碳減排、碳達峰和碳中和已經(jīng)成為我國的國家戰(zhàn)略。每個行業(yè)都不能置身度外，每個人都是利益相關者。能源系統(tǒng)是主要的碳排放源，但要實現(xiàn) 2050年凈零排放，就不僅僅是能源系統(tǒng)的任務。人為碳排放主要有兩大來源：即化石燃料燃燒的能源利用及破壞自然循環(huán)的土地利用。因此，需要在能源、土地、城市和基礎設施（包括交通和建筑）及工業(yè)系統(tǒng)方面進行快速而深遠的轉(zhuǎn)型。
在能源領域，不能憑單一或簡單的辦法實現(xiàn)凈零排放，能源轉(zhuǎn)型需要政府所有部門、機構、企業(yè)和個人共同采取行動，利用廣泛的能源政策、融資、創(chuàng)新和技術。節(jié)能、能源效率的提高和對可再生能源的大規(guī)模應用起到主導作用。
城市是人口密集、各種要素集聚的場合。2020年，世界城市化率約為56%％，預計到2050年將增加到68％。城市能源需求占全球能源需求的2/3，占能源部門碳排放量的70％。從目前到2050年，大部分新建建筑將在新興經(jīng)濟體和發(fā)展中經(jīng)濟體的城市中建造。中國改革開放的40年間經(jīng)歷了城市化的高速增長。1978年中國城市化率僅為17.92％，而到2019年已經(jīng)達到60.60％。
我國民用建筑的建筑節(jié)能工作近年來取得了很大成績，我國綠色建筑的建設也一直以節(jié)能為重點，我國的住宅能耗水平很低，但建筑運行碳排放減量還有潛力可挖。也正因為能耗水平低，我國建筑運行能耗在全國總能耗中只占21％，與發(fā)達國家相比，美國占比39％，日本占比32％，德國占比35％，實現(xiàn)碳中和目標相對容易。
我國能源結構是以煤為主的高碳結構，2019年我國一次能源消費中，燃煤占57.7％，非化石能源只占14.9％。2019年發(fā)電量中，火電占比高達69.6％。這就帶來了盡管建筑能耗強度不高、 但碳排放量卻居高不下的后果。如果從現(xiàn)在到2030年不作任何改變，則估計城市建筑將新增220億m２，新增碳排放約14億t。我國城市建筑碳排放總量將達39億t。城市建筑在2030年實現(xiàn)城市建筑碳達峰并降低峰值的主要措施是：第一，壓縮建筑規(guī)模，尤其是城市居住建筑規(guī)模；第二，降低北方集中供暖系統(tǒng)的碳排放；第三，降低電力系統(tǒng)的碳排放因子。
建筑運行碳排放主要來自于：建筑環(huán)境能耗包括供熱、供冷、通風、照明；建筑公用設施能耗包括電梯、供水、生活熱水、供配電；功能性能耗包括電器、信息系統(tǒng)、辦公設備、電動車充電等。其中建筑環(huán)境能耗和建筑公用設施能耗對于不同類型建筑需求相對穩(wěn)定。尤其在 住宅中，中國的建筑能耗相對發(fā)達國家、甚至相對經(jīng)濟水平相當?shù)膰叶继幱诤艿偷乃健Ｗ畲蟛淮_定因素是功能性能耗。
民用建筑中能耗最高的是北方集中供暖。我國建筑節(jié)能工作從1985年開始便圍繞提高集中供暖效率和減少污染排放而努力。35年中有進步但不大。分戶計量和按計量收費政策沒有得到很好的實施，甚至連集中空調(diào)系統(tǒng)也倒退到按面積收費的老路上去。
我國供暖碳達峰的主要路徑表現(xiàn)為：新建建筑實現(xiàn)供暖分戶計量；末端向低溫輻射方式發(fā)展，但要注意這也意味著某些地區(qū)會從間歇供暖轉(zhuǎn)為連續(xù)供暖，延長供暖時間；寒冷地區(qū)新建建筑向電力驅(qū)動熱泵供暖方式發(fā)展，要注意熱泵熱源的開發(fā)利用，采用能源總線等方式實現(xiàn)資源共享和分布式（分戶）熱泵供暖；大部分既有集中供暖尚不可能用電力或天然氣替代，需要結合城市更新進行改造，提升鍋爐效率、提高熱網(wǎng)供回水溫差，可以考慮“第四代區(qū)域供暖系統(tǒng)”技術，將既有熱網(wǎng)的回水作為水源熱泵熱源。
我們應做好能耗統(tǒng)計和碳排放監(jiān)測、預算、核算的方法論等基礎工作，以及碳中和技術的理論和應用研究。通過技術和政策的雙管齊下，可以使我國城市民用建筑碳排放峰值控制在21億t左右。主要措施：一是控制建筑規(guī)模，實行能耗限額設計，杜絕資源浪費；二是供暖系統(tǒng)的電氣化和效率提升。如果不改變現(xiàn)在的發(fā)展模式，則碳排放不可能在2030年達峰。城市的開發(fā)建設方式必須從粗放型外延式發(fā)展轉(zhuǎn)向集約型內(nèi)涵式發(fā)展，從增量擴張建設逐步轉(zhuǎn)向存量提質(zhì)改造。
通過碳中和的5項基本措施，即：超低能耗建筑、降低碳負荷，建筑電氣化和提高能效，現(xiàn)場可再生能源利用，為高滲透率可變可再生能源提供彈性，以及空氣中碳捕集和碳利用等，推動基于我國國情的綠色碳中和建筑的科技創(chuàng)新。
綜合能源規(guī)劃是城市建筑碳中和中不可缺少的環(huán)節(jié)，綜合能源規(guī)劃應該成為城市規(guī)劃體系中重要的組成。城市建筑的碳中和是建筑業(yè)各學科、各專業(yè)和每個從業(yè)者的共同任務。對碳達峰碳中和建筑的規(guī)劃、設計、施工和運營，需要從業(yè)者具有更寬廣的視野、發(fā)揮更多的聰明才智。
文/龍惟定，作者系同濟大學教授
