建 第 37 卷第 8 期 2021 年 8 月 筑 科 学 Vol. 37，No. 8 BUILDING SCIENCE ［文章编号］1002-8528( 2021) 08-0189-10 Aug． 2021 DOI: 10. 13614 / j． cnki． 11-1962 / tu． 2021. 08. 25 建筑部门碳达峰碳中和排放控制目标研究 1， 2 张时聪 ，王 1， 2 1， 2 珂 ，杨芯岩 ，徐 1， 2 伟 ( 1． 中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013; 2． 建科环能科技有限公司，北京 100013) ［摘 要］ 我国建筑运行阶段碳排放占全社会总碳排放的比例为 22% ，建筑部门的节能减碳工作对我国“30·60”双碳 战略目标的实现至关重要。本文分析了影响建筑运行阶段碳排放的主要因素并对其中长期发展趋势进行预测，构建了基于 LEAP 模型的建筑运行碳排放长期预测模型，量化分析不同建筑部门减碳工作对双碳目标的贡献率。结果表明: 基准情景下， 我国建筑运行与相关基础设施碳排放将于 2040 年左右达峰，峰值为 31. 1 亿 tCO2 ; 通过建筑节能强规提升、建筑光伏一体化、 清洁取暖等工作有效开展，我国建筑部门碳达峰时间可提前至 2030 年，峰值为 27 亿 ～ 28 亿 tCO2 ，到 2060 年，建筑领域将剩 余 6 亿 ～ 8 亿 tCO2 需要完成碳中和。 ［关键词］ 建筑部门; 碳达峰; 碳中和; 碳排放预测模型 ［中图分类号］ TU111. 19; TU831 ［文献标识码］ A Ｒesearch on Emission Goal of Carbon Peak and Carbon Neutral in Building Sector ZHANG Shicong1，2 ，WANG Ke1，2 ，YANG Xinyan1，2 ，XU Wei1，2 ( 1． China Academy of Building Ｒesearch，Beijing 100013; 2． Jianke EET Co． ，Ltd． ，Beijing 100013) Abstract: The building sector emits 22% of total carbon dioxide in China． Hence，conserving energy and decarbonizing this sector is essential in achieving the 30·60 Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality Target． The thesis analyzes factors behind the carbon emission in the building sector and forecasts its mid-to- long term trend in a model based on Long-range Energy Alternatives Planning System ( LEAP ) where contributions of decarbonizing measures to the Target are quantified． Ｒesults show that in a Business As Usual scenario the building sector and building of related infrastructure will reach carbon emission peak at 3. 111 billion tons of CO2 around 2040． However，this industry will reach its carbon emission peak in 2030，emitting 2. 7 to 2. 8 billion tons，if some measures are taken effectively，including enforcing stricter building codes in energy effiency，using buildingintegrated photovoltaic materials and clean heating． By 2060 building sector will only emit 600 to 800 million tons of CO2 ． Keywords: building sector，carbon emission peak，carbon neutrality，prediction model on carbon emission 0 引 言 专门委员会( IPCC) 测算，为实现 2 ℃ 乃至 1. 5 ℃ 控 温目标，全球必须在 2050 年达到二氧化碳净零排 ［1］ 全球气候变暖给人类生存环境带来的负面影响 日渐凸显，世界各国通过国际谈判的形式不断推进 ，即碳中和。2020 年 9 月，习近平主席在第七 十五届联合国大会一般性辩论上郑重承诺，中国二 应对气候变化的进程。