第 ４７ 卷　 第 ６ 期 ２０２１ 年 １２ 月 四川建筑科学研究 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 　 　 　 　 　 　 　 　 １　 四川省民用建筑碳中和技术路径研究 朱晓玥１ ，高　 波１，２ ，于　 忠１ ，于佳佳１ ，陈红林１ （１． 四川省建筑科学研究院有限公司，四川 成都　 ６１００８１； ２． 西南交通大学机械工程学院，四川 成都　 ６１００３１） 摘　 要：建筑全周期的温室气体排放可占全球总排放的 ３９％ ，是最重要的碳排放领域之一。 本文 首先梳理了建筑碳排放的基础研究，辨析了相关概念的内涵与区别。 在此基础上，对比研究了四川 省和全国建筑的能耗与碳排放发展趋势，明确了四川省建筑碳排放的整体水平和特征。 最后，对四 川省气候条件、居民生活习惯、自然禀赋等特征进行了综合分析，提出了以“ 节流” 技术为基础、以 “ 开源” 技术为核心、以“ 固碳” 技术为辅助，分别实现降低建筑本体能源需求、提升可再生能源利 用、吸收抵消少量剩余碳排放的目标，形成了体系化的四川省民用建筑碳中和技术路径。 关键词：民用建筑；碳中和；建筑节能；建筑用能电气化；可再生能源；固碳 ＤＯＩ：１０． １９７９４ ／ ｊ． ｃｎｋｉ． １００８ － １９３３． ２０２１． ００６６ 中图分类号：ＴＵ ２０１． ５　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１００８ － １９３３（２０２１）０６ － ０００１ － １４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐａｔｈｓ ｔｏ ｃａｒｂｏｎ ｎｅｕｔｒａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｉｖｉｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ＺＨＵ Ｘｉａｏｙｕｅ１ ，ＧＡＯ Ｂｏ１，２ ，ＹＵ Ｚｈｏｎｇ１ ，ＹＵ Ｊｉａｊｉａ１ ，ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇｌｉｎ１ （１． Ｓｉｃｈｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　 ６１００８１，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　 ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ ３９％ ｏｆ ｇｌｏｂａｌ ｔｏｔａｌ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ，ｍａｋｉｎｇ ｉｔ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｒｅａｓ ｆｏｒ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ． Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｎｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｋｅｙ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｗｅｒｅ ｃｌａｒｉｆｉｅｄ． Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｕｎｔｒｙ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ． Ｌａｓｔｌｙ，ｂｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｅ，ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ’ ｌｉｖｉｎｇ ｈａｂｉｔｓ ａｎｄ ｎａｔｕｒａｌ ｅｎｄｏｗｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｎｅｕｔｒａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐａｔｈｓ ｆｏｒ ｃｉｖｉｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｔｈｅ ｐａｔｈ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅａｓｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｉｖｉｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ； ｃａｒｂｏｎ ｎｅｕｔｒａｌｉｔｙ； ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ； ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ； ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ 收稿日期：２０２１⁃０８⁃１３ 基金项目：四川省科技计划重点研发项目（２０２０ＹＦＳ００５９） ；四川华西 集团科技项目（ ＨＸＫＸ２０１９ ／ ０２２） 作者简介：朱晓玥（１９９５ － ） ，女，硕士，研究方向：建筑环境与能源应 用工程、室内空气品质、绿色建筑。 