《碳中和建筑评价标准》的研编与实施应用 ——基于绿色建筑的建筑碳中和协同创新

2024-11-20

一、标准编制背景

编制背景

建筑领域运行使用和建造拆除相关碳排放在社会碳排放总量中占比较大,中国建筑节能协会发布的数据显示,2021年,我国房屋建筑建材生产运输阶段碳排放17亿tCO2,占社会碳排放总量16%;建筑运行阶段碳排放23亿tCO2,占社会碳排放总量21.6%,合计占比39.6%,因此,就总量和占比而言,我国建筑部门的脱碳程度直接影响社会整体碳中和目标的达成进度建筑部门减碳降碳不仅是我国双碳工作的重点,也世界其他国家政府和国际组织制定应对气候变化行动方案、推动节能降碳工作的重点。各国在继续推进绿色建筑、超低能耗建筑等高性能建筑规模化发展的同时,也研编了零碳建筑、净零碳建筑相关标准,并进行试点项目实践。

当前,世界范围内已发布的零碳建筑、净零碳建筑标准,评价的碳排放对象多数为建筑运行碳排放。一般认为建筑运行碳排放占比大,减碳控排与人民生活水平息息相关,是建筑部门节能降碳工作的主要内容,但随着建筑节能标准的提高、可再生能源应用引发的建筑用能结构的变化以及电网脱碳工作的深入推进,以建造、改造、拆除等为对象的建筑隐含碳愈发受到关注,在2022年,世界绿建委(WGBC)从建筑全寿命期减碳角度出发,发起了Advancing Net Zero倡议,并发布了“将隐含碳提前”的报告,被全球32个国家的绿色建筑委员会采纳,标志着建筑减碳工作从运行节能降碳向全寿命期协同减碳转变。

零碳建筑比较多的强调依靠建筑自身节约能源使用量、提高能源使用效率和可再生能源应用,达到运行零碳排放;净零碳建筑比较多的强调可以采用碳抵消的方式实现零碳排放。就现实情况而言,从成本收益、应用范围和实施效果角度看,零碳建筑与净零碳建筑均存在局限性。在IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)的官方报告中,碳中和与净零碳的概念基本重叠,并在以二氧化碳为主要温室气体的领域,两者完全一致。碳中和包含碳减排、碳清除和碳抵消三类措施在建筑领域分别对应了建筑节能、低碳固碳建材应用与景观绿化以及碳交易,显然,建筑碳中和更符合现阶段建筑零碳排放发展的现状,即在充分挖掘建筑碳减排、建筑碳清除潜力的同时,适当采取碳抵消措施进行剩余碳排放的补偿。

(二)编制目的和意义

2023年,中法联合声明提及“建筑突破”倡议,该倡议旨在加强国际合作,使建筑行业脱碳,并在2030年前使清洁技术和可持续解决方案成为所有地区最实惠、最容易获得和最具吸引力的选择。标准编制的目的也是如此,虽然我国实现双碳目标的时间短、任务重,但仍需要平衡减碳与发展的关系,平衡减碳与正常生活的关系。考虑到建筑规模、功能以及所处气候区域,或着眼于建筑全寿命期的零碳排放,必须统筹协调碳减排、碳清除和碳抵消三方面的策略,既支持创新节能降碳技术的研发和应用,也响应相关行业的协同减污降碳需求,在技术可靠、经济可行的条件下,推动建筑提高脱碳能力。

在人工智能等新技术的助力下,减碳技术和产品融合创新呈现加速趋势,如智慧建筑、建筑与电力的交互、光储直柔、V2H(电动车向建筑供电)。传统技术与创新技术并存为建筑设计和管理带来全新挑战,尤其是创新技术不仅需要丰富的应用场景进行迭代升级,更需要较为宽松的环境实现落地应用,标准的编制将为这些技术的落地实践提供支撑,加速产业化、规模化推广进程,从而助力建筑部门双碳目标提前达成。

