

關鍵詞:成渝地區;建筑業;碳排放;碳減排
作為全球最大的發展中國家,我國積極響應并致力于實現碳達峰碳中和的“雙碳”目標。秉持新型綠色工業化道路原則,“十二五”到“十三五”時期,我國通過各種方式來限制能源總量的使用,優化工業結構和能源結構,提高能源效率,積極推進以低碳經濟為核心的綠色可持續發展戰略,為應對全球氣候變化貢獻了積極力量。
一般來說,城市群是促進低碳發展的關鍵領域,因為城市群消耗了全球能源總產量的60%~80%,所以也是全球碳排放的主要部分[1]。成渝城市群作為雙核心的城市集群,具有長江中游地區持續展現的經濟和區位優勢,對我國推動區域發展起著至關重要的作用。
隨著建筑行業的快速發展,資源短缺和環境污染問題與傳統行業的增長方式之間的沖突變得日益明顯。傳統的建筑業發展模式,以其高能耗、高排放和高污染的特點,已不再適應當前的需求。加之,成渝地區雙城經濟圈提出“協同推進碳達峰”[2],因此為了有效減輕建筑業對生態環境的壓力,促進行業的綠色和低碳轉型,并提升綠色技術的研發水平,分析“雙碳”目標下成渝地區建筑業的碳排放,不僅可助推區域實現建筑業的持續健康發展,而且能對我國“雙碳”目標的實現起到助力作用。
1建筑業碳排放概況
“十三五”時期,我國在建筑領域出臺了《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》,旨在促進低碳節能、綠色生態及高效集約的建筑能源使用體系,引導建筑業的發展模式向綠色低碳方向轉型[3]。2020年,我國的建筑面積達到696 億m2,其中住宅建筑面積占建筑總面積的80%[4],而城市住宅建筑面積占住宅建筑總面積的58%,消耗4.1億t能源,占建筑行業總能源消耗的39%[5];建筑過程中的總碳排放量為50.8億t二氧化碳,其中建筑運行階段貢獻了21.6億t 二氧化碳[6]。因此,努力減少建筑的能源消耗和碳排放對節能減排至關重要。
2成渝地區建筑業碳減排的必要性
如圖1所示的成渝城市群地圖,以及《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》,旨在推動成渝城市群實現更高程度的一體化發展,并打造新的發展格局,以此來帶動四川省和重慶市全域的經濟繁榮;同時,這些舉措也表明成渝地區在努力實現低碳轉型。因此,降低區域碳排放成為成渝地區低碳轉型發展的重要任務。由于建筑業作為碳排放的大貢獻者,其碳排放情況對成渝地區建筑業實現低碳可持續發展有著重要影響,因而減少建筑業的碳排放對成渝地區低碳轉型發展重要且必要。
3成渝地區建筑業碳減排特征
3.1在建筑物全生命周期中減少碳排放
成渝地區建筑物碳減排可在規劃階段(包含材料選擇)、現場活動(包含拆建)、建筑物運營階段進行。其中,建筑物運營期間的碳排放量最高,因此在建筑物全生命周期中做好減少碳排放規劃非常重要。
通過在規劃階段(包含材料選擇)采取有效措施,除了規劃建筑建造選擇節能低碳的材料直接減少碳排放外,還可以將提高建筑物施工拆建的現場效率及建成使用后的效率等措施考慮到,并進行合理的規劃,以平衡建筑物運營階段的碳排放。
在現場活動(包含拆建)時,通過規劃的措施將拆或建產生的住宅建筑垃圾減少52%,不僅能減少建筑垃圾運輸量,還能大大降低現場的碳排放。同時,采用溫拌瀝青技術建設建筑集群區域道路,也能減少建筑群的碳排放。研究發現,通過采用溫拌瀝青技術,可以減少高達35% 的溫室氣體排放。這種技術通過在瀝青混合過程中加入特定的添加劑,降低混合溫度,從而減少能源消耗和溫室氣體的排放,因此有研究表明到2025年,較低的瀝青路面溫度可以助力建筑業再減少12%的碳排放量。另外,通過使用電力驅動的建筑機械和破碎設備,可以顯著減少現場活動(包含拆建)時對化石燃料的使用,從而降低碳排放。因為電氣化不僅可以提高建筑施工時的能效,還能減少溫室氣體的排放[7]。
