建筑碳中和的实现路径与关键技术

为了实现“双碳”目标，我国建筑行业要改变粗放的发展模式，加强技术创新，向着精细化、高质量的方向转型。下面对我国建筑行业碳中和的实现路径与关键技术进行具体分析，如图1-2所示。

1.建筑碳中和的实现路径

建筑全生命周期的碳排放可以划分为两大部分：

•　一是建造阶段的碳排放，主要来源于建材生产、运输与施工等过程；

•　二是运行阶段的碳排放，主要来源于空调、照明、家电、家用充电桩、供暖以及其他特殊用能。

基于对碳排放来源的分析，我们可以规划出实现建筑碳中和的三条路径，即减少能源需求、提高能源利用效率、用清洁能源代替高碳排放能源。

（1）减少能源需求

在建筑设计阶段要优化建筑形体系数，合理划分功能区，实现分区采暖，同时要充分利用自然风、自然光等自然资源，根据当地的气候特点选择热工性能合适的建筑外围护结构，提高建筑的保温隔热性能，降低建筑制冷及供暖对能源的需求，进而减少建筑对能源的总需求。此外，建筑施工可以使用绿色、低碳、轻质、可回收再利用的建筑材料，减少建筑垃圾以及建筑垃圾所产生的碳排放。

（2）提高能源利用效率

为了降低运行阶段的能耗与碳排放，建筑可以使用能效比较高、智能化水平较高的设备，例如LED灯、变频水泵、磁悬浮冷机、智能充电桩以及可以实现智能启停的设备等，以提高能源利用效率，实现节能减排。

（3）用清洁能源代替高碳排放能源

建筑可以利用屋顶与外墙架设光伏设备，利用光伏能满足建筑的用电需求，减少对外部电源的依赖；可以利用空气源热泵、水源热泵、地源热泵等设备充分利用低品位热能，满足建筑采暖、制冷、日常热水等需求；在地热能、生物质能充足的地区，也可以开发地热能取暖、生物质能发电等技术与应用，满足建筑的取暖、用电需求。总而言之，用清洁能源代替高碳排放能源是实现建筑碳中和的关键，但目前相关的技术与应用还不成熟，仍需进一步探索。

2.实现建筑碳中和的关键技术

实现建筑碳中和的关键技术应该主要涵盖以下几个方面。

（1）降低成熟技术造价

建筑想要从源头降低用能需求，最好的做法就是使用高性能的外围护结构，包括外墙、门窗、屋顶等。但目前，我国高性能的门、窗及保温材料使用的关键原材料严重依赖进口，成本比较高。为了解决这一问题，相关企业与机构要加强技术创新，自主研发与生产关键原材料，实现技术转化与产业本土化，降低高性能外围护结构的造价，在全国范围内推广使用。

（2）推广新能源技术应用

推广使用建筑光伏一体化、储能技术、智能充电技术等新兴技术，是实现建筑碳中和的有力措施。但目前，这些新兴技术的产品比较单一、整体性能差强人意，而且成本比较高。为了推动这些新兴技术尽快成熟，实现广泛应用，国家与企业需要给予大力支持。

（3）挖掘本土低碳建筑材料

近年来，为了实现建筑碳中和，德国、美国、澳大利亚等木材资源丰富的国家开始探索纯木结构，催生了很多新技术、新应用。我国木材资源短缺，可以因地制宜探索竹材、夯土等绿色、低碳、可回收的建筑材料，对传统工艺进行改造，提高这些材料的性能。

（4）优化区域能源应用

人口密集区的建筑用能需求非常大，这些建筑应该根据本地的资源条件，使用地源热泵、水源热泵、分布式光伏等可再生能源技术满足用能需求，减少煤电等高碳能源的使用量，从而减少碳排放。

（5）加强建筑信息化管理

相较于其他行业来说，建筑行业的信息化水平比较低，而信息化是实现节能减排的关键。因此，我国建筑行业要采用BIM、建筑能耗模拟技术、建筑智能化管理技术等提高建筑的信息化水平，对用能、碳排放等进行有效管理，提高建筑整体运行效率，实现节能减排。