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实现建筑碳中和,从全生命周期统筹考虑

2022-11-25 09:11:17 科技日报   作者: 毕文婷  

我国碳排放的“大户”是什么?也许你想不到。

“建筑全过程的碳排放已占到我国碳排放总量的50%以上。”11月14日,中国工程院院士、清华大学教授江亿在以“建筑碳中和的挑战与应对技术路径”为主题的香山科学会议上指出,零碳发展的重点在于可持续发展,而建筑领域的低碳转型对这一目标的实现至关重要。

建筑中有哪些碳排放环节

同济大学土木工程学院教授肖建庄提出:“混凝土制品或者是建筑构筑物、原料生产的碳排放占到全球碳排放总量的10%—12%,这是我们需要重点关注的关键环节。”

在建筑建造、维修和拆除过程的碳排放也不容忽视。据重庆大学管理科学与房地产学院教授蔡伟光介绍,我国城镇化进程已经展现出向大型城市聚集的现象,还需合理规划城镇建筑面积发展目标,避免住宅供需错配带来的浪费。北京交通大学教授王元丰也认为:“建筑业应该从增量逐步变为存量模式,减少城镇发展中的建筑建设量,提高其服务民生的效率。”

从建筑全生命周期分析来看,在运行过程中由于使用能源导致的建筑运营碳排放占建筑全生命周期排放的70%以上。“这其中包括化石燃料燃烧导致的直接碳排放、使用电力和热力导致的间接碳排放,未来如何实现零碳能源的供给应该是我们关注的重点。”江亿说道。

让建筑成为碳汇的源泉

实现零碳建筑或者低碳建筑,首先从建筑设计开始。同济大学教授肖建庄呼吁,今后的建筑设计不仅要基于安全、经济、美观、实用等功能,还要进行全生命周期的低碳精细化设计。中国建筑股份有限公司教授级高工李丛笑认为,结构工程师在碳减排领域和建筑减排中应发挥更大作用。

在建造阶段,低碳混凝土、低碳钢材等新型生态建材的研发和组合应用,可以有效降低建筑生命周期隐含碳排放。另外,通过推广再生混凝土、清水混凝土等,还可以提升混凝土结构的碳吸收共性,让建筑不仅排放碳还能吸收碳,成为碳汇的源泉。王元丰认为,推广可替代减少水泥用量的粉煤灰混凝土、矿渣和钢渣混凝土有很大减碳空间,大力发展我国总体占比较低的钢结构、竹木结构建筑,也是建筑业实现碳中和的重要战略路径。

需合理配置绿色能源

零碳能源到底在哪?未来的目标之一是全面实现电气化。若利用城市建筑屋顶等空间安装风电、光电设备可实现年发电量1万亿千瓦时,提供建筑用电的1/4。在农村,清华大学教授杨旭东举例说道:“农村极速体育直播发电潜力远大于其自身需求,若通过合理配置,屋顶极速体育直播发电量年均可达到2.5万亿千瓦时,不仅能实现自发自用,还能让整个村庄成为发电厂。”

江亿指出,电力系统需将集中跟分散分布相结合,建筑在新型电力系统中将承担“发电、用电、储电、调节”的重要角色,与电动车一起承担50%以上的分布式风电、光电消纳功能。

在热能方面,清华大学教授付林给出了一个数据,“我国未来规划的核电和火电将产生年均超过140亿GJ(1GJ=10亿焦耳)的余热,冶金、化工等工业与数据中心、大型变电站等基础设施每年至少产生60亿GJ的余热。若能回收这些热量的1/4,就可以满足我国全部城镇建筑采暖50亿GJ的需求。”

王元丰等专家认为,在碳中和背景下,建筑的发电、储能对未来可再生能源供电和相应电力系统将提供重要支撑,而与电动车的协同又与交通深度耦合,未来建筑的跨行业融合将使其功能发生很大的改变,为此,建筑减碳需要统筹考虑,合理规划绿色能源的分布和使用。




责任编辑: 李颖

标签: 碳中和 全生命周期统筹