建材生产和建筑运行的碳减排思路
水泥,混凝土 生态和绿色低碳混凝土 2022-11-23
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衣食住行是支撑人类社会生活的基本要素，建筑人居消费必然是刚性需求。据中国建筑节能协会建筑能耗与碳排放数据专业委员会发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告（2021）》统计，2019年全国建筑全过程能耗总量为 22.33 亿吨标准煤，全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重为49.97%。由此可见，建筑领域是我国主要碳排放来源之一，依靠技术创新推动建筑产品绿色化、低碳化发展，通过建筑全过程减碳，对实现碳中和意义重大。
《2021年中国碳中和愿景下建筑行业市场现状分析》显示，全国建筑全寿命周期能耗总量中，建筑能耗占全国能源消费总量的比重为46.5%。其中，建材生产阶段占建筑全寿命周期能耗的51.3%，占全国能源消费总量的比重为23.8%；建筑施工阶段占建筑全寿命周期能耗的2.2%，占全国能源消费总量的比重为1%。
根据2020年生态环境部发布的《省级二氧化碳排放达峰行动方案编制指南》统计，建筑运行阶段占建筑全寿命周期能耗的46.6%，占全国能源消费总量的比重为21.7%。
有鉴于建材生产及建筑运行是建筑全寿命周期两个主要耗能阶段，所以本文主要讨论建材生产及建筑运行的碳减排思路。
据《2022年建筑行业发展前景分析（碳中和专题报告）》称，建材生产环节，水泥是碳排放的主要部分，水泥生产运输环节碳排放占比41%。
水泥行业碳减排路径分析
水泥行业作为国民经济的重要基础产业，贡献了全球范围内碳排放总量的7%。而我国每年生产全球近六成的水泥，水泥行业碳排放量也将近占全球水泥产业碳排放总量的一半。国内水泥行业碳减排形势严竣，任务艰巨。
技改和替代燃料是基础，碳捕集技术是未来。第一，燃料替代是优先考虑且具有成本效益的手段，到2050年可推动水泥行业约10%的碳减排。第二，优化调整水泥产品原材料结构，减少熟料用量。据专家测算，我国水泥中熟料系数为0.678, 若降到0.55，以出厂水泥计，碳排放可减少18%。第三，通过节能减排技术的进步和推广应用实现碳减排目标。水泥企业可以通过不断改造生产线，提升能效，从而实现碳减排。相关研究结果显示，该路径从每吨熟料热耗、电耗方面，可帮助水泥行业降低约20%的碳排放。第四，开发碳捕集技术是具有潜力的碳减排技术路径。
随着碳捕集相关技术进步，其成本有望持续下降，经济性与有效性有望显现。综合利用以上方法，有望在2030年，水泥行业碳排放量降低30%，预计将实现碳减排量3.6亿吨。
建筑人居产业减碳关键手段
建筑人居过程占建筑全寿命周期能耗的46.6%，占全国能源消费总量的比重为21.7%。要实现建筑运行阶段的碳达峰、碳中和，需从提升建筑节能水平，规模化推广可再生能源建筑应用，提高建筑“产能”能力，发展绿色能源供暖、制冷、炊事、照明、洗浴等技术，推广建筑全面电气化和固碳技术等方面着手。
据《中国建筑碳排现状、变化趋势与达峰路径》测算，到2060年不同技术措施可实现碳减排量分别为：建筑节能减排3.3亿吨CO₂，建筑产能减排2.99亿吨CO₂，建筑电气化与电力部门减排4.5亿吨CO₂，CCUS技术减排4.2亿吨CO₂。
住房城乡建设部发布的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》指出，到2025年，完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上，全国新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上，地热能建筑应用面积1亿平方米以上，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，建筑能耗中电力消费比例超过55%。
据测算，到2025年绿色建筑市场规模有望超9万亿元。综合使用以上碳减排方式，到2060年，建筑节能及电气化有望减排7.8亿吨CO₂。
总之，建筑人居产业的减碳已成为我国实现“双碳”目标至为关键的一环。其中建材制造环节以水泥减碳为重心，而建筑运行阶段以推广绿色节能建筑及电气化为关键手段。据初步估算，建筑行业每年可以为碳中和贡献10亿～15亿吨的CO₂减排量。CO₂减排任务重、涉及面广，利用技术创新促进产业不断升级，真正把“绿色”融入建筑人居的全生命周期，才能创造巨大的经济和社会效益。
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