朝高度节能和低碳转型至关重要,房地产建筑业碳排放引起全球关注
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2021中国绿色地产指数TOP30报告(一)
一、房地产建筑业碳排放引起全球关注
2020年受新冠肺炎疫情影响,全球房地产建筑业温室气体排放和能源量使用均有所增加。
全球建筑建设联盟发布的《2019年建筑业全球形势报告》数据显示,全球建筑业能耗占全球能耗量的36%,相关二氧化碳排放占全球碳排放总量的39%,因此房地产建筑业对减缓温室气体排放至关重要。
房地产建筑业遏制碳排放,并创造一个低碳和可持续发展的环境,比以往显得更为迫切且意义重大。
根据联合国环境规划署(UNEP)较新发布的《排放差距报告》,要实现《巴黎协定》到本世纪末将全球平均气温较工业化前时期上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内的目标,全球需要在2030年前将碳排放量减少50%以上,并在2050年前实现“碳中和”。
一个众所周知的事实是,人口不断增长和建筑面积继续扩大,势必将提高房地产建筑领域的能源消耗量和包括二氧化碳在内的温室气体排放量。
全球房地产建筑行业向高度节能和低碳转型,对于实现到2030年将全球平均气温升幅控制在比工业化前水平高出不超过2摄氏度的全球目标至关重要。
同时,房地产建筑行业还在应对全球空气环境治理中发挥着关键作用。作为对人类健康较大的环境威胁。空气污染是过度释放温室气体、短暂的气候污染物、有毒化学物质、生物污染物和许多其他来源的结果。
世界卫生组织指出,全球每10个人中就有9个人呼吸着被污染的空气,并暴露在高于世界卫生组织准则的污染物水平的空气之中。
室内空气质量不达标的建筑物和空气质量较差的城市,使人们同时遭受来自室内空气污染和室外环境污染的双重伤害。
建筑是社区和城市最为重要的基础设施。相关机构预测,到2060年,全球建筑面积将增加一倍。
美国能源部预测,如果不对房地产建筑行业的运作方式进行重大变革,这种扩张将推动全球原材料总消费量翻一番,这会大大增加房地产建筑行业的二氧化碳排放量,加速气候危机。
建筑物在整个生命周期中都会产生大量污染物。二氧化碳排放不仅在建筑物运营阶段开始释放,也会在建筑材料的制造、运输、建设以及所有建筑物(包括建筑物和其他基础设施)的使用寿命终止阶段内释放。
从现在到2050年,在建筑物或基础设施投入使用前释放的二氧化碳排放量将占新建建筑全部二氧化碳排放量的一半。传统建筑施工过程污染严重。在全球39%的建筑物二氧化碳排放量中,有11%是在建筑施工过程中产生的。水泥、钢材和其他建筑材料的生产是主要的二氧化碳排放来源。砖窑以及钢铁生产占全球二氧化碳排放量的20%。其余28%的二氧化碳排放量归因于运营中的建筑物的制冷、供暖和照明。能源使用受到建筑物围护结构质量的严重影响,较旧的建筑物二氧化碳排放量尤其高。
除二氧化碳排放外,运营中的建筑物还会释放出许多其他有毒污染物,包括细颗粒物(PM2.5)。这是由于燃料燃烧向建筑物供暖、制冷和发电以及氢氟碳化合物(HFC)引起的。
在建筑物范围内,建筑结构可能会释放出具有致癌性的有毒灰尘,例如二氧化硅。这极大损害了建筑工人以及居住在不受控制的建筑工地附近人们的健康和福祉。
进入建筑物内部后,情况变得较为复杂。燃料燃烧会造成室内空气污染(固体燃料造成PM2.5污染,天然气燃烧产生温室气体)、生物污染物(如空气传播的霉菌孢子)以及暴露于含有挥发性有机物等化学物质的家用织物、家具和物品中发现的挥发性有机化合物(VOC)等。
此外,碳排放乘数效应导致城市陷入气候变化高风险状态。城市环境空气质量通常较差,并且经常使用机械通风来保护建筑物内部居民免受污染。这增加了能源使用,在上游产生了更多的排放物和污染物,并且可能导致局部环境问题,比如城市热岛效应。
