基于“十三五”減排背景下的碳排放研究

（1.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福建 南平 353000）

2015年底“第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)”在巴黎布爾歇展覽中心舉行，超過150個(gè)國(guó)家參與了此次會(huì)議，參與會(huì)議的各個(gè)國(guó)家就歐盟制定的巴黎氣候大會(huì)協(xié)定展開了激烈的談判，共同認(rèn)可了《巴黎協(xié)定》。此次會(huì)議不同于2009年“哥本哈根會(huì)議”，發(fā)達(dá)國(guó)家正視以往為發(fā)展經(jīng)濟(jì)而產(chǎn)生的碳排放，與會(huì)各國(guó)達(dá)成“多排放多出錢，發(fā)展中國(guó)家亦應(yīng)多出力”的共識(shí)，最終世界各國(guó)簽訂《巴黎協(xié)議》這一歷史性的文件。《巴黎協(xié)議》的核心控制點(diǎn)事將全球氣溫上升控制在2℃以內(nèi)，以更小的氣溫上升為努力目標(biāo)。發(fā)達(dá)國(guó)家一方面將大力推動(dòng)、發(fā)展節(jié)能減排的新舉措，另一方面將通過物資與科學(xué)技術(shù)幫助發(fā)展中國(guó)家共同實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排[1]。本文在《福建省房屋建筑施工碳排放研究》（JAT170976）與《房屋建筑樁基礎(chǔ)施工碳排放研究》（JAT170993）課題下，在之前學(xué)者對(duì)建筑碳排放的研究成果上，對(duì)基于“十三五”減排背景下的碳排放進(jìn)行分析研究。

1 節(jié)能減排背景

1.1 “十三五”節(jié)能減排工作方案

《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》（國(guó)發(fā)〔2016〕74號(hào)）是在巴黎氣候大會(huì)的大背景之下，國(guó)務(wù)院對(duì)全國(guó)節(jié)能減排的要求。文件要求到2020年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2015年下降18%，碳排放總量得到有效控制；大力推廣綠色建筑，到2020年城鎮(zhèn)綠色建筑占新建建筑比重達(dá)到50%；“十三五”期間，福建、江西、河南、湖北、重慶、四川碳排放強(qiáng)度分別下降19.5%；加快低碳技術(shù)研發(fā)與示范，研發(fā)能源、建筑等重點(diǎn)領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)適用的低碳技術(shù)，加快推動(dòng)低碳技術(shù)進(jìn)步[2]。

1.2 福建省生態(tài)文明格局

基于國(guó)家節(jié)能減排工作的背景下，福建省將于2020年形成主體功能定位的城鎮(zhèn)化格局、農(nóng)業(yè)發(fā)展格局和生態(tài)安全格局，能源資源利用效率、污染防治能力顯著提升等主要指標(biāo)處于全國(guó)領(lǐng)先水平，系統(tǒng)完整的生態(tài)文明制度體系基本建成，覆蓋全社會(huì)的生態(tài)文化體系基本建立，綠色生活方式和消費(fèi)模式得到大力推行，形成人與自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)新格局。同時(shí)將從國(guó)土空間開發(fā)格局、加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、促進(jìn)能源資源節(jié)約、加大生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)力度、提升生態(tài)文明建設(shè)能力和水平、加強(qiáng)生態(tài)文明制度建設(shè)、用好用足支持政策等七個(gè)方面做好生態(tài)文明先行示范區(qū)建設(shè)[3]。

3 碳排放研究現(xiàn)狀

在全球氣候變暖的這個(gè)大背景下，世界各國(guó)的相關(guān)專家對(duì)綠色發(fā)展、低碳建設(shè)等進(jìn)行了前所未有的研究，如基于建筑 LCA（全生命過程）、建筑生產(chǎn)階段、建筑運(yùn)營(yíng)階段、建筑廢除階段深究碳排放活動(dòng)規(guī)則。在建筑LCA的階段中，廣大學(xué)者研究結(jié)論較充足，形成了可供大家參考的許多研究成果；而在建筑施工階段，特別是基礎(chǔ)施工階段的碳排放，很多學(xué)者略過或一概而過這一時(shí)段的研究。然而，碳排放研究既要宏觀指揮，也要微觀入手。

3.1 建筑施工碳排放的研究現(xiàn)狀

據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，以下簡(jiǎn)稱 IPCC) 的測(cè)算，建筑行業(yè)生產(chǎn)所消耗的能源占到了全球能源消耗的40%，其中CO2排放比例高達(dá)全球CO2排放量的36%[4]。截止目前，建筑業(yè)累計(jì)碳排放量已高達(dá)我國(guó)碳排放總量的50%[5]。

