從建筑角度來講,建筑的碳排放和減排潛力實際上比人們想象的大得多,建筑的全生命周期包括建材(水泥、鋼筋)生產運輸、建造、建筑運行和拆除回收過程等,從全生命周期來看,建筑的溫室氣體排放可達全社會碳排放的50%左右。
2021年是國家“十四五”規劃的開局之年,以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局將逐漸建立。在當前“碳中和、碳達峰”的大背景下,綠色建筑已成為推進建筑業轉型升級和高質量發展的重要抓手并上升為國家戰略。
在此背景下,“2021(第十七屆)國際綠色建筑與建筑節能大會暨新技術與產品博覽會”于近日在成都·中國西部國際博覽城拉開帷幕。國務院參事、住房和城鄉建設部原副部長、中國城市科學研究會理事長仇保興在開幕式上做了題為“城市‘碳中和’與綠色建筑”的報告。
仇保興在報告中表示,城市是人為溫室氣體排放的主場,以城市為主體開展“碳達峰、碳中和”戰略有利于因地制宜布局可再生能源和碳匯基地,同時更能有效引導城市由過去唯GDP競爭轉向GDP與減碳雙軌競爭模式,使城市間的低碳發展具有極高的效率和動能激勵。綠色建筑在全生命周期體現了節能、節水和節材等特性,全面實施綠色建筑將為城市“碳中和”提供重要貢獻。同時,他指出,將風能、太陽能光伏與建筑一體化,通過城市有機物發電、地熱與地質儲能,以及立體園林建筑、“魚菜共生”等模式,可發揮綜合減排作用,助力城市“碳中和”。
建筑行業,是決定一個城市碳中和是否成功的最重要的關鍵因素。
應對氣候變化,全球承擔共同但有差別的責任,英美等國家從碳達峰到碳中和有六七十年的跨度不同,中國只從碳達峰到實現碳中和只有短短30年左右的時間,時間緊、任務重。
城市是溫室氣體排放的絕對主角,占75%左右的比例。而其中,包括建材、建材運輸、建筑運行等在內的建筑行業,則是決定一個城市碳中和是否成功的最重要的關鍵。
要努力避免“城市礦山”。他介紹,經過工業革命300年的掠奪式開采,全球80%以上可工業化利用的礦產資源,已從地下轉移到地上,并以垃圾的形式堆積在我們周圍,總量達到數千億噸,并還在以每年100億頓的數量增加。而靠工業文明發展起來的發達國家,正成為一座座永不枯竭的“城市礦山”。
風能、太陽能光伏與建筑一體化,城市有機物發電、地熱與地質儲能,以及立體園林建筑、“魚菜共生”等模式……用這樣一系列的辦法,可發揮綜合減排作用,實現城市的碳中和目標。
與此同時,仇保興還列出了一系列“碳負面清單”——城市低密度發展,按建筑平方米計價的集中供熱,玻璃幕墻建筑,超高層建筑,中央空調……
我國從碳達峰實現碳中和的路徑大概可分為三個階段:2021-2030年為碳達峰階段,大部分城市實現人均碳達峰;2030-2050年為碳中和關鍵期,大力系統碳中和,一半城市實現碳中和;2050-2060年為碳中和決勝期,所有城市碳中和、交通系統實現碳中和。
在此之前,仇保興在4月,圍繞碳中和發表了多次講話,從不同方面介紹了實現碳達峰碳中和的難點與要點:
打造綠色高質量發展“領頭羊”
2021年4月26日,中國區域經濟50人論壇第十九次專題會議暨首屆黃河流域生態保護與鄭洛西高質量發展會議在河南省洛陽市舉行。此次會議的主題為“黃河流域生態保護和鄭洛西高質量發展合作帶建設”。仇保興在專題會議上以碳中和為主題進行了發言。
仇保興認為,鄭洛西區域工業用能很高,電力去煤和工業去煤進度較慢。但太陽能光伏和陸上風電這兩塊鄭洛西后來居上,成為低碳發展樣板的重頭戲。“鄭洛西應以城市作為主體來實現碳達峰、碳中和的目標,城市是二氧化碳排放的主角,可以把能源供應、能源消費整體進行布局。”
引 言