此外,優化和合理規劃城市形態也可以有效降低建筑的間接碳排放,進而推動建筑業的綠色發展。
3.2多種途徑尋找建筑碳減排最佳方案
由于成渝地區夏季炎熱、冬季寒冷,因而季節變化對建筑能耗和碳排放的影響也較為顯著。夏季持續的高溫和高濕度,以及冬天的潮濕,成渝地區建筑物必須使用各種不同的加熱、制冷、通風、除濕的建筑材料和設備,因此給區域建筑業的低碳減排帶來了較大壓力。
重慶市,利用 LEAP模型比較未來的能源供需格局及碳排放峰值。結果表明,在基準情景下,重慶市將在2025年左右達到碳排放峰值,而在保持GDP碳強度持續下降的同時,利用更多的清潔能源,也可幫助重慶市實現比基準情景更經濟的能源消費和碳排放[8]。
四川省,利用 EnergyPLAN模型開發并模擬3種由進口電力、生物質和天然氣維持的過渡路徑。研究發現,100%電路徑的能源自給率小于68%,而其他路徑的能源自給率接近100%[7]。
通過指標法對成渝地區進行碳排放峰值的預測,預計該地區將在2028年達到碳排放峰值。因此,需基于區域城市化特點及產業能源消耗,探討成渝地區碳排放總量,對城市結構、能源需求和溫室氣體排放之間的關系進行全面回顧,包括城市設計、建筑性能和出行需求之間的聯系[9],并以此為參考找到實現建筑碳減排的最佳方案。
對重慶辦公建筑進行能耗仿真研究,結果表明提高建筑墻體的隔熱性能可降低空調在夏天的耗電量,但會增大建筑冬天的電力消耗;如果在建筑物上使用熱反射涂料,建筑物在不同的季節節省的能源就不會存在差異[10],且能在節能的同時減少建筑碳排放;使用雙層玻璃窗雖然比傳統的單層玻璃窗需要使用更多的材料和體現能量,但卻減少了辦公建筑供熱、供冷所需的能秏。另外,對住宅建筑進行時統計發現,半獨立式和低層公寓的碳排放量比獨立住宅或高層公寓低,但考慮到入住率,半獨立式住宅的人均排放低于其他建筑類型,而高層公寓的人均排放量最高。
4成渝地區建筑業碳減排存在的問題
4.1老舊建筑改造困難
成渝地區存在很多老舊建筑,改造成本較高且改造技術難度大。加之,這些老舊建筑缺乏節能裝置和設施,導致出現了能源浪費和碳排放量過高等問題。由于改造難度大,很多老舊建筑的節能改造進展緩慢,同時受建筑技術落后影響,建筑能耗及碳排放量呈增長趨勢。
4.2快速城市化
經歷了快速的城市化發展,主要特征是經濟發展、人口遷移、城市空間擴張等[11],成渝城市群于2020年被正式確定為我國第4 大城市群,如圖2所示。四川省成都市與重慶市作為成渝地區的領先城市,其經濟和社會發展水平顯著,呈現出顯著的層次性特征,同時這2個城市的生態環境質量也表現出了明顯的地域性差異。因此,快速的城市化給成渝地區建筑業碳減排造成了很大壓力。
4.3技術水平和意識存在差距
如圖3所示,雖然成渝地區的建筑企業和建筑從業人數較多,但由于一些建筑企業和從業人員對節能減排技術和理念的了解不足,加之缺乏先進的節能減排技術應用和管理經驗,使得建筑業碳減排任重道遠。因此,成渝地區的建筑企業和建筑從業人員的碳減排意識和積極性急待提高。
4.4缺乏相關政策支持
成渝地區的建筑行業節能減排政策及激勵措施等還存在不足,缺乏明確的政策指導、獎勵機制,使得建筑企業在節能減排方面缺乏動力和支持,從而影響建筑業的碳減排效率。
4.5行業統一標準和規范不健全
建筑業缺乏統一的節能減排標準和規范,導致成渝地區的建筑建設與運營企業在實施節能措施時缺乏明確的指導。另外,標準和規范的不健全也影響了建筑業的技術創新和發展,導致成渝地區建筑業碳減排戰線拉長。
5成渝地區建筑業碳減排路徑
