長(zhǎng)三角區(qū)域建筑業(yè)全過(guò)程碳排放統(tǒng)計(jì)分析*

□張孝存 阿世政 李丹陽(yáng)

關(guān)鍵字：碳排放；建筑業(yè)；全過(guò)程；長(zhǎng)三角區(qū)域

｜引言

節(jié)能減排是當(dāng)今全球高度關(guān)注的核心議題和重要工作。我國(guó)的碳排放總量位居世界前列，面對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與低碳可持續(xù)發(fā)展的雙重挑戰(zhàn)，我國(guó)向世界莊嚴(yán)宣布：“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。” 作為節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2018 年建筑業(yè)全過(guò)程碳排放量達(dá)49.3 億噸CO2，占全國(guó)碳排放總量的51.3%。

鑒于建筑業(yè)節(jié)能減排對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要影響，有必要全面分析建筑業(yè)的碳排放現(xiàn)狀，為建筑業(yè)碳排放峰值預(yù)測(cè)與減排政策提供參考。為此，本文結(jié)合我國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料，以我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量規(guī)模和發(fā)展?jié)摿ν怀龅拈L(zhǎng)三角區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，建立建筑業(yè)全過(guò)程碳排放的統(tǒng)計(jì)核算方法，并對(duì) “十一五”至 “十三五” 期間的區(qū)域建筑業(yè)碳排放進(jìn)行實(shí)證研究。

｜建筑業(yè)碳排放核算模型

（一）核算范圍

建筑業(yè)全過(guò)程碳排放統(tǒng)計(jì)核算以 “年度” 為基本單元，包含了每一年度內(nèi)，由建材消耗與運(yùn)輸、建筑施工與拆除以及建筑運(yùn)行活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放。本文以長(zhǎng)三角區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，實(shí)際分析中涵蓋了上海、江蘇、浙江及安徽的建筑業(yè)碳排放統(tǒng)計(jì)分析，時(shí)間范圍為2005 年至2020 年。

（二）核算方法

本文采用基于過(guò)程的生命周期評(píng)價(jià)方法建立建筑業(yè)全過(guò)程碳排放的統(tǒng)計(jì)核算模型，即：

式中，C 為建筑業(yè)全過(guò)程碳排放；CM為建材碳排放，包含建材消費(fèi)和運(yùn)輸兩部分；CC為建筑施工及拆除碳排放；CO為建筑運(yùn)行過(guò)程碳排放。

建筑施工中使用建筑材料并不會(huì)直接產(chǎn)生碳排放，但依據(jù)消費(fèi)者負(fù)責(zé)的核算口徑，由建材消費(fèi)產(chǎn)生的間接碳排放Cp可按下式計(jì)算：

式中，n 為建材類(lèi)型數(shù)；Qi為第i 種材料的年度消費(fèi)量，fi為第i種材料的碳排放因子。

建材運(yùn)輸過(guò)程的碳排放Ct可根據(jù)貨運(yùn)量和運(yùn)輸碳排放因子按下式計(jì)算：

式中，m 為運(yùn)輸方式總數(shù)；dij為第i 種材料采用第j 種方式的平均運(yùn)距，fj為第j 種運(yùn)輸方式的碳排放因子。

建筑施工及拆除過(guò)程的碳排放CC包括化石能源消費(fèi)的直接碳排放和電力、熱力消費(fèi)的間接碳排放，可根據(jù)施工能耗數(shù)據(jù)按下式計(jì)算：

式中，q 為能源種類(lèi)數(shù)，QCk為第k 種能源的消費(fèi)量，fk為第k 種能源的碳排放因子。

而建筑運(yùn)行過(guò)程的碳排放CO可根據(jù)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)按下式計(jì)算：

式中，QOk為運(yùn)行過(guò)程的第k 種能源的消費(fèi)量。

（三）數(shù)據(jù)處理

根據(jù)上述計(jì)算模型，建筑業(yè)碳排放統(tǒng)計(jì)核算中需獲得分年度建材消費(fèi)量、平均運(yùn)距、建筑施工及運(yùn)行能耗，以及各類(lèi)建材與能源的碳排放因子等數(shù)據(jù)。

1.材料消費(fèi)量。建材消費(fèi)量由《中國(guó)建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2006—2021 年）獲得，涵蓋鋼材、水泥、木材、玻璃和鋁材五種基本建材。對(duì)個(gè)別數(shù)值異常的數(shù)據(jù)，采用線性內(nèi)插法修正。

2.材料平均運(yùn)距。依據(jù) 《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2006—2021 年）給出的各地區(qū)鐵路及公路貨運(yùn)量和貨物周轉(zhuǎn)量，估計(jì)以上五種建材的鐵路、公路運(yùn)輸平均運(yùn)距。