(三)编制单位和编制人员↵

主编单位:中国城市科学研究会、中国建筑科学研究院有限公司

参编单位:中国房地产业协会、中国生态城市研究院有限公司、国家建筑工程技术研究中心、清华大学、浙江大学、天津大学、北京绿色交易所有限公司、中建科技集团有限公司、上海市建筑科学研究院有限公司、深圳市建筑科学研究院股份有限公司、德国可持续建筑委员会(DGNB)等27家单位。

编制人员:仇保兴、王清勤、陈宜明、余刚、王有为、高伟俊、李丛笑、王元丰、郭振伟、林波荣、葛坚、杨建荣、叶青等40人。

审查人员:江亿、毛志兵、孟庆林、郝军、王立、王立雄、李本强。

二、标准技术内容

标准共分8章和3个附录,主要技术内容包括:总则、术语、基本规定、建造阶段、运行阶段、碳排放计算、碳排放抵消、碳中和管理等。

标准明确了碳中和建筑的定义,即碳中和建筑是指通过优化建筑设计、建材选用、建筑施工和运行管理,提高建筑自身的节能减碳能力,合理应用碳信用、绿色电力等措施,达到净零碳排放状态的建筑

在碳中和建筑的实施基础方面,标准选择了绿色建筑作为评价的前提,经过三版修订,我国绿色建筑已经形成完整的评价标准体系,兼顾安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约和环境宜居,具备显著的全寿命期综合减碳效益,不仅支持了我国城乡建设绿色发展,也走向国际,在国外项目上得以应用,因此,借助绿色建筑在标准、人才、技术和产品上的优势,有利于建筑领域双碳工作的快速稳步推进。

在建筑碳排放计算方面,标准以现行国家标准《建筑碳排放计算标准》GB/T51366为基础,参照具有国际共识的国际标准化组织(ISO)发布的ISO219302017《建筑和土木工程的可持续性 - 建筑产品和服务的环境产品声明的核心规则》,提高了对建筑碳排放计算和管理的质量要求,并以碳中和管理的方式,将建筑零碳排放性能评价从单一的结果导向转变为结果和过程双导向,打通并强化了建筑设计、建造、运维以及拆除各环节的协同减碳。

在建造阶段,标准关注设计和施工节材以及设计对于后期建筑运行能耗和碳排放的影响,提炼形成了建造碳排放强度降低比例、建筑设计能耗强度、设计建筑电气化率、设计可再生能源电力替代率四项指标,并给出了建造碳排放强度,即居住建筑的建造碳排放强度不应超过400kgCO2/m2,公共建筑的建造碳排放强度不应超过450kgCO2/m2

在运行阶段,标准关注建筑实际运行产生的碳排放和建筑用能的脱碳程度,提炼形成了建筑运行能耗强度、建筑运行单位能耗碳排放、建筑用电负荷调节比例、建筑光伏自消纳率四项指标。运行阶段的碳中和建筑包含了零碳建筑,即在建筑运行阶段,在满足建筑使用需求的同时依靠建筑自身的节能减碳措施和分布式可再生能源应用而实现零碳排放的建筑。

通过研究调研与专家研讨,标准为以上评价指标赋予了从易到难的分级评价数值,并按照项目达成的情况将评价结果由低到高划分为铜级、银级、金级和铂金级四个等级。

三、标准创新性

标准在实施基础、关键指标以及评价体系上做到了创新,具体如下:

(一)以绿色建筑作为碳中和建筑的实施基础,兼顾了建筑节能设计和管理的要求与建筑使用者对美好生活的追求,同时,不仅强调了对建筑运行碳排放降低的要求,也突出了对建筑隐含碳以及建筑全寿命期碳排放降低的要求,与现有城乡建设领域绿色低碳发展的政策内容保持一致,体现出较好的政策延续性。

