建筑領域的碳中和場景是實現(xiàn)零碳建筑,也就是將占碳排放總量的21%的運行階段碳排放實現(xiàn)零碳排放。具體的實現(xiàn)路徑可以從需求減量、超高能效和能源替代3方面實現(xiàn)。
需求減量方面,可以借助超低能耗房屋減少能源需求,通過低碳、輕質、循環(huán)建材和工業(yè)化建造體系減少建材用量。超高能效方面,超低能耗的建筑設備和能源智能控制系統(tǒng)大幅提升能源利用效率。而能源替代,主要是與儲能技術相結合的光伏建筑一體化和各種熱泵技術使建筑脫離對化石能源的依賴。
具體到和建筑相關的3種排放,零碳路徑也有不同的側重。6億噸的建筑領域直接排放,零碳路徑是在建筑中減少煤、油、氣等任何化石能源的使用,將直接排放減為零。實現(xiàn)途徑為炊事電氣化、生活熱水電氣化、燃氣熱水鍋爐等用熱泵等替代。
間接排放主要是建筑運行中使用的電力和熱力,減少間接排放一方面取決于建筑自身需求,另一方面取決于供給側低碳化程度。零碳路徑是以近零能耗建筑為核心的建筑節(jié)能、配合零碳電力的建筑電氣化以及零碳熱源。2019年,我國間接碳排放為16億噸,包括1.9萬億度運行用電的11億噸碳排放和集中供熱、燃煤燃氣鍋爐和熱電聯(lián)產的5億噸碳排放。因此,提升節(jié)能減排標準是降低用能需求、減少間接排放的關鍵。
零碳電力要求建筑用電全部為風電、光電,一方面需要大力發(fā)展建筑表面光伏發(fā)電,另一方面用建筑消納周邊地區(qū)集中風電光電的零碳電力。此時的難點就變成了柔性用電,即如何讓建筑彈性地消納風電光電的波動性。依靠“光儲直柔”建筑配電可以支持零碳建筑能源的實現(xiàn)。光是指光伏建筑一體化;儲是儲能,將建筑蓄電池連接充電樁,實現(xiàn)建筑與汽車的儲放結合;直是指建筑直流配電;柔是指彈性負載,柔性用電,調節(jié)風電光電的波動性。“光儲直柔”建筑可僅僅依靠零碳電力運行。
隱含碳排放主要來源是建材生產,我國建筑碳排放占比為38%,其中建材相關占比為17%。從全壽命期看,運行用能占比最高,建材占比第二,考慮建材生產建造周期短,其優(yōu)化對建筑領域低碳化貢獻更大。隱含碳的零碳路徑包括:避免過量建設和大拆大建,從總量減碳;推動建筑工業(yè)化,從源頭減碳;推廣新型低碳結構體系和高性能材料,從建材減碳。