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中国建筑行业碳排放现状、趋势及达峰路径

2021-8-13 16:20

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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%。


——蔡伟光

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。
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。
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)。
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。
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)。
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)。
图7  2060中国建筑运行碳排放情景分析
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。 
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:碳策

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