建筑隐含碳减排 低成本、高回报的减排机遇 报告 / 2022 作者&鸣谢 作者 Rebecca Esau Matt Jungclaus Victor Olgyay Audrey Rempher 作者按字母顺序排列。若无特别说明，所有作者来自落基山研究所。 编辑 落基山研究所：郝一涵，王萌，李丹，王广煦 中建科技集团有限公司：罗昊 北京市建筑设计研究院有限公司：国萃 版权与引用 Matt Jungclaus、Rebecca Esau、Victor Olgyay和Audrey Rempher， 《建筑隐含碳减排：低成本、高 回报的减排机遇》，落基山研究所，2021年 http://www.rmi.org/insight/reducing-embodied-carbon-in-buildings. 落基山研究所重视合作，致力于通过分享知识和洞见加速能源转型。因此，我们允许有兴趣的各方通过 知识共享许可协议（CC BY-SA） 4.0版来引用、分享我们的报告。 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除特别说明外，所有图片来自iStock.com 建筑隐含碳减排 www.rmi.org / 2 鸣谢 感谢Skanska提供的基于匿名项目数据的材料和成本信息，及其对报告中包含的三个案例进行的建筑隐 含碳排放量计算分析。特别感谢Skanska团队的以下成员与我们分享的关键洞见及对本报告的审阅： Mark Chen Steve Clem Elaine Lai Tolga Tutar 感谢下列个人对本报告的贡献和审阅： Monika Henn, Urban Land Institute Dirk Kestner, Walter P. Moore Meghan Lewis, Carbon Leadership Forum Marta Schantz, Urban Land Institute 感谢以下在本报告研究阶段参与访谈的个人和组织： Arup Bruce King, PE - Ecological Building Network Thornton Tomasetti Kieran Timberlake Erin McDade, Architecture 2030 感谢Breakthrough Energy, LLC对本报告制作的支持。 关于落基山研究所 落基山研究所是一家于1982年创立的专业、独立的非盈利机构。我们致力于通过提供市场化解决方案 推动全球能源系统转型，以实现1.5℃温升的气候目标，创造清洁、繁荣的零碳共享未来。我们在全球开 展工作，与企业、政策制定者、社区和非政府机构合作，识别并规模化推广能源系统转型解决方案，旨在 大幅降低温室气体排放。落基山研究所在中国北京、美国科罗拉多州巴索尔特和博尔德、纽约市、加州 奥克兰及华盛顿特区设有办事处。 建筑隐含碳减排 www.rmi.org / 3 5 6 7 7 7 9 10 11 12 13 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 31 33 34 38 39 41 43 建筑隐含碳减排 目录 第一章——隐含碳：隐藏的重大气候挑战 执行摘要 什么是隐含碳？隐含碳为什么重要？ 碳的时间价值 减少隐含碳有助于提升价值 第二章——造成美国建筑中隐含碳的主要材料 行业概述 水泥与混凝土 钢铁 木材 保温材料 未来发展方向 第三章——有效减少隐含碳的解决方案与策略 低隐含碳解决方案的特征 在设计和建造过程中应用低隐含碳解决方案 目前可用的工具 第四章——低隐含碳建筑经济性的案例研究 概述 研究方法 本研究的局限性 案例研究1：多层钢结构和混凝土建筑 案例研究2：中层现场构件式建筑 案例研究3：提拔建筑系统 在案例研究中发现了更多减少隐含碳的机遇 讨论 第五章——实现更深度减排的机遇 地域差异 区域数据差异 可带来更大变化的先进材料 规范与政策 第六章：总结 附件：附加案例研究 尾注 www.rmi.org / 4 第一章： 执行摘要 一、双碳文库是一个地产人建立的专业的分享碳达峰碳中和资料的文库网站 http://www.tanwenku.cc/ 二、203060 文库：http://www.203060.vip/ 三、所有 2 万份资料搜索目标：https://203060.vip/soso.html 四、欢迎加入文库会员，199 一年，399 终身。所有资料百度网盘共享,加小 编微信有优惠。 五、加入会员，可获赠价值 999 全网资源，影视，游戏，亲子，有需求联系 小编。 六、见面礼：B 站最全收费类课程合集： 自取地址 ：https://www.aliyundrive.com/s/7tXbEop6K5G 双碳会员重磅福利：赠送全网资源： 可以目录查询一下【关键词】 可查询目录：http://123.haohanba.cn 会员赠品 执行摘要 隐含碳：隐藏的气候挑战 主要观点 每年，建筑碳排放占全球能源相关碳排放总量的39%1 。其 • 在我们的案例中，仅需不到1%的成本溢价，就可以将前 设过程相关的碳排放。