其實在1000年前到2000年前,從漢到唐,鄭洛西是整個中國高質量發展的領頭羊。現在鄭洛西又面臨著一個是否能在高質量發展中成為領頭羊的問題,這其中要打好碳達峰、碳中和的硬仗。這個硬仗怎么來的?我們可以看到,如果說我們的碳排放是一個生態阻擊的話,中國的生態阻擊戰的分量非常大,總量是美國和歐盟的總和。
美國等國家在2007年就已經碳達峰,但是達到碳中和的時間是很長的,中國跟他們的區別就是達峰到中和時間很短。這個情況下就要求各個省、各個都市連綿帶,率先于全國來碳達峰、碳中和。因此我們要搶時間,搶什么時間?搶二氧化碳的累計排放量與排放比的下降。現在中國的累計排放還處在美國、歐盟之后,所以聯合國提出應對氣候變化,各國有共同的目標,而我國也提出了自己的目標,要在2030碳達峰,并讓碳排放量逐步下降。這其中全國各省(市區),尤其是鄭洛西城市帶,都將會承擔很大的責任。
我們著重談一下英國。鄭洛西地域面積跟英國差不多,人口也是英國的60%左右,因此可以進行相互對標。英國在控制碳排放方面進展很快,在OECD國家它是領先的。它的領先怎么獲得的?它的電力去煤占40%,清潔工業占40%,清潔工業實際上是工業去煤,這兩塊加起來就80%。這兩塊是我們鄭洛西的短板,我們電力主要是煤電,我們的工業原料與燃料也主要靠煤,所以我們的電力去煤和工業去煤進度較慢。第二,可再生能源利用率快速提高。這兩項提高以后,英國的人均碳排放就大大的低于美國,只有美國的1/2不到。所有英國的控制碳排放模式在OECD中是最成功的。
那么我們鄭洛西能不能這樣做?首先我們要看到,鄭洛西的工業用能很高。我們要去煤來發展工業,難度是非常大。我們的電90%以上也是煤供應的。同時改用天然氣也做不到,因為我國生產和進口的天然氣不可能供應鄭洛西,只能供應京津冀。
但是我們也有一個好的方向,就是太陽能光伏和陸上風電,這兩塊鄭洛西后來居上,成為低碳發展樣板的重頭戲。大家可以看到,太陽能的光伏在這十年之內下降了82%的價格,同時效率提高了20%。陸上風電的價格下降得比較快,從技術上看,十年之內,也就是說碳達峰之前還可以下降50%的成本。這給了我們一個巨大的希望。
另外,從總量上來講,我們把中國未來能源需求的總量標記為一個黃點,這個黃點是什么?就是2060年的時候,如果需求是一千億GJ的話,能夠滿足的就只有風電,其他能源都不能滿足。那么光伏呢?只要把鄭洛西國土面積拿出千分之一左右來布局光伏發電,就能夠滿足所有的能源需求。
為什么在鄭洛西應該是以城市作為主體來實現2030年、2060年的目標?因為第一,城市是二氧化碳排放的主角;第二,我國的城市是包括農村,包括山、水、林、田、河,所以我們可以把能源供應、能源消費整體進行布局。第三,改革開放后我國社會經濟能夠快速發展,重要原因就在于就是城市之間的競爭,競爭中間產生合作。未來,一定會把GDP增長競爭和減碳的競爭這兩方面結合起來。第四,我國能源系統的形成,一方面要在行政方面從上而下地產生減碳動力,另一方面要以城市為主,從下而上地形成。這樣形成的系統具有韌性,否則這個系統是很脆弱的。
現在我們可以看到,鄭洛西這個板塊在碳排放方面距離國際標準的水平還差的很遠。這里的原因是非常簡單的。我們把城市作為碳中和主體,然后分為碳匯、建筑、交通、廢棄物處理、工業等板塊。為什么這樣分?理由非常簡單,工業的減排、制造業減排主要是以企業家根據市場信號以及碳交易、碳匯主動進行調整,或者引到可再生能源多的地方去。這個是企業家行為。而建筑、交通、市政減排,這幾塊減排要有聰明的政府進行事先頂層設計,然后統籌安排,才能發揮人為節能節水的積極性。
碳匯提升是什么?如果在鄭洛西地區實現碳匯要減碳,很難,因為河南地區林地每年只能減排0.5噸碳,是非常少的,換算成太陽能,也就是說一畝的太陽能光伏減碳在鄭洛西抵得上15畝的林地,可見太陽能的去碳效應非常大。如果說你再用澆水、調水來培養林地就更不合算了,這些問題上我們應該通盤考慮。
