无论是在家里还是办公室，我们总是需要一个栖身之所，享用采暖、纳凉、照明等更加舒适的环境条件。据联合国测算，到年，全球人口有望达近亿，要想容纳这些人口，现有建筑存量将翻倍。
面对如此大规模的建筑需求，以及城市化进程的不断加快，建筑行业的能耗将会进一步增加。因此在我国朝着“30·60”目标迈进的过程中，建筑行业的碳减排至关重要。
建筑行业的“碳”在哪里
随着全球城市化进程加速，建筑面积随即迅猛增长，大规模建造建筑以及大量生产建筑材料必然导致巨大的能源消耗。
根据发达国家的经验，随着城市化发展加剧，建筑业将超越工业、交通等其他行业，最终居于社会能源消耗的首位。
我国的建筑行业能源需求主要驱动因素包括城市化进程的加快和建筑舒适度需求的增加。年，我国城市化率已基本赶上了欧洲发达国家，年达到58%，并有望于年提高至75%。
从目前的发展速度来看，城市化率达到70%的目标很有可能在年之前实现，年完成城市化进程的可能性非常大。因此城市化进程加速将对建筑行业脱碳产生较大压力。
建筑行业的碳排放量一般通过建筑行业各环节的能源消耗乘以碳排放因子进行测算，其中碳排放因子相对恒定，也就是说，能源消耗得越多，碳排放量越高。建筑行业碳排放各环节主要包括建筑材料生产与运输、建筑施工以及建筑运行三个阶段，即整个建筑过程的生命周期。
①建筑材料生产与运输
建筑材料的种类众多，大致涉及多种产品，其中很多都需要经过煅烧、熔融、焙烧等程序加工处理且消耗大量能源，例如混凝土、玻璃、隔热墙体材料。
制造混凝土的核心原材料之一便是水泥。水泥是建筑建造过程中一种关键的黏合剂，必须在极高的温度下才可以形成，而且制作过程中会通过化学反应生成二氧化碳，也是工业行业碳排放大户。水泥行业现状及碳排放的详细情况已于上文“能源需求侧”的“工业行业脱碳”部分进行详细说明，此处不再赘述。
②建筑施工
建筑施工活动包括新建筑建造、老旧建筑维护改良以及建筑物拆除，这三部分活动都会计入建筑业能耗，所产生的二氧化碳属于建筑施工阶段碳排放的直接来源。
此外，与建筑施工活动相关的材料、废料运输的能源消耗也被计入建筑施工能耗之中，所产生的二氧化碳属于建筑施工阶段碳排放的间接来源。
近几年，虽然我国建筑施工能耗总体呈现不断上升的趋势，但是单位建造面积碳排放量则表现出逐年下降的特征，这是由于我国不断优化改善建筑施工流程，更新升级技术设备，从而在一定程度上减少了建筑施工环节碳排放。
③建筑运行
建筑运行能耗是指建筑在使用过程中所消耗的能源。建筑运行是建筑业能源消耗的主要环节，其产生的碳排放量占整个建筑业的60%。
我们在建筑内部使用供热制冷设备、通风系统、空调、热水供应系统、照明设备、炊事设施、家用电器、办公设备等机电设备，它们在运行过程中都会产生大量的碳排放。由于建筑运行所依赖的能源主要是煤炭和传统电力，燃烧煤炭会产生大量的二氧化碳，而以火电为主的电力在生产阶段中产生的二氧化碳也间接增加了建筑运行阶段的碳排放量。
燃煤能耗的主要代表是供热体系。目前我国北方地区城镇和农村供热面积分别约为亿平方米和70亿平方米，由燃煤产生的供热能耗占比长期超过70%，由此导致大量二氧化碳排放。
年北方城镇供暖能耗为2.12亿吨标准煤，碳排放量约为5.5亿吨。而且我国每年仍有大量建筑竣工并投入运营，新增供暖面积也随之持续增长，碳排放量逐年增加。
电是建筑运行的另一主要能耗，其支撑空调采暖、照明、炊事、家用电器、办公设备等多种电子系统、设备运行。建筑运行阶段所消耗的电力已经超过全国总发电量的20%，其对应的二氧化碳排放量几年前就已达到全国建筑运行阶段碳排放总量的1/2。
据我国建筑节能协会建筑能耗统计专业委员会发布的《中国建筑能耗研究报告（）》，年建筑业全过程（含建材、施工、运行）能耗总量为21.47亿吨标准煤，占全国能源消耗总量的46.5%。全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放的比重为51.3%。IEA称，如果计算消耗的能源以及建造过程，各类建筑贡献的碳排放占到了全球总量的40%。因此加速实现建筑行业碳中和势在必行。
建筑行业的“零碳”未来
