王元丰:建筑业实现碳中和的关键是什么?

选择字号:   本文共阅读 59 次 更新时间:2021-11-26 10:59:38

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王元丰 (进入专栏)  

  

   各位嘉宾以及线上的朋友,大家下午好,我报告的题目是关于建筑业实现碳中和的关键在哪里?

   总书记指出,实现双碳目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,那么对于建筑业我们该怎么办?建筑业实现目标的工作关键和痛点在哪里?

   我第一个想说的是要认清差距,转变理念。因为建筑业的资源消耗、用能以及温室气体排放太大了,距离碳中和的要求确实还比较远,不只是中国建筑业,全球建筑业都面临这样的挑战。

   Willmott Dixon Group的一个研究报告总结出建筑业可持续发展的三大挑战:第一它资源消耗大。建筑业在水资源和其他的资源消耗当中占40%-50%。还有建筑业污染物排放和温室气体排放非常大,包括空气污染、水污染,还有固体废弃物的排放,建筑业都贡献很大的比例。而温室气体排放建筑业占比达到50%,所以建筑业的可持续挑战非常大。这是全球数据。

   先来看一下温室气体排放,建筑业的排放分两部分,一部分就是建筑使用过程中的排放,叫运行能耗,占全球碳排放的28%,还有一部分是建房子所用的建材、钢铁、水泥,这一部分的排放大概占到百分之十。全球整体来讲,建筑业的碳排放占总碳排放的38%左右,二氧化碳排放总量在100亿吨。所以建筑业的温室气体排放非常大,而且它的资源消耗、温室气体排放本身已达到不可持续的程度。

   2019年联合国环境署发布的关于《砂与可持续发展》的报告指出,建筑业每年消耗的砂石仅次于水的消耗,是全球第二大的自然资源消耗,每年大概500亿吨。这种消耗已经达到了不可持续的程度,因为全球的建筑用砂石已经不够用了。

   Nature杂志为此发表了一篇评论,认为全球已经没有时间来解决用砂问题。天然河砂开采对河道自然环境的破坏非常大。联合国环境署的报告认为建筑业的资源消耗过大,已经是人类21世纪可持续发展的重要挑战。

   不仅如此,未来随着全球城镇化进一步加深,全球目前人口有70多亿,未来要达到90亿、100亿,还有更多的人要到城市中去。到2060年全球新建建筑面积要翻一番,所以未来建筑业的资源消耗、温室气体排放、污染物的排放还要再增加。

   根据IPCC的报告,未来建筑业温室气体的排放主要来自于东亚。欧盟的排放早已经出现下降,北美的排放也已经平缓,所以未来建筑业温室气体排放主要来自于东亚,而中国的贡献非常大。

   大家知道过去40年建筑业为中国现代化建设做了非常大的贡献,对于改善人民的生活,提高我们的生产力水平做出了巨大贡献。创造了几天建一层楼,几天改造一个桥这样的记录,国外也管我们叫基建狂魔。中国建筑业的规模非常大,世界第一,总的建筑面积是世界第一,全球大概2000多亿平米,中国占1/3到1/4的比例。而且我们新建建筑量非常大,全球大概每年建60亿平米,中国原来是每年20亿平米,但是近10年每年40亿平米新建的建筑面积是,占全球新建建筑面积的2/3。

   这么大的新建建筑和既有建筑面积,它消耗大量的资源,如水泥、钢材、石灰石、砂石等等,中国的消耗很多都不仅仅是世界第一,而且占了世界的一半,而这些资源的消耗也带来大量的温室气体排放。

   我用几个生动的例子,大家可以看看,中国资源消耗多么惊人。比尔?盖茨曾经在他博客上写过,中国2011至2013三年用掉66亿吨水泥,而美国20世纪整个100年才用掉45亿吨。大家知道水泥是混凝土这种应用最广泛建筑材料温室气体的主要来源。

   刚才,好几个专家都指出了,中国建筑业全寿命周期温室气体排放就是建材阶段排放加上建筑运行阶段的排放。大家可以看一个总体情况,2019年全生命周期,中国建筑业碳排放51亿吨,占全国的51%左右。比全球第二大的温室气体排放国美国全国的排放量还高3亿吨,是欧盟27国温室气体排放的1.8倍。所以建筑业对于中国实现碳中和至关重要,对全球实现净零排放也很重要。中国建筑业如果不实现碳中和,中国就没法实现。这也为建筑业提供了一个历史机遇,建筑业必须要在实现双碳目标过程中向可持续发展转型,这是一个非常迫切的挑战。