我個人建議,在“十四五”期間,要把制造業扣除,然后城市之間比較人均碳排放。有些城市人口減少,有的城市人口增加,這就不會因為人口增加或減少而造成對于碳減排工作評判的不公正。制造業水平每個城市都不一樣,我們可以把它先扣除,然后在另外四個板塊競爭,這樣比較合理。這四個板塊都有比較標準的方法學,這樣的話以城市作為單元進行碳交易,這就有非常強的動力。
各種各樣的減碳技術應用是有不確定性的,我們應該找到不確定性與收益之間的平衡。目前最好的是碳交易,然后是光伏、風電。我們要把這些技術和政策在鄭洛西都市圈中用足。更重要的是,我們目前處在經濟的巨大轉型中,誰優先采取行動,誰的經濟結構的轉型就會首先實現,誰就能多分享蛋糕,獲得百萬億的投資機會。
從建筑的碳中和的角度來講,一是綠色建筑,二是社區的微能源。社區的微能源就是把屋頂的太陽能、生物質發電,與電梯的下降能,再加上電動汽車的儲能,幾方面結合起來形成一個微電網,就在一個社區里面實現碳中和了。發電系統碳中和應該由綠氨為主,可再生能源產氫,氫再變成氨,氨的運輸是負30度,能實現安全的運輸。氨再替代一部分煤。這項技術在日本現在已實現,煤中添加20%的氨,這樣的話所有的煤廠都能保留。下一步提升到50%到70%,這樣煤發電廠仍然在,但是燃料結構改變了。氨是零碳燃料,分子式是三個氫一個氮,這樣我們整個電力的脫碳在鄭洛西地區就可通過這樣的模式先行。氨是怎么來的?我們可在山西、內蒙鹽堿地,建立大型太陽能電站,利用太陽能獲得綠氨就可以做到了。
更重要的是這個地方有天然的優勢,可以采取立體園林建筑的模式。這個模式我們研究了15年了,樣板在成都,今年5月18日“國際綠色建筑與建筑節能大會暨新技術與產品博覽會”將在成都召開,成都已有七個立體園林建筑,綠化率可達160%。這樣的綠化系統有什么好處?四個方面節能:第一,它在夏天削減了綠島效應,空調節省50%。第二,產生的生物質可以制成顆粒燃料進行發電。第三,把廚余垃圾簡單處理以后,做成花草的肥料,實現微循環利用。第四,每個家庭50平方米的陽臺園林,可以種菜果,這些菜是短距離、新鮮,不需要長距離,又可以減碳,而且保持了這個系統的韌性。下一步可在這個基礎上發展魚菜系統,在荷蘭已經成功了,一個屋頂加裝該系統后,每年生產20噸魚,60噸菜。菜的60%的不能吃的東西變成魚的飼料,魚的糞便去肥菜,形成魚菜系統。這樣的系統再加上太陽能AOED的燈進行24小時照射,光是番茄的產量就是大田的50倍。這個系統是完全可以做的。
我們采取三步走,到2030年以前,實現人均碳達峰,大部分城市碳達峰。2045年之前的關鍵期,電力系統碳中和,一半的城市碳中和。到了決勝期,所有城市碳中和。分三步走,鄭洛西就在4年以后,重新成為中華民族綠色高質量發展的領頭羊。
以城市為主體的(30·60)戰略初探
4月16日,在“新發展格局與‘十四五’大趨勢——2021新京智庫春季峰會”的“新發展理念與城市治理創新”主題論壇上,仇保興做了“以城市為主體的(30·60)戰略初探”主題演講。仇保興表示,城市是人為溫室氣體排放的主角。根據聯合國測算,城市排放的溫室氣體占全部排放量的75%,解鈴仍須系鈴人,必須要抓住主因。“十四五”期間,要雙軌發展,既要經濟發展,也要實現減碳,所以城市之間都在你追我趕。每個城市除了經濟發展、人民財富提高外,同樣重要的是碳排放要實現下降。
城市碳減排最大難點是工業文明思路的鎖定
目前國際上已經發布的城市減排和溫室氣體核算標準其實存在很多問題。例如,供給側與消費側的溫室氣體核算未加以區分,企業責任與市民行為的減碳也未具體定義。并且根據當前發展趨勢,建筑的耗能和產能將會組合,但相關國際標準并未提及這一變革趨勢。如果采用了這類國際標準勢必將會造成失誤,因此中國要建立自己的城市減排標準。