建筑环境对空气污染危机的影响是在各个层面上产生的。它受到城市规划、建筑物使用人行为和社会经济因素、国家和地方房地产与建筑政策、能源法规以及地方建筑实践的影响。
房地产建筑行业推进“碳中和”比以往更为迫切。比如,使用碳排放友好型冷却剂和商业模式。再比如,管理建筑物产生的健康风险,采用绿色施工技术以及其他减少粉尘、废物的策略来适当管理建设周期的健康风险,尤其是粉尘产生的健康风险。
装配式建筑具有节能低碳的优势,包括减少材料浪费、减少对建筑工地和周围社区的破坏、减少运营能耗等。
根据Buildoffsite发布的报告,废物可占常规建设项目原材料使用总量的10%~20%。该报告引用了与常规项目相比由装配式建筑项目产生的废物的研究,研究发现装配式建筑可以将废物减少一半。这与波士顿咨询集团(BCG)的发现相吻合,即装配式建筑的使用可以将项目的建筑浪费减少50%。英国废物与资源行动计划(WRAP)的一份报告显示,装配式建筑最多可减少90%的废物。
要实现《巴黎协定》中将全球变暖保持在比工业化前水平低于1.5摄氏度的气候目标,房地产建筑业必须在2030年前将能源消耗量降低至少80%以实现碳减排,并在2050年之前实现“碳中和”。
全球建筑建设联盟、联合国能源署于2020年联合发布的《GlobalABC Roadmap for Buildings and Construction 2020—2050》确定了八项关键行动,以此作为房地产建筑业绿色转型的指导。
一是城市规划。包括土地使用、分区和其他与建筑、交通和能源系统相关的规划。
二是新建建筑。包括新建建筑设计过程、设计策略和规范等各个方面。
三是现有建筑。包括改善现有建筑的所有方面。
四是建筑运营。包括建筑物运营和管理等。
五是电器和系统。包括在新建建筑和现有建筑中使用的照明、电器和设备系统。
六是材料。包括建筑中使用的围护结构和产品材料。
七是弹性。包括建立复原力的所有方面,提高适应和减轻气候变化和其他自然灾害影响的能力。
八是清洁能源。包括从使用化石燃料等碳排放较高的燃料过渡到可再生能源等清洁能源。
绿色建筑必须全面提高能源使用效率并使用可再生能源。
为了在可接受的时间范围内实现房地产建筑业“碳中和”,不仅需要考虑绿色建筑运营过程中产生的碳排放,还需要考虑与建筑材料相关的碳排放——隐含碳排放。如前所述,隐含碳排放是在建筑全生命周期内众多相关活动排放的碳。比如,原材料开采、原材料运输到工厂,产品制造、产品运输到现场,建筑施工、建筑物的使用和维护,建筑物的翻新或拆除,现场废料运输以及填埋场废料存放。
衡量绿色建筑时,为了体现隐含碳排放,更应采用建筑全生命周期评估法。
根据联合国环境规划署的数据,建筑材料的制造,即这些隐含的碳排放量占全球温室气体排放总量的11%。一直以来,这一数据常常被大众所忽略。与能源占全球温室气体排放总量的28%相比,隐含碳排放量的占比看上去很小,但对于新建建筑而言,隐含碳与能源效率和可再生能源一样重要。
房地产建筑业使用的两种主要材料——水泥和钢材占隐含碳排放量的很大一部分。全球水泥和混凝土协会 (GCCA) 最近发布了一份“碳中和目标声明”,宣布其40名成员希望到2050年实现混凝土“碳中和”。GCCA称,水泥中约60%的二氧化碳排放来自材料本身,石灰石在加热生产成水泥熟料时会排放二氧化碳。但目前没有石灰石的替代品,只能通过添加更多的添加剂(如矿渣、粉煤灰、煅烧粘土等)来减少熟料用量。水泥中其他40%的二氧化碳排放主要来自加热石灰石所需的燃料。
GCCA指出,生产水泥燃烧的传统化石燃料可以使用替代燃料,事实上,在这方面,全球的替代率已经达到5.6%。替代品通常是工业过程中高度易燃的副产品,最常见的是石油焦、污水污泥和骨粉。可再生能源将更有可能用于替代和减少间接碳排放。除了依赖替代燃料,GCCA表示将通过加强再碳化和部署碳捕获技术来实现混凝土“碳中和”。