3.建筑施工及拆除能耗。依據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2006—2020年）地區(qū)能源平衡表中 “建筑業(yè)”項(xiàng)計(jì)算。需要說(shuō)明的是，上述能耗不僅包含房屋建筑，亦包含基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。參考 《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告》，未進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分。

4.建筑運(yùn)行能耗。依據(jù) 《省級(jí)二氧化碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案編制指南》 與相關(guān)文獻(xiàn)，公共建筑運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)以能源平衡表中 “批發(fā)和零售業(yè)、住宿和餐飲業(yè)” 及 “其他”項(xiàng)為基礎(chǔ)，并取 “汽油×2%+柴油×2%+其他能源” 作為核算依據(jù)，以扣除燃油的移動(dòng)源消費(fèi)；而居住建筑以能源平衡表中 “居民生活” 項(xiàng)為基礎(chǔ)，并取 “汽油×1%+柴油×5%+其他能源” 作為核算依據(jù)。

5.材料碳排放因子。以 《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51366-2019）為依據(jù)，并考慮金屬材料的回收率進(jìn)行修正。

6.能源碳排放因子。根據(jù)能源凈熱值、含碳量及氧化率核算。在計(jì)算完成各細(xì)分能源品種的碳排放量后，將結(jié)果按煤炭、燃油、燃?xì)狻崃碗娏Ψ诸?lèi)匯總，便于分析。

｜建筑業(yè)碳排放實(shí)證研究

（一）碳排放總量與趨勢(shì)

2005—2019 年，上海、江蘇、浙江及安徽各地的建筑業(yè)全過(guò)程碳排放核算結(jié)果如圖1。分析表明，各地區(qū)建筑業(yè)碳排放在核算期內(nèi)呈現(xiàn)出總體增長(zhǎng)趨勢(shì)，2019 年上海、江蘇、浙江和安徽的建筑業(yè)全過(guò)程碳排放分別達(dá)到1.84 億、5.78 億、6.14 億 和2.87 億噸CO2，相比于2005 年平均增長(zhǎng)了2.6 倍。

圖1 2005—2019 年分地區(qū)建筑業(yè)全過(guò)程碳排放變化趨勢(shì)

對(duì)比各地區(qū)數(shù)據(jù)，浙江對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域歷年建筑業(yè)碳排放總量的貢獻(xiàn)均位居首位，但在2017 年后，碳排放總量出現(xiàn)拐點(diǎn)，2019 年相比 于2017 年下降了約12%。江蘇的貢獻(xiàn)位居第二，其建筑業(yè)碳排放量在2005—2013 年呈現(xiàn)出直線上升趨勢(shì)，2014 年以后增速明顯放緩。上海和安徽對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域碳排放總量的貢獻(xiàn)在20%左右，“十三五” 期間安徽建筑業(yè)碳排放增速有一定的提高。

從各過(guò)程對(duì)建筑業(yè)碳排放的貢獻(xiàn)來(lái)看，建材消費(fèi)的間接碳排放是長(zhǎng)三角區(qū)域建筑業(yè)全過(guò)程碳排放的主要來(lái)源，歷年貢獻(xiàn)率在70%以上，且在 “十二五” 期間達(dá)到最高峰，“十三五” 期間有所回落。建筑運(yùn)行過(guò)程對(duì)歷年建筑業(yè)碳排放總量的貢獻(xiàn)在19%—27%之間，“十三五” 期間有一定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。而建筑施工過(guò)程對(duì)歷年碳排放總量的貢獻(xiàn)較小，僅為2%左右，且變化幅度不大。

（二）建材消費(fèi)與運(yùn)輸

建材消費(fèi)與運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕咳绫? 所示。核算期內(nèi)，區(qū)域建材消費(fèi)與運(yùn)輸?shù)奶寂欧懦尸F(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但在 “十三五” 期間增速明顯放緩。其中，2019 年達(dá)到12.6 億噸CO2，2020 年受疫情影響又回落至12.4 億噸CO2。從材料方面來(lái)看，鋼材和水泥消費(fèi)是碳排放的主要來(lái)源，合計(jì)占比超過(guò)80%；其次為鋁材，占比在9%—19%之間；而木材和玻璃的碳排放占比均不足1%。

表1 2005—2020 年材料消費(fèi)與運(yùn)輸過(guò)程碳排放核算結(jié)果（單位：萬(wàn)噸CO2）

各地區(qū)由建材消費(fèi)與運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放見(jiàn)圖2。分析表明，長(zhǎng)三角區(qū)域建材消費(fèi)與運(yùn)輸過(guò)程碳排放主要由浙江和江蘇貢獻(xiàn)，但安徽的貢獻(xiàn)近年來(lái)增長(zhǎng)較快，2020 年達(dá)到16%左右。

