和可再生能源的综合利用，这是目前能做到，也是触手可及的事情，毕竟这些技术都很成熟，也有一些技术标准的支撑，只不过要突破一些卡口。

而在“十五五”“十六五”期间，预判可能会出现一些技术上的变革，也有可能是其他行业的技术变革影响建筑行业，比如电池技术的发展，这些重大的突破，可能会在未来的十年到二十年之内发生。