按重量计算,另一建筑耗材——钢材的隐含碳排放比混凝土高得多——1吨钢材碳排放量相当于1吨温室气体排放量。根据世界钢铁协会的数据,钢铁生产占全球温室气体排放总量的6.6%,超过水泥。这一数字反映了世界大部分地区仍在使用碱性氧气炉而不是电弧炉生产钢材。
减少钢材碳排放的另一个选择是减少对钢材的使用。比如,带有斜撑的支撑框架使用的钢材要比力矩框架少得多。
《GlobalABC Roadmap for Buildings and Construction 2020—2050》中提出了两大新概念:
净零运营碳排放建筑——通过使用可再生能源或其他形式的碳补偿抵消电力消耗和其他燃料消耗产生的碳排放的建筑。
终身净零碳排放建筑——在建筑中使用的材料或产品隐含碳排放已被抵消的建筑,且运营实现净零碳排放。
“净零”意味着首先要提高能源效率。在可再生能源可及的范围内,“近零”或“净零”反映了建筑本身尽其所能达到接近零碳排放的能源需求。为了实现建筑全生命周期净零碳排放的终极目标,必须通过使用低碳材料、更高效的制造技术和优化材料以减少和抵消建筑材料中的隐含碳排放。
事实上,G7集团国家已开始优化建筑材料,减少了其住宅建筑整个生命周期碳排放量的35%至40%。
在美国,绿色建筑的发展已历经30多年。1990年,美国建筑师协会(AIA)环境委员会成立,低辐射(Low—E)玻璃成为当时美国房地产建筑业幕墙装饰的主流产品。1993年,美国绿色建筑委员会(USGBC)成立,2002年起LED光源开始应用于绿色建筑。2020年,光伏成为美国成本较低的电力来源。新冠肺炎疫情引发了社会对建筑通风新的担忧。受此影响,美国健康建筑认证需求激增。近期,美国宣布到2050年实现房地产建筑业“碳中和”。
在经历了新冠肺炎疫情、经济危机、社会动荡和特朗普政府的监管倒退之后,美国现任总统拜登作出了“重建更好的美国”的承诺。
拜登已经签署了多项与气候和环境有关的命令和备忘录,但只有少数政令与建筑行业直接相关。迄今为止,有关建筑行业的行动主要集中在公平和负担得起的住房上。
美国建筑、工程和建设行业 (AEC) 领导人向美国政府发出呼吁,建议采取六大行动:
——加强建筑标准:包括恢复奥巴马执政时期对高性能建筑的要求,以及旨在使存量建筑“碳中和”的新举措,比如基本建筑规范不受州市当局规范的约束。
——促进建筑再利用和升级:呼吁税法改革和其他促进建筑再利用和改造的手段。
——促进健康住房和弹性社区:建议制定国家健康住房指南,以及其他更好的弹性工具。
——促进材料健康和产品透明度:包括有毒的清洁产品和建筑材料以及其他隐含碳设备。
——促进全民健康学校:包括在教育系统内设立健康、高性能和弹性设施办公室的提议。
美国总务管理局 (GSA) 近期成立了两个与房地产建筑业“碳中和”相关的新任务组——联邦建筑“碳中和”任务组和环境正义与公平任务组。
建筑“碳中和”需要清洁能源,美国总务管理局已承诺,到2025年采购100%的可再生能源。这在所有新建建筑和重大改造电气化以及到 2030 年实现其投资组合中的净零能源的先前计划之上。新的任务组将“探索减少温室气体排放的机遇和挑战”作为目标,并努力将这一目标变为现实。
第二个新任务组专注于公平,由美国总务管理局与全美有色人种协进会(NAACP)进行合作,目标是“改善与多元化和代表性不足的社区的接触,以在整个联邦可持续建筑过程中创建解决方案。”
拜登总统的行政命令要求最晚于 2035 年采购净零排放车辆,包括为美国邮政服务以及无碳污染电力部门的采购。该行政命令旨在创建一个“保护和恢复公共土地和水域、增强社区复原力、增加重新造林、增加农业部门的碳封存、保护生物多样性、改善娱乐机会并解决不断变化的气候。”
除联邦政府外,美国各州、市政当局、公用事业公司和企业通过提高能源效率和使用清洁能源,在迈向无化石能源的道路上取得了进展。