圖2 2005—2020 年分地區(qū)材料消費(fèi)及運(yùn)輸碳排放

（三）施工與拆除過(guò)程

建筑施工及拆除過(guò)程的碳排放見(jiàn)表2。分析表明，該過(guò)程碳排放呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但 “十三五” 以來(lái)增速有所放緩。燃油和電力消費(fèi)是碳排放的主要來(lái)源，合計(jì)占比在90%以上，其余種類(lèi)能源的貢獻(xiàn)率較小。

表2 2005—2019 年施工及拆除過(guò)程碳排放核算結(jié)果（單位：萬(wàn)噸CO2）

從圖3 的分地區(qū)數(shù)據(jù)來(lái)看，浙江對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域建筑施工及拆除過(guò)程碳排放的歷年貢獻(xiàn)率約為40%，歷年變化幅度不大；而上海、江蘇和安徽的歷年平均貢獻(xiàn)率均為20%左右，其中安徽的貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)。

圖3 2005—2019 年分地區(qū)施工及拆除過(guò)程碳排放

（四）建筑運(yùn)行過(guò)程

建筑運(yùn)行過(guò)程的碳排放見(jiàn)表3。整體而言，長(zhǎng)三角區(qū)域建筑運(yùn)行碳排放呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中，電力消費(fèi)是運(yùn)行碳排放的主要來(lái)源，且貢獻(xiàn)率由2005 年的65%增加至2019年的87%；燃?xì)獾臍v年貢獻(xiàn)率均在10%左右，浮動(dòng)較小；而通過(guò)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤炭的貢獻(xiàn)率由2005 年的20%下降至2019 年的不足1%，效果顯著。此外，燃油和熱力消費(fèi)對(duì)運(yùn)行碳排放的歷年貢獻(xiàn)均維持在較低水平。

表3 2005—2019 年建筑運(yùn)行過(guò)程碳排放核算結(jié)果（單位：萬(wàn)噸CO2）

由圖4 的分地區(qū)數(shù)據(jù)可知，各地對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域建筑運(yùn)行碳排放的歷年貢獻(xiàn)比例相對(duì)穩(wěn)定，2019 年上海、江蘇、浙江和安徽的貢獻(xiàn)率分別 為 21.6%、27.5%、29.4% 和21.4%。

圖4 2005—2019 年分地區(qū)建筑運(yùn)行過(guò)程碳排放

｜主要結(jié)論與建議

本文依據(jù)統(tǒng)計(jì)資料與生命周期評(píng)價(jià)方法，建立了包含建材消費(fèi)與運(yùn)輸、建筑施工與拆除，以及建筑運(yùn)行的全過(guò)程碳排放統(tǒng)計(jì)核算模型，并以長(zhǎng)三角區(qū)域?yàn)閷?duì)象，分析了2005—2020 年上海、江蘇、浙江和安徽四個(gè)地區(qū)的建筑業(yè)全過(guò)程碳排放水平，得出如下結(jié)論與建議，為區(qū)域建筑業(yè)的低碳發(fā)展提供參考。

1.核算期內(nèi)，區(qū)域建筑業(yè)碳排放呈現(xiàn)整體增長(zhǎng)趨勢(shì)，但 “十三五”期間增速明顯放緩，部分地區(qū)已臨近建筑業(yè)碳排放的拐點(diǎn)。2.核算期內(nèi)，長(zhǎng)三角區(qū)域建設(shè)總量始終維持較高水平，導(dǎo)致建材消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放對(duì)年度碳排放總量的貢獻(xiàn)十分突出。因此，在注重運(yùn)行節(jié)能的同時(shí)，需重視推廣節(jié)能綠色建材與新型結(jié)構(gòu)體系，合理優(yōu)化城市建設(shè)與資源開(kāi)發(fā)利用，從而有效控制建材消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放。3.核算期內(nèi)，建筑運(yùn)行碳排放呈現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢(shì)，特別是公共建筑碳排放的增長(zhǎng)較快。因此，需進(jìn)一步強(qiáng)化建筑節(jié)能、加強(qiáng)宣傳相關(guān)政策，并因地制宜發(fā)展節(jié)能建筑與低碳技術(shù)，開(kāi)發(fā)利用新能源。4.核算期內(nèi)，浙江和江蘇對(duì)長(zhǎng)三角區(qū)域建筑業(yè)碳排放的貢獻(xiàn)最大，而近年來(lái)安徽建筑業(yè)碳排放的增速較快。在充分考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口總量及城市建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，各地區(qū)應(yīng)采取差異化的建筑業(yè)碳排放控制目標(biāo)與減排策略。