國(guó)外對(duì)建筑碳排放研究包羅萬(wàn)象，Peter S.P等人[6]認(rèn)為部分關(guān)鍵因素會(huì)促使施工單位采取節(jié)能減排措施。Sha Liu[7]等建立了粒子群優(yōu)化模型幫助施工單位拆解項(xiàng)目，然后通過子項(xiàng)目碳排放匯總來優(yōu)化施工階段工作組合。Stolls認(rèn)為可以通過碳排放稅收，進(jìn)行節(jié)能減排措施。C.Chau等人利用蒙特卡羅方法產(chǎn)生（概率方法）來描述高層建筑的碳足跡，得出了結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)占到15%-30%的比重，可以減少17.3%的碳排放量；通過資源的回收與重復(fù)利用可以減少約 3%的建筑碳排放量。Michiya Suzuki等創(chuàng)造了I/O法，通過測(cè)算建筑準(zhǔn)備階段碳排量約790kg/m2；使用階段每年碳排量約 87kg/m2；拆除階段碳排量約 36kg/m2。HacRer.J 和 Be1Cher.S認(rèn)為可以通過低碳設(shè)計(jì)與低碳施工來促使低碳生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。Day.A.R等學(xué)者認(rèn)為最好的低碳方式是采用電、熱能來替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，特別是在建筑LCA的過程中，充分利用再生技術(shù)爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)建筑減排10%。

國(guó)內(nèi)對(duì)碳排放研究處于不斷加強(qiáng)深化的階段，張智慧建筑物化階段提出了界定標(biāo)準(zhǔn)，建議通過建立 BEPAS（建筑環(huán)境物化影響評(píng)估系統(tǒng)）來幫助大家對(duì)建筑物各個(gè)階段的環(huán)境影響進(jìn)行分析。燕艷認(rèn)為施工機(jī)具等的能源消耗占了建設(shè)施工能源消耗的絕大部分。蔡向榮認(rèn)為高層砼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工過程中產(chǎn)生的碳排放量大于多層建筑結(jié)構(gòu)與普通的單層建筑。清華大學(xué)提出可以通過實(shí)測(cè)分析與模擬分析的方法來統(tǒng)計(jì)建筑能耗，進(jìn)而編制建筑耗能定額，從設(shè)計(jì)源頭控制建筑施工用能。王志榮崇尚綠色管理，通過把生態(tài)和諧與管理相結(jié)合，堅(jiān)持減量、再利用、再循環(huán)的方式進(jìn)行企業(yè)管理。

3.2 碳足跡理論的研究現(xiàn)狀

碳足跡，又稱Carbon Footprint，是人們生產(chǎn)生活所排放GHG的集合。它揭示了人類生產(chǎn)生活對(duì)自然的影響是巨大的，只有通過減少碳足跡，才能實(shí)現(xiàn)環(huán)保。在此，基于建筑的碳足跡定義，是指在整個(gè)建筑全壽命周期中，從立項(xiàng)到投入運(yùn)行到乃至報(bào)廢的生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生碳排放總量。是評(píng)價(jià)建筑是否節(jié)能環(huán)保的重要指標(biāo)，有禮物建筑行業(yè)真正實(shí)施低碳生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)。

由此可見，基于碳足跡的研究手段對(duì)分析建設(shè)碳排放量定具有很強(qiáng)的操作適用性，當(dāng)下通用的對(duì)碳足跡研究分析的方法有基于建設(shè)過程的分析方法與基于投入產(chǎn)出的分析方法，這兩種方法各有特色。基于碳足跡的研究方法為研究評(píng)價(jià)建設(shè)碳排放開創(chuàng)了新的視野，對(duì)評(píng)價(jià)建設(shè)活動(dòng)產(chǎn)生的GHG效益具有指導(dǎo)性的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 碳排放系數(shù)

碳排放系數(shù)（碳排放因子），是指相關(guān)能源在特定條件的使用下，產(chǎn)生能量這一過程中，其所產(chǎn)生的CO2量。為了方便理論研究，IPCC假定相關(guān)能源的單位碳排放（碳排放因子）是不變的。國(guó)內(nèi)外專家對(duì)碳排放系數(shù)做了詳細(xì)的研究，他們認(rèn)為碳排放設(shè)計(jì)建造的全壽命周期，這些過程可以分為直接碳排放與間接碳排放，而碳排放系數(shù)（碳排放因子）是解決這些過程中碳排放量的首要基礎(chǔ)與關(guān)鍵部分。