根据自然资源保护委员会(NRDC)的数据,美国近210个城市已承诺实现100%的清洁电力或净零排放。这一目标对建筑物和房地产建筑行业具有巨大的影响。100%清洁电力目标意味着“碳中和”。如果公用事业单位通过购买可再生能源或碳补偿来抵消碳排放,则公用事业就可以继续使用化石燃料发电。当没有可再生能源时,公用事业公司继续依靠作为电网混合组成部分的化石燃料提供动力。
美国艾奥瓦州首府得梅因(Des Moines)制定了24/7无碳目标。这意味着,非化石燃料能源必须在城市需要的一小时内满足城市的所有电力需求。对于公用事业而言,这也使负载转移变得极为重要,这意味着管理建筑物的电力负载是成功的关键。无论电力负载如何浮动,都需要与水力发电或先进的(有时是昂贵的)技术相匹配,例如增强的地热、绿色氢气或碳捕集。
得梅因(Des Moines)在其24/7决议中认可了这一方向,“新建建筑和现有建筑必须使用智能建筑技术,通过电网互动、电气化和提高效率等措施,在降低能源需求方面发挥关键作用。”
美国马萨诸塞州近期制定了一项全面的新气候法案,要求到2050年实现温室气体净零排放。这一法案划定了6个领域,包括住宅建筑、商业和工业建筑等。
该法案具有以下特点:
一是要求行政部门在一年内为建筑物制定新的规范,其中包括“碳中和”要求。
二是根据收入、边缘化群体所占百分比和英语熟练程度定义“环境正义人口”,并要求考虑对过去污染环境的潜在破坏性项目,要强制要求其提供环境评价报告。
三是要求公用事业公司逐年增加其可再生能源投资组合。
四是为电器设定更高的能效标准。
五是以多种方式激励使用太阳能,并要求太阳能激励计划要针对低收入和其他边缘化社区。
现有建筑的“碳中和”比新建建筑的“碳中和”显得更为迫切。在欧洲,欧盟资助的BUILD UPON项目正在使欧洲城市到2050年实现其现有建筑存量的“碳中和”。
目前共有32个欧洲城市实施BUILD UPON框架,这是实现欧盟现有建筑改造浪潮的重要工具,这项计划旨在到2030年在地方层面至少将欧盟的现有建筑改造率提高一倍。通过这一方式,参与城市可以在实现欧盟绿色协议的2050年“碳中和”目标方面发挥重要作用。
亚太地区是“碳达峰、碳中和”的重点区域。国际货币基金组织数据显示,亚太地区有45亿人口,占世界总人口的60%,其GDP占全球GDP的近一半。据国际能源署统计,由于持续的经济和人口增长,到2040年,中国和印度将成为能源需求增长较大的两个国家。这一趋势再加上城市化进程加快,导致亚太地区房地产建筑业增长和服务需求的多元化。
事实上,亚太地区仍然严重依赖化石燃料,尤其是煤炭发电和石油运输。虽然中国能源供应结构进行了调整,通过转向天然气从而减少了对煤炭的依赖,但是天然气产生的二氧化碳等温室气体与煤炭差别不是很大。
据世界银行研究,亚洲二氧化碳排放量逐年增加,这导致亚太地区成为世界上二氧化碳排放特别值较高的地区之一。
联合国一项报告显示,日本是世界第五大温室气体排放国,约占全球排放总量的3%。2020年12月,日本政府发布了一项绿色增长战略以实现2050年净零排放承诺。针对房地产建筑行业,日本发布了详细计划,确定和挖掘现有建筑的节能潜力,包括在既有补贴计划的基础上,对现有建筑改造予以财政激励,还制定了到2050年对全部建筑进行改造的目标。
国际组织C40城市作为一个由全球97个特大城市组成的联盟,于2021年初推出了清洁建筑宣言,最初有布达佩斯、洛杉矶、墨西哥城和奥斯陆4个签署方。这4个城市的市长承诺:到2030年,将所有新建市政建筑、改造现有建筑以及其他市政基础设施项目的隐含温室气体排放量减少至少50%;到2025年采购并在可能的情况下仅使用零排放建筑机械。
需要引起重视的是,净零能耗建筑并不总能减少碳排放。可再生能源的增加,既加速了净零能耗建筑对可再生能源的需求,也加剧了传统能耗建筑在碳减排方面的不足。唯有以不同的方式设计和运营净零能耗建筑,才能使房地产建筑行业真正实现“碳中和”。
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