Ｅ － ｍａｉｌ：８０７５６８２７９＠ ｑｑ． ｃｏｍ ０　 引　 言 近年来，人类活动导致全球气候变化加剧，对 地球生 态 系 统 安 全 形 成 了 严 峻 挑 战。 据 监 测， ２ 　 　 　 　 四川建筑科学研究 第 ４７ 卷　 ２０１９ 年全球大气 ＣＯ２ 月均浓度已达 ４１４. ７ ｐｐｍ， 消费已于 ２００６ 年达峰，美国已于 ２００７ 年达峰，及 均温度约比工业革命前上升了 １. ２ ℃ ［２］ ，人类若 １５. ６％ ［９］ 。 可见，中国需要抓准重点减排领域，采 创下 １９５８ 年以来的历史新高 ［１］ ；２０２０ 年全球平 至 ２０１９ 年，两者的能源消费分别降低了 ２２. ４％ 和 再不采取措施，改变高能耗、高排放的生产生活方 取比发达 国 家 更 加 积 极 有 效 的 措 施， 才 能 实 现 式，全球气温上升将突破 １. ５ ℃ 的限值，造成不可 习近平总书记提出的双碳目标。 逆转的破坏。 建筑业是产生碳排放最高的领域之一。 国际 积极应对气候变化，控制以 ＣＯ２ 为代表的温 能源署（ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｇｅｎｃｙ，ＩＥＡ） 在世界 年，《 京都议定书》 明确要求缔约的工业发达国家 到运行使用的碳排放占全球排放总量之比高达 应在 ２０１０ 年左右实现碳排放较 １９９０ 年平均降低 ３９％ ［１０］ ；ＩＰＣＣ 第五次评估报告表明，２０１０ 年建筑 升幅度控制在 ２ ℃ 以 内， 并 向 １. ５ ℃ 努 力 的 目 碳排放共占全球温室气体排放的 ２５％ ［１１］ 。 由此 室气体 排 放， 已 在 世 界 范 围 内 形 成 共 识。 １９９７ ５. ０％ ［３］ ；２０１６ 年，《 巴黎协定》 正式提出将全球温 标 ［４］ 。 ＩＰＣＣ 在《１. ５ ℃ 特别报告》 中指出，需要通 能源展望报告中指出，建筑从建材生产、施工建造 能耗占终端能源消耗的 ３２％ ，由建筑耗能产生的 可见，建筑节能是实现建筑碳中和的重要切入点， 过节能减 排、 植 树 造 林 等 形 式 抵 消 自 身 产 生 的 建筑碳中和是碳中和情景中必不可少且举足轻重 ＣＯ２ 排放量，在 ２０５０ 年左右达到净零排放，即“ 碳 的一环。 中和” ，才能实现 １. ５ ℃ 的目标 ［５］ 。 截至 ２０２０ 年， 已有包括英国、德国、中国、日本、新加坡等在内的 ６０ 多个国家承诺了实现“ 碳中和” 目标的年限，并 １　 建筑碳排放基础研究现状 科学的碳排放量化方法是制定并实践建筑碳 有 １９ 个国家向联合国气候变化框架公约秘书处 中和路径的基础和前提。 虽然有关建筑碳排放的 中国致力于人类命运共同体的可持续繁荣发 远不够完善。 目前，国内外尚未形成统一的建筑 展，向全世界做出了郑重承诺。 ２０２０ 年，习近平 碳排放量化体系，不同研究者采用的碳排放计算 提交了长期低排放发展战略文件 ［６］ 。 文献汗牛充栋，但是实际上相关的基础研究还远 主席在第七十五届联合国大会上提出，中国将提 模型不尽相同，在此基础上得出的结论亦缺乏可 高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措 比性，阻碍了建筑碳中和路径的研究。 因此，本文 施，二氧化碳排放力争于 ２０３０ 年前达到峰值，努 首先通过对建筑碳排放基础研究的现状分析，明 习近平主席 进 一 步 在 气 候 雄 心 峰 会 上 提 出， 到 概念的定义。 建筑碳排放基础研究的重点内容如 ２０３０ 年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将 图 １ 所示。 力争 取 ２０６０ 年 前 实 现 碳 中 和 ［７］ ； 同 年 １２ 月， 确后文中建筑碳中和路径研究涵盖的范围和重要 比 ２００５ 年下降 ６５％ 以上，非化石能源占一次能 １． １　 碳排放因子研究 ２００５ 年增加 ６０ 亿立方米，风电、太阳能发电总装 外机构的大量研究，已获得相对完善通用的成果。 于经济和能源需求中高速增长的阶段，面临的减 缺省碳排放系数与统计方法得到了广泛的认可和 排压力远远大于欧美发达国家。 英国石油公司发 应用 ［１２］ ；我国的常用能源热值及含碳量信息可以 布的《２０２０ 世界能源统计年鉴》 显示，欧盟的能源 从《 中国能源统计年鉴》 中得出，《 建筑碳排放计 源消费比重将 达 到 ２５％ 左 右， 森 林 蓄 积 量 将 比 机容量将达到 １２ 亿千瓦以上 ［８］ 。 然而，中国尚处 目前，传统化石能源的燃烧碳排放经过国内 ＩＰＣＣ 在《２００６ 年 ＩＰＣＣ 指南》 中给出的各类能源 　 ２０２１ Ｎｏ. ６ 　 　 　 　 ３　 朱晓玥，等：四川省民用建筑碳中和技术路径研究 图 １　 碳排放基础研究内容框架 Ｆｉｇ． １　 Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ 算标准》 （ ＧＢ ／ Ｔ ５１３６６—２０１９ ） ［１３］ 也 归 纳 了 主 要 能源的碳排放因子。 电力的碳排放主要产生于发电过程，取决于 发电方式。 由于电力构成不同，世界各国间乃至 国内各大电网的碳排放因子均有明显差异。 中 表 １　 部分可再生能源系统全生命 　 　 　 周期碳排放系数 ［１４⁃１６］ Ｔａｂｌｅ １　 Ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ 　 　 　 ｓｏｍｅ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍｓ 可再生能源系统 核电（ 中国） 风力发电系统 国国家发展和改革委员会应对气候变化司开始 太阳能发电系统