以城市為單元進行碳交易,可以極大地提高城市減排動力。城市可以在各種各樣的政策和技術中靈活地選用實踐,并且根據當地的生產力發展與自然稟賦采取相應的政策措施。
城市碳減排最大的難點是城市對“工業文明思路”發展路徑的鎖定,過于成功的工業文明經驗讓決策者以為中心控制越強越好,流水線生產規模越大最好,但隨著人口大量流動、人口產業高度集聚、高層建筑和重要設施高度密集、軌道交通承載量超負荷以及極端天氣引發的自然災害,技術創新中的不確定性等因素、城市風險也在不斷醞釀、發酵,因此“碳中和”的目標必須與韌性城市建設相融合。
推行綠色建筑,將有效降低建筑碳排放
從建筑角度來講,建筑的碳排放和減排潛力實際上比人們想象的大得多,建筑的全生命周期包括建材(水泥、鋼筋)生產運輸、建造、建筑運行和拆除回收過程等,從全生命周期來看,建筑的溫室氣體排放可達全社會碳排放的50%左右。
我國公共建筑面積小,但所需的能耗強度卻遠超一般城鎮住宅、農村住宅等。但我國每平方米住宅能耗強度遠遠不及美國、英國、加拿大等資本主義國家。美國的人口不到我國的1/4,但是所消耗的建筑能耗遠比我們要高,一個美國人的建筑能耗相當于5個中國人。為什么這么高呢?主要有兩個原因,一是中國人人均住房面積約為40平方米,而一個美國人則達85平方米。二是我國主要用的都是分體空調,而美國住宅主要用集中空調。
綠色建筑有兩個含義。第一,在全生命周期實現節能、節水、節材、節地,空氣質量比較好。第二,綠色建筑是氣候適應性建筑,室內溫度能隨氣候變化而自行調節。像長江流域的一些建筑,把冬天的冷源藏在地下,夏天的時候抽出來。這樣的建筑能實現75%以上的節能。因此通過推行綠色建筑,可使城市碳排放有效降低。
不提倡擴大使用中央空調來調節室溫
做好碳減排工作要避免犯一些“易犯”的錯誤。例如,在南方地區推行按建筑平方米計價的集中供暖屬于高碳行為,同時在南方還應避免“四聯供”供能系統和玻璃幕墻的濫用。
仇保興在新京智庫春季峰會上發表主旨演講圖片來源:新京報網
有數據表明,作為以玻璃幕墻為主的上海火車南站,其能源消耗造成的碳排放要比一般建筑高出一倍,如果該建筑建在廣東,則會高出三倍,如果是建在北京、哈爾濱等地區造成的碳排放又會比一般建筑減少許多。所以在建筑節能設計方面,應著重考慮當地氣候采取因地制宜的辦法。
另外,不提倡擴大使用中央空調來調節室內溫度。中央空調由于其集中供能常常處于“大馬拉小車”的狀態,累計下來人均耗能是普通分體空調的好幾倍。
除此之外,不宜在農村倡導消滅土坯房,農村抗震夯土農房實際上屬于氣候適應性建筑,土坯房對熱量的儲蓄和絕熱能力是鋼筋混凝土和磚墻的一倍以上,可以實現室內溫度的自動調節,況且,對于農村新型夯土房如今早已有國家標準。
建議在城市間多建軌道方便低碳交通工具通行
在交通碳排放總量中,公路運輸占大頭,而鐵路運輸的碳排放很小,特別是高鐵。同樣,水運也不會增加碳排放。所以,應該擴大發展鐵路和水運交通。上世紀,人們就發現同樣重量的貨物,通過鐵路運輸要比公路運輸的碳排放減少20倍。
另外,使用不同的燃料產生的碳排放也不一樣。陸路交通工具的碳排放也是不一樣的,步行、自行車和電動自行車的碳排放很低,占地面積又很小,所以電動車、電動單車應是國家大力推行的。仇保興建議在城市之間多建一些適宜這類綠色交通的專用道路,讓低碳交通工具可以安全順利通行。
仇保興表示,電動車的發展,燃油車的停滯,這是一個必然趨勢,而且時間表越來越近。這將對汽車工業產生重大的影響。
原標題:建筑行業,是決定城市碳中和是否成功的關鍵
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