各行各业都在勾勒“脱碳”的路线图，期待在年之前实现二氧化碳零排放。到年在强有力的*策推动和技术支持下，建筑行业预计基本实现碳中和目标。
在建筑运行环节，我国南北地区将分别采用不同的新型供热结构达到零碳排放。南方长江中下游地区的非集中城镇居民将实现建筑电气化，普遍采用电动热泵来满足供暖需求。北方则通过改变热源结构、优化供热方式，利用传统成熟热网集中供暖，结合农村以生物资源替代燃煤热源、城镇以工业电厂排放的大量余热电热作为替代燃煤的新型热源结构，成功打造我国新型低碳节能供热体系。
在*府宣传推动下，电气化改革也将影响传统炊事技术和系统。举例来说，“明火厨灶”将被多功能变频电器灶替代，城镇生活热水系统经新技术改造，将由化石燃烧供热系统转变为工业余热供热系统和家庭式电热水器。
在建筑施工建设环节，在未来，绿色建筑、绿色建材和节能电器三驾马车将共同助力碳中和目标实现。
建筑设计师、工程师将会在充分了解各地气候条件和建筑外部环境后，因地制宜地从室外绿化、透水地面、水源热泵、外遮阳、自然采光、绿色照明、智能物业管理等方面系统地运用先进的绿色生态技术，将绿色能源系统与生态技术融入建筑方案设计中。在提高舒适度，营造健康、安全、便利的环境空间的同时，改造翻新老旧高能耗建筑、设计建造出多样化的绿色建筑。城市大部分公共或商用建筑都会变成现代绿色智能建筑，顶层绿茵如盖，环面墙体采用有良好隔热性能的外立面，内层使用连接热水系统的太阳能板、智能温控的内部循环系统和各种节能电气设备。
通过分析建筑整个生命周期的能源消耗水平，针对建筑行业碳排放量的分布情况，结合传统、新型节能建筑的应用，按照建筑各阶段脱碳贡献程度，可以发现以下几种行动途径将有力推动建筑行业低碳变革。
“脱碳”行动指南（一）：建筑用能电气化改造
建筑行业全面电气化可大幅降低直接碳排放，主要包括实现非集中供暖地区的建筑采暖、炊事、生活热水等方面的全面电气化。
首先，采用分散的电动热泵可以很好地满足长江中下游地区民居建筑的空调采暖需求，加强这方面的技术研发及推广可以推动直接碳排放量逐年下降。
其次，炊事方面推进全电气化炉灶技术创新，例如智能变频电气灶。
最后，在城镇生活热水供应方面，可以推动电动热泵热水器的使用，热泵热水器具有高效节能的特点，是替代目前多数家庭使用的燃气热水器和电热水器的良好选择。
目前来看，建筑行业实现电气化面临的最大困难之一是技术革新。非集中采暖地区建筑供暖虽然已经有较为成熟的空调产品，但为满足公共建筑的供暖，如住宅和小型办公室、学校建筑的供暖需求，未来还需继续在这方面进行技术创新和推广。
炊事方面主要的瓶颈在于如何引导改变居民长期以来的明火烹饪习惯，推进全电气化炉灶技术创新取代传统炉灶去满足人们对食物烹饪的要求，从而实现零碳排放。
“脱碳”行动指南（二）：寻找采暖新方式
采用集中供暖方式可以提高供暖能效，实现节能减排。以东京晴空塔建筑群为例，它包含了商业设施、高层住宅楼和办公楼，在暖通系统中组合使用热泵和水塔。与单独使用相比，这种“社区系统”的组合方式将采暖能耗降低了44%，同时减少了50%的二氧化碳排放量。
另一种低碳供暖方式则是在所用能源和材料上做文章，可以采用电热扇、发热电缆、电热地膜等不产生污染或废气物排放的绿色环保采暖方式。以电热地膜为代表的智能供暖系统还能合理安排房间在各个时段的供暖温度，可以避免无用供暖，节约开支。
同时，由于电热地膜是低温辐射方式的采暖，给使用者的感受就像在阳光下一样温暖舒适，不会有传统系统所产生的干燥和闷热的感觉。
“脱碳”行动指南（三）：因地制宜降低建筑能源内耗
因地制宜在建筑行业的实现关键是尽可能使用简单的技术来降低建筑能源消耗，通过利用当地的自然资源、当地的传统知识和材料、建筑自身特点和当地的气候条件实现节能目的。
我国古代的建筑都能够以此来适应当地的气候，例如徽派建筑以及岭南建筑，建筑的天井设计得很小，四周又有阁楼围合，能够形成自然的通风廊道，让酷暑的日子不再闷热。
近些年的建筑实践中也出现过一些错误，走过一些弯路。国内许多建筑逐渐倾向于邀请国外建筑师到我国来参与或主导建筑设计。由于一些建筑师沿用他们自己国家适用的方法和风格，忽略了我国当地的气候和自然条件，就造成了能源高耗低用，设计出的建筑“中看不中用”，违背了因地制宜、绿色环保的初衷。