IPCC發(fā)布了世界上主要使用的能源（煤、石油等）的碳排放系數(shù)，建筑碳排放計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（CECS 374：2014）對(duì)此也進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

3.4 碳排放理論的實(shí)現(xiàn)

目前，碳排放理論已在建設(shè)中逐步應(yīng)用，例如阿塞拜疆共和國(guó)（簡(jiǎn)稱AR）的零能耗游樂城。AR在里海的奇拉島上設(shè)計(jì)了一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的城市，在自然地貌基礎(chǔ)上布置房屋，將太陽(yáng)能板與建筑結(jié)合。島上的有獨(dú)立的供水系統(tǒng)，生活廢水處理后用于灌溉。奇拉島以基于生態(tài)化的處理，將一個(gè)沙漠小島改造成一個(gè)風(fēng)景秀麗的富饒島嶼，開創(chuàng)了人與自然和諧的生態(tài)城市，如圖1所示。

圖1 齊拉島生態(tài)系統(tǒng)圖

4 討論

目前，關(guān)于建筑碳排放的研究成果涉及方方面面，但是有部分領(lǐng)域仍然是空白的。由于發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家的科技實(shí)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次不同，對(duì)碳排放的研究程度與排放量控制的實(shí)現(xiàn)手段也有所差距。中國(guó)走的是特色社會(huì)主義道路，我們應(yīng)該立足當(dāng)下，因地制宜的對(duì)我國(guó)建筑碳排放進(jìn)行深入的探討與分析，就不足之處加以補(bǔ)全與采取措施。當(dāng)前，我國(guó)建筑碳排放研究存在的不足有：

（1）我國(guó)學(xué)者對(duì)建設(shè)施工階段碳排放理論的研究較國(guó)外而言相對(duì)缺乏,現(xiàn)階段對(duì)碳排放的研究絕多數(shù)是基于建筑物的全壽命周期，研究面尚不夠廣泛。對(duì)于建筑總體的碳排放量，大家得出了形形色色的理論。然而，建筑全生命期是由不同階段形成了，其中施工階段的持續(xù)時(shí)間是第二長(zhǎng)的，且這階段是建筑變化最為突出的階段，我國(guó)在這一時(shí)期領(lǐng)域的研究成果不足，尤其是建筑基礎(chǔ)施工階段的理論成果更是少之又少。基礎(chǔ)施工是項(xiàng)目建設(shè)的必經(jīng)階段，因此完善基礎(chǔ)施工階段的碳排放理論對(duì)構(gòu)建完整的建筑碳排放理論具有重要意義。

（2）缺乏針對(duì)施工工藝的碳排放研究。目前，多數(shù)建筑碳排放研究都是總體把握，宏觀指導(dǎo)節(jié)能減排。基于大量的碳排放數(shù)據(jù)與對(duì)碳排放影響因子分析，得出節(jié)能減排的政策指導(dǎo)與提倡科技革新。缺乏從微觀層面的研究，特別是施工工藝對(duì)建筑生產(chǎn)碳排放的影響與控制措施較為缺乏。建筑生產(chǎn)基于工藝，通過對(duì)施工工藝對(duì)施工碳排放影響的研究，能夠在務(wù)虛的基礎(chǔ)上務(wù)實(shí)，能夠從建筑碳排放的根源上得出碳排放規(guī)律，為建筑施工階段的碳排放控制以及相關(guān)部門對(duì)碳排放權(quán)交易的把控提供一定的理論參考。

[1]李強(qiáng).中美氣候合作與《巴黎協(xié)定》[J].理論視野,2016(3)：67-70.

[2]曹昆.國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》[N].人民日?qǐng)?bào),2017-01-06.

[3]常工.從生態(tài)省到生態(tài)文明示范區(qū)[N].人民日?qǐng)?bào)海外版,2015-06-01.

[4]李靜,劉燕.基于全生命周期的建筑工程碳排放計(jì)算模型[J].工程管理學(xué)報(bào),2015,4(29):12-16.

[5]程明,王菲,張維鵬.中國(guó)建筑業(yè)總產(chǎn)值與碳排放關(guān)系研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2015,3(31):53-56.

[6]Peter SP,Wong S.T,Thomas Ng, M Shahidi.Towards understanding the contractor's response to carbon reduction policies in the construction projects[J].International Journal of Project,2012,29:155-162.

[7]Sha Liu,Ran Tao,Chi Ming Tam.Optimizing cost and CO2emission for construction projects using particle swarm optimization. Habitat International,2013,27:155-162.