   建筑业怎么实现这种转型?由于这些年粗放发展,建筑业的准备还不够,大家对于怎么实现碳中和整个行业准备不够。

   第二方面的关键是要理清边界,摸清底数。建筑从建筑材料的开采、运输,到建造、使用到拆除,它的整个生命周期链条非常长,那么到底建筑碳中和是指什么呢?现在我们一提建筑碳中和,主要指运行阶段的碳中和,我觉得这是不够的,这只占全国碳中和要削减碳排放的20%左右。建材和建造阶段使用的能耗和排放也很大,会对建筑业的能耗有很大的影响。而新建必须要在2030年左右实现碳中和,因为到2060年现在建的新建建筑,相当比例还在使用。到2060年如果比例过大的建筑不是净零排放,国家的碳中和目标就难以实现。因此建筑行业实现碳中和要建筑上下产业游协同努力!

   这里面有几个战略性问题需要我们思考。第一个就是总量问题。刚才讲中国建筑业既有建筑和新建建筑的总量非常大。实际上中国人均建筑面积在2016年已经达到40平方米,大大领先于我们的邻国日本和韩国的19平方米,也超过欧盟很多国家,包括法国、英国的35平方米、西班牙的25平方米。所以我们对建筑的总量要进行控制,也就是说以后我们不应再有这么大规模的建设。

   第二个战略性问题,现在对于建筑运行阶段的能耗,也就是说使用阶段的能耗有不少办法,但是对于建材和建造阶段建筑的碳中和方法并不多。现在建材建造的内涵能耗占全生命周期能耗的比例越来越高,需要综合考虑。目前技术上水泥行业如何实现零碳水平是个技术难点。从建筑业的角度或者建筑开发商和用户的角度,要对建材阶段碳排放提出要求。

   如果你不全行业的来考虑,那么对于建筑业的碳达峰就会有不同的说法。整体来讲建筑业实现碳中和,要对新的建筑提前要求2030年左右。建筑业需要多方面多角度的碳中和战略研究,这也是体现我们国家治理能力治理体系现代化的要求。

   我们在2016年就组织了一次香山科学会议,当时的题目叫土木工程可持续发展面临的挑战和应对技术路径。大家知道香山科学会议是一个战略性的科学会议,我们今年的报告人,仇保兴部长当年就是主旨报告人。王清勤院长和林波荣教授都是会议的主题报告人。我觉得对于建筑业怎么实现碳达峰、碳中和还需要深入的研究,尤其多方面多角度,要借鉴国际经验。今天也有两位来自国际机构的代表给我们做报告,很有启发性。

   第三方面的关键是要做好建筑碳排放相关统计和计量工作。现在对于建筑以及城市碳排放也有相关的标准,但是我要要基于公认的方法学,不能仅仅是总能耗简单乘个排放因子。公认的方法学要基于生命周期环境影响评价(LCA),从对材料生产到使用到废弃整个生命周期的排放做量化分析,对使用阶段的排放都做细致量化。

   但是目前建筑业工程师对于量化分析不够了解,我今年正好出了一个专著,就叫《土木工程结构生命周期环境影响评价》,也是基于我们过去十几年的研究基础。我们在“十三五”期间在国家科技重点研发项目资助下,做了一些案例研究,在河北、北京、重庆等地的示范项目,对材料生产阶段的碳排放就能够量化的很清楚,每个不同的构件排放多少能计算出来;在建造阶段,土建部分、电气部分的碳排放也能量化。那么对它的整个建筑的生命周期,在材料生产阶段、运输阶段、建造、运营、拆除各个阶段的碳排放都能清晰量化出来。有这样明确的量化,我们就知道在哪儿来进行减排,怎么来进行减排。

   最后我想说,我们还要重视碳中和对建筑业带来的革命性影响。碳中和的要求不仅仅是个政治任务,不仅仅是一个减碳,它会对行业自身带来革命性的变化。未来的建筑要和能源和信息化进行深入融合,所以未来的建筑的形式、理念、功能都会发生很大的变化。

   未来的建筑自身要发电,那么建筑就不仅仅是居住用,也是一个发电厂,而且这种电还要和电网结合起来,成为能源互联网的一个节点,所以建筑的功能都发生了很大的变化。未来建筑要和物联网、人工智能、大数据紧密地结合在一起,会产生大量的数据。那么建筑还是一个大的数据获取终端。古老的建筑就有了新的功能。

   最近住建部等15部门下发大力发展光伏一体化建设的文件,今年能源局也发文,对于党政机关的建筑、学校建筑等的光伏分布式建筑的比例都提出了要求,所以未来的建筑要发生革命性的变化。对于建筑是什么?建筑的功能和形态都有不同的变化。总结起来讲,建筑业未来真正要在碳中和这个要求下,要向绿色、低碳、可持续、高质量发展,真正走向一条可持续之路。

  

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