然而，针对建筑中隐含碳的解决方案 • 优化预拌混凝土工艺、选择低隐含碳的饰面材料、采用 中至少1/4的碳排放来源于建筑隐含碳，即与建筑材料和建 在美国尚未得到广泛研究，这给工程师、建筑师、承包商、 政策制定者和业主们留下了巨大的知识空缺。 其实，只需要极少或甚至不需要额外的前期成本就能够大 幅地减少隐含碳。本报告引用的案例分析显示，在成本溢价 不到1%的情况下，隐含碳的减排潜力可达到19%-46%。当 前，我们可以通过设计和选型过程中使用隐含碳水平更低的 替代材料来实现减排。建筑的一体化设计，将是实现更大力 度碳减排的有效途径。 本报告通过研究三种建筑类型，详细解读了在项目设计和施 期隐含碳减少最高达46%。 低隐含碳或固碳的保温方式，是零成本减少隐含碳最有 效的措施。 • 采用材料用量最少的设计方案可以减少隐含碳、降低 前期成本，并保持建筑的整体性与建筑美学。 • 采购回收利用率较高的钢筋和结构钢材、选择低隐含 碳的玻璃产品，以及减少结构系统的材料用量，是最具 影响力的低成本减少隐含碳的措施。 • 目前的一些新兴材料有望进一步显著减少隐含碳。 工阶段减少隐含碳的策略，特别是以低成本和零成本为前 提的建筑隐含碳减排解决方案。此外，本报告还量化了与低 隐含碳解决方案相关的建造成本差异，并指出了未来更大 程度碳减排的可行性及发展方向。 图1： 建筑隐含碳减排 隐含碳减排的主要类别 www.rmi.org / 6 什么是隐含碳？隐含碳为什么重要？ 碳的时间价值 隐含碳指的是在建筑的全生命周期内，由于提取、制造和安 要减少建筑在建造和运行过程中产生的碳排放，最值得把 阶段和使用寿命结束后的处理过程（例如：重复使用、回收 气候变化至关重要，因为这些排放中的大部分通常都发生 装材料和产品而产生的温室气体排放 ，包括在材料的使用 2 利用、填埋等）中产生的温室气体排放。 在对隐含碳的研究中，了解研究对象正处于生命周期的哪个 阶段是至关重要的。最常见的描述包括“从摇篮到大门” （ 涵盖材料提取、运输和制造）和“从摇篮到坟墓” （还包括对 使用阶段和生命周期结束阶段的考虑）。以一种全面且具有 握的机会在建筑生命周期的初期阶段。隐含碳对应对全球 在建筑生命周期的初期。 “建筑2030”报告称： “运行碳排放 可以通过建筑节能改造和使用可再生能源来逐渐减少，而 隐含碳则不同，建筑物一旦建成，它就会被锁定。如果我们 希望在2050年前逐步消除化石燃料的排放，那么我们现在 就需要开始着手解决隐含碳的问题。”全球建筑业正在蓬勃 发展，这样的情况预计还将持续数十年7。因此，尽快减少隐 连贯性的研究方法来研究材料在其废弃或再利用过程的环 含碳排放是一个关键任务，因为今天建造过程产生的排放 数据的缺乏、最终处理的不确定性（产品是否会被填埋、回 放是我们减少大气中二氧化碳总量的最佳策略。 境影响时，对生命周期结束阶段的考虑很重要。然而，由于 收或再利用？）或其他未知因素，对生命周期结束阶段的考 虑常常被忽视。 本报告仅考虑从“摇篮到大门”生命周期阶段（对应于全生 将在大气中留存数百年。减少和避免建筑隐含碳和运行排 减少隐含碳有助于提高价值 命周期分析中常用的A1-A3生命周期阶段 3，包括原材料供 除碳减排以外，减少隐含碳还可以提供更多价值。 说，前期隐含碳包括与材料的提取、运输（从提取场所到制 减少隐含碳通常能够降低项目成本。减少项目中所需要的材 过程、使用阶段以及生命周期结束阶段相关的排放。本报告 材料将使业主和开发商花费更少的钱。此外，减少混凝土混 应、运输到制造场所并制造的过程），即前期隐含碳。也就是 造场所）和制造相关的排放，不包括运输到施工现场、施工 的核心结论和案例分析没有涉及对生命周期结束阶段的隐 含碳的考虑，尽管本报告高度重视其影响。 隐 含 碳占全 球 碳 排 放 总 量 的1 1%以 上 （有些 研 究 高 达 4 23% ），这对应对气候变化工作至关重要。但隐含碳的受关 5 料用量是建筑师为减少隐含碳所能做的第一步。采购更少的 合料中水泥含量的碳减排策略也可以降低成本，因为水泥 是混凝土成本和含碳量的主要来源。使用重型木作为结构 组件也可以降低项目成本，因为使用更多的模块化组件和更 简单的连接方法可以加快施工速度。 注程度远不及运行排放（即与能源消耗相关的排放）。随着 低隐含碳产品通常还能减少提取、制造和运输方面的能源消 含碳的重要性将愈发凸显——预计从现在到2050年，隐含碳 那么在该过程中自然就能够实现节能。这些节约通常会帮助 全球建筑业的持续增长，以及现有建筑运行能效的提高，隐 占全球建筑部门总排放的比例将达到大约50%。要将全球 升温幅度控制在1.5摄氏度以下，日益严重的隐含碳问题将 在我们剩余的碳预算中占据相当大的比例，政策制定者和从 业者现在需要解决这个问题，从而发挥更大的影响。 6 耗。如果低隐含碳产品的提取、制造流程不是碳密集型的， 材料制造商节约运营成本，最终消费者也有可能因此受益。 低隐含碳，且以全生命周期视角评估建筑碳排有助于满足绿 色建筑认证的要求。将隐含碳纳入认证的包括英国建筑研究 院绿色建筑评估体系（BREEAM）、世界银行的绿色建筑认 证体系（EDGE）、美国绿色建筑委员会的LE