“脱碳”行动指南（四）：全面使用节能电器和环保建筑材料
节约用电对于减少建筑耗能来说非常重要，通过使用节能电器可以达到这一目的。
节能电器虽然价格略有上升，但是可以大幅度减少建筑内部用电量。以照明设备为例，建筑内部使用的照明能耗约占整个建筑用电能耗的30%，采用LED灯代替白炽灯可以达到节能效果。
此外，建筑物也可以采用能够被控制的照明设备。照明的浪费会使得能源消耗非常高，比如我们常常会发现办公室里没有人，但是灯却是开着的，这样会造成电能的极大浪费，如果采用照明控制，利用光照传感器对光源进行自动调节，可以达到非常好的节能效果。
建筑建造的过程中也可以使用节能环保的建筑材料。随着我国工业科技水平的提高，节能产业的发展，节能新材料孕育而生。节能新材料包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、节能门窗和节能玻璃。在使用建筑材料时，选择这些新型保温和防水材料可以达到保温和防潮的效果。例如使用铝材，可以达到遮挡阳光并减少光热的目的。
“脱碳”行动指南（五）：发展绿色节能建筑
建筑的立体绿化是一个高效、低廉且一举多得的节能方式。在商用、公用建筑屋顶、立面进行绿化，夏天就可节约30%的空调能耗，能够显著减少城市的热岛效应。同时，绿化面积的增加也加速了对空气中二氧化碳的吸收。
以国内最常见的佛甲草植被屋顶为例，如果仅考虑单个植物体的生命周期,屋顶绿化对空气中的二氧化碳含量几乎没有影响，若增加植被面积，保持屋顶大规模的植物量,就可以通过植物本身来有效吸收城市碳排放。
低能耗建筑的科学规划与缜密设计也是绿色建筑发展的一大重点。遵循本地气候特点开展建筑设计，合理规划建筑的分区、群体或单体、建筑的朝向和间距，并考虑太阳辐射、风向等外部空间环境的影响，是低能耗建筑设计的关键要素。
被誉为“世界最节能环保的摩天大厦”的广州珠江城大厦可以说是节能建筑的杰出代表了。它最具节能效应的就是空调系统、冷辐射天花板、安装了光伏发电设备的玻璃幕墙和能“烧水”的大量太阳能板。据统计，这座大厦每年至少可减少～吨的二氧化碳排放量。
建筑行业的节能脱碳不能仅着眼于单独建筑的改造，而是要提升到更高的层次，将一个社区或城市的建筑群看作一个整体，组建一个完整的节能系统。通过系统联动组合光伏发电、太阳能光照聚热、沼气发电、风力发电、电梯下降能，每一个建筑都可以就近使用系统中的组合能源，同时也降低了能源传输中的能耗。
建筑行业脱碳之路也面临着不小的挑战。一方面规模庞大的存量建筑低碳改造难度较大，在城镇建筑节能领域，我国城市绝大多数建筑其实都不属于节能型建筑，接下来需要耗费很多成本按照碳中和、低碳节能的理念来设计和建设，实施节能改造。
另一方面，人们消费观念的改变也会增加能源消耗。20世纪90年代以来,随着人们对建筑的需求不断增长，商用建筑面积急剧增加，包括办公室、购物中心、酒店、学校、医院、博物馆、图书馆、体育场、机场、火车站等建筑。
同时基于对美好生活的不断追求，国人代代相传的勤俭节约的生活方式逐步改变为倾向于享受型的生活方式，需要更舒适、更健康、更安全的建筑环境，例如21世纪以来20年间空调的全年使用时间不断延长。因此建筑面积的增加和生活方式的改变带来建筑能耗及其碳排放的增加，这将对建筑行业实现碳中和带来新挑战。
*邦藏书架
上述文章，摘录自《一本书读懂碳中和》，作者安永碳中和课题组。
课题组致力于气候环境问题研究，着眼于低碳发展策略与路径研究，具备多年的行业可持续发展咨询经验，对行业绿色低碳转型有着深入的洞察和理解。研究领域包括双碳背景下能源行业、公用事业、石油化工、制造业、建筑行业、消费行业、交通运输、信息产业、金融行业等绿色低碳布局、可持续发展与数字化转型等。
安永碳中和课题组共由17位成员组成，分别是毕舜杰、朱亚明、钟丽、杨豪、兰东武、田苗苗、李菁、郭毅、鲁欣、张思伟、王琰、赵毅智、沈丽雅、郝进*、邵荣、梁斯尔、王小国。本书编写小组成员包括田苗苗、刘倩、任杰、萧富升、杜若琦、胡林奎、陈丹婷、章皓忆、潘地、张晨曦、张欣然和瞿楚楚。
《一本书读懂碳中和》
安永碳中和课题组
机械工业出版社
年8月