5.1加強清潔能源開發
成都市和重慶市作為成渝地區發展的引領者和西部核心城市,工業、交通和其他能源的碳排放量最大。因此,對于這2大城市來說,要通過加強清潔能源開發,減少單位土地面積的能源投入,減少單位土地面積的碳排放,確保城市發展符合生態文明的要求。當地政府應當積極關注土地開發效率的空間關聯性,逐步破除行政壁壘,優先推動協同發展[12],不僅有助于放大優質開發區的空間外溢效應,提升鄰近地區的開發效率,還能降低不必要的土地碳排放。另外,還可依據每個城市不同的發展特色和地理位置條件,制定有差異的發展策略,并塑造獨特的建筑業發展模式,構建以城市群為基礎的建筑產業集群[13],同時培育具有各自城市特色的經濟增長點,促進成渝地區建筑業實現低碳、高質量且協調發展[14]。
5.2優化建筑材料的選擇
與新建建筑相比,舊建筑改造時應將安全性放在首位,在選擇材料時應考慮材料的安全性,包括承載能力、強度、可維護性及對舊材料的影響。從文化傳承和低碳的角度來看,在對舊建筑的改造中應優先利用舊材料,并根據材料的具體情況考慮就地保存或再造,使舊材料實現循環利用,不僅可減少新材料生產中的碳排放,還可用不同的形狀再現舊的紋理和形式,實現低碳與文化傳承同時存在。用新材料時,應優先考慮當地材料,首選500km 以內生產的建筑材料,從而減少材料運輸過程中的碳排放;同時,挖掘選擇符合成渝區域特色或成渝當地特色的文化的材料,以及考慮建材本身的低碳特性,選擇具有低碳生產工藝的綠色建材。
5.3創新技術和方法減少能源消耗
能源消耗是建筑使用過程中碳排放的主要來源,成渝地區有些既有建筑由于樓齡標準低,建筑能耗普遍較高,因而控制能源消耗是既有建筑低碳改造的必要措施。由于建筑本身的改造設計也會影響能源消耗,因而可采取因地制宜的被動改造措施,充分考慮通風、采光、氣候條件,融入傳統節能理念,借鑒其空間形態、局部細節和布局,改善建筑物本身的性能,實現減少建筑能耗及碳排放量的目標。另外,建筑物中設備的能耗也不容忽視,應選用符合節能標準的設備,并特別注意其配套輸配電系統的效率,如水泵、風機等,其能耗占整個暖通空調系統能耗的30% 以上[15],因此應結合現場實際情況,使用風能、太陽能、水能等清潔能源,在不減少能源使用的情況下減少建筑碳排放。
綜合來看,成渝地區的建筑業可依靠產業升級和技術革新來引領整個行業的發展,不斷推動建筑工業化向更高效、更優質的方向發展[16]。在技術層面,推廣使用新技術和新方法,減少對原材料的依賴和對自然生態的破壞,營造建筑與自然環境和諧共存的居住環境。
5.4加快建筑業綠色發展
為推動建筑業可持續發展,成渝地區的政府部門可加大對綠色技術研發的資金投入,構建完善的綠色發展政策框架,同時在財政方面,增加對環境污染治理的預算,鼓勵企業提高綠色建筑技術和加大對綠色建筑材料的研發,以及提高新能源技術的開發[17]。而鑒于成渝地區城市間發展水平的差異,政府在資源分配上,特別是在環境治理資金投入方面,應特別關注工業密集和工廠眾多的城市。另外,成渝地區的政府部門在為區域建筑企業提供必要支持的同時,還應加強對區域建筑企業的監管,確保建筑業能夠健康、穩定地發展,從而實現高質量的增長目標。
6結束語
成渝地區作為我國西部的重要經濟圈,其建筑業的碳減排對區域的低碳綠色發展有著積極的作用。而建筑業的碳排及政策支持、產業轉型、能源結構優化、科技創新、市場機制和金融支持等多方面的積極因素推動,成渝地區也有望在碳減排方面取得區域性的顯著進展,為我國“雙碳”目標的實現作出貢獻。
作者簡介
劉仁華(1980—) 男,漢族,山東菏澤人,高級工程師,大學本科,主要從事項目管理方面的工作。
加工編輯:馮為為
收稿日期:2024-04-28