(二)关键指标体现了从能耗双控向碳排放双控转变的要求,创新性的提出了“建筑运行单位能耗碳排放”、“建筑光伏自消纳率”等指标,从建筑碳排放与用能结构的角度入手,将建筑功能、建筑使用强度等影响因素从建筑碳排放水平评价中剔除,构建了科学评价建筑用能脱碳水平的方法,为将来能碳脱钩奠定基础。

(三)针对建造阶段、运行阶段分别构建了分级评价限值,引导建筑设计建设和运行管理优化碳中和策略,提高建筑自身减碳、固碳能力,逐步降低对碳抵消的依赖。虽然标准没有直接规定抵消比例,但通过提高建筑节能率、可再生能源电力替代率、电气化率等指标,实际上做到了评价等级越高,采用碳抵消量越小。

四、标准实施效果

应用推广情况

标准已在全国9个省市共12个项目上获得了应用,项目分布在北京、上海、广东、河北、浙江、江苏、江西、内蒙古、云南等地,以公共建筑为主;主编单位举办了基于标准的公益研讨会,参与观众多渠道合计达到1万人以上。


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(二)效果情况

标准有效支持了当前建筑零碳排放的设计与建设,获得应用的12个项目覆盖了办公、商场、博物馆、幼儿园等多种类型,体现出较好的适用性。同时,由于标准的评价引导,多种建筑可再生能源综合应用、建筑电力交互技术、多形式建筑储能以及光储直柔技术在项目上得以落地并体现出较好的协同减碳效果。

五、特点与亮点

(一)建筑减碳要求覆盖全面,量化评价指标简洁

标准以绿色建筑作为实施和评价的基础,等同于对建筑节能中重点关注的采暖、制冷、围护结构热工性能以及建筑设备能效等内容提出了提出了要求,同时对建筑运行管理、行为节能等内容也做出了要求,完整覆盖了建筑直接或间接减碳措施,因此在建筑碳中和水平的评价指标的构建上,可以进一步提炼,形成每个阶段仅4个指标,对应具体条文仅54条的简洁的评价体系,大大提高了标准的易用性,为未来建筑创新脱碳技术应用预留了充分的发挥空间,避免因为条文编写数量过多、过细导致操作性差。

(二)以实际效果为导向,兼顾新建建筑和既有建筑

标准的碳排放计算部分,以建筑全寿命期碳排放分析为基本原则,构建了新建建筑和既有建筑的碳排放计算要求,其中新建建筑与现行国家标准《建筑碳排放计算标准》GB/T 51366基本一致,但提高了对于数据质量和计算结果准确性的要求;既有建筑则参照国际标准ISO219302017《建筑和土木工程的可持续性 - 建筑产品和服务的环境产品声明的核心规则》,明确了计算的边界,为既有建筑低碳改造的减碳量分析奠定基础。无论是新建还是既有,标准都以实际发生的能源消耗情况为计算基础,联通了设计-运维和运维-更新维护,改善了以往非建筑行业对于建筑节能、减碳效果和实际情况有出入,难以辨别节能减碳水平的问题。

(三)通过建筑碳中和管理持续优化建筑碳中和水平

标准认为碳中和建筑评价区别于绿色建筑、超低能耗建筑、近零能耗建筑的评价,后面三者是基于技术措施的建筑性能评价,在技术措施应用到位的情况,性能评价结果可以给出一段时间(例如三年)的有效期,而碳中和建筑评价是在建筑低碳性能的基础上,对碳排放结果进行的评价,只要建筑仍在使用,建筑就会有新的碳减排、碳清除和碳抵销发生,因此,标准在技术内容上设置了碳中和管理章节,通过碳中和管理将建筑全寿命期减碳的理念和要求融入到一个又一个前后衔接的碳中和周期中,促进建筑持续优化碳中和策略,并随着建筑创新脱碳技术的成熟和成本下降,逐步减少对碳抵销的依赖,从而实现建筑高质量净零碳排放发展。

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