根据联合国政府间气候变化 氧化碳排放力争于 2030 年前达峰，努力争取 2060 年前实现碳中和。 ［收稿日期］ 2021-06-28 ［修回日期］ 2021-07-06 ［基金项目］ 国家重点研发计划“净零能耗建筑适宜技术研究与集 成示 范”( 2019YFE0100300 ) ; 能 源 基 金 会 资 助 项 目 “面向“30·60”的建筑双碳控制目标及实施路径研究” ［作者简介］ 张时聪( 1981-) ，男，博士，研究员 ［联系方式］ zhangshicong01@ 126． com ［编辑部收稿邮箱］ bjb365@ 126． com 我国建筑运行阶段碳排放占全社会总排放比例 ［2］ 为 22% ，且随着生活水平提高，建筑用能还将持 放 续刚性增长。建筑能耗和碳排放中长期发展趋势受 城镇化率、人民生活水平、能源结构、建筑节能标准 提升等多重因素影响，不同技术组合及应用场景对 190 建筑总能耗和碳排放的达峰峰值、达峰时点、去峰周 期都存在不同影响，是建筑节能行业的研究热点。 许多研究学者探讨了建筑节能措施在应对气候 ［3］ 变化减缓方面的作用 ，研究从可再生能源建筑应 ［4］ 用 第 37 卷 建筑科学 ［5］ 、供暖策略 ［6］ 、建筑部门总能耗 等方面着手， 时，从提升建筑部门应对双碳目标的自主贡献来看， 也应将建筑相关基础设施的施工和拆除阶段碳排放 纳入考虑。因此，本研究的建筑部门双碳控制目标 涵盖范围为建筑运行阶段和建筑与相关基础设施施 工和拆除阶段的能源活动引起的二氧化碳排放。 提出不同措施对建筑运行能耗的中长期发展的影 ［7］ ［8］ 响 。对于建筑碳排放，Zhou 等 分析比对不同 本文首先对影响建筑运行碳排放的关键因素进 行分析预测，建立基于 LEAP 框架分析的建筑运行 的建筑节能减排政策措施，提出中国建筑部门可通 ［9］ 过政策实施于 2030 年达峰。Tan 等通过建立自下 碳 排 放 长 期 预 测 模 型 ( Building carbon emission forecasting model，BCEFM) ，计算基准情景下建筑部 而上模型，分析预测低碳建筑政策和能源结构转型 对建筑部门碳排放的中长期发展的影响，研究表明 门碳排放长期发展趋势，结合我国低碳建筑技术发 2060 碳中和 ”的控制目 展分析，提出“2030 碳达峰， 在考虑能源结构转型的协同减排情景中，二氧化碳 ［10］ 排放可以在 2030 年以前达峰。Yang 等 从中国 标建议。由于相关基础设施的碳排放约为 1 ～ 1. 5 亿 tCO2 ，这一 数 值 与 建 筑 运 行 阶 段 碳 排 放 相 比 较 建筑碳排放总量控制的角度出发，建立了中国建筑 碳排放模型 ( China building carbon emission model， 小，因此假设此部分排放量未有较大变化 CBCEM) ，采用自下而上的方法预测了中国建筑部 门未来的碳排放，研究显示必须同时控制建筑规模、 建筑能效以及能源结构才能有效控制建筑部门碳排 放。 在“30·60”双碳目标提出后，最新的相关研究 ［2］ ，模型 主要针对建筑运行阶段的能源活动引起的碳排放建 立。 1 研究方法与工具 本文提出的模型旨在科学合理的预测建筑部门 的碳排放发展趋势，结合“30·60”双碳目标，量化建 围绕建筑部门碳达峰和碳中和的技术和实施路径展 开。清华大学建筑节能中心提出了我国建筑部门能 筑节能减排目标，并提出对应的技术措施( 见图 1) 。 由于我国南北地区冬季供暖方式的差别、城乡建筑 耗与碳排放的界定与核算方法和实现碳中和的技术 ［11，12］ 。中国建筑节能协会能耗统计专委会测 路径 形式和生活差别，研究按照国家标准 GB 50176 － 2016《民用建筑热工设计规范 》将我国划为严寒寒 算了建筑运行阶段的碳排放趋势，提出了“十四五 ” ［2］ 建筑碳排放 25 亿 tCO2 总量控制的目标建议 。 张 冷、夏热冬冷、夏热冬暖以及温和 5 个气候区。建筑 类型包含公共建筑、城镇居住建筑和农村居住建筑， ［13］ 时聪等 人研究了建筑节能和电网清洁化对城镇 建筑碳中和的贡献率，以 2060 年城市建筑碳中和为 目标，城镇中建筑物能效提升对碳中和的贡献率为 50. 1% ，建筑电气化以及绿电贡献率为 49. 9% 。 龙 建筑类别又分为新建建筑与既有建筑。能耗和碳排 放计算范围包括建筑物内为居住者或使用者提供供 暖、空调、通风、照明、生活热水、各类电器和炊事等 惟定 对我国城市建筑的碳排放作了测算，提出在 控制规模、供暖系统电气化和提升效率、实现能耗限 建筑功能使用带来的能耗和碳排放。 建筑运行过程中的直接 ( 煤、油、天然气 ) 和间 接( 电力、热力 ) 消费的能源排放之和，可根据建筑 额等基础上，城市建筑 2030 年可实现碳达峰 21 亿 tCO2 ，峰值比基础情景可降低 50% 。 部门消费的各类能源与碳排放系数计算得到: ［14］ 上述研究都评估了不同情景和技术措施下我国 建筑部门节能减排 潜 力，但 对 于 建 筑 部 门 的“30· 60”碳排放达峰和中和的控制目标尚无共识。 从建 筑物全寿命期角度看，建筑碳排放应包含建材生产 与运输、建筑建造和拆除、建筑运行阶段碳排放，但 从政府部门工作来