基于“十三五”减排背景下的碳排放研究

（1.福建林业职业技术学院， 福建 南平 353000）

2015年底“第21届联合国气候变化大会”在巴黎布尔歇展览中心举行，超过150个国家参与了此次会议，参与会议的各个国家就欧盟制定的巴黎气候大会协定展开了激烈的谈判，共同认可了《巴黎协定》。此次会议不同于2009年“哥本哈根会议”，发达国家正视以往为发展经济而产生的碳排放，与会各国达成“多排放多出钱，发展中国家亦应多出力”的共识，最终世界各国签订《巴黎协议》这一历史性的文件。《巴黎协议》的核心控制点事将全球气温上升控制在2℃以内，以更小的气温上升为努力目标。发达国家一方面将大力推动、发展节能减排的新举措，另一方面将通过物资与科学技术帮助发展中国家共同实现节能减排[1]。本文在《福建省房屋建筑施工碳排放研究》（JAT170976）与《房屋建筑桩基础施工碳排放研究》（JAT170993）课题下，在之前学者对建筑碳排放的研究成果上，对基于“十三五”减排背景下的碳排放进行分析研究。

1 节能减排背景

1.1 “十三五”节能减排工作方案

《“十三五”节能减排综合工作方案》（国发〔2016〕74号）是在巴黎气候大会的大背景之下，国务院对全国节能减排的要求。文件要求到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%，碳排放总量得到有效控制；大力推广绿色建筑，到2020年城镇绿色建筑占新建建筑比重达到50%；“十三五”期间，福建、江西、河南、湖北、重庆、四川碳排放强度分别下降19.5%；加快低碳技术研发与示范，研发能源、建筑等重点领域经济适用的低碳技术，加快推动低碳技术进步[2]。

1.2 福建省生态文明格局

基于国家节能减排工作的背景下，福建省将于2020年形成主体功能定位的城镇化格局、农业发展格局和生态安全格局，能源资源利用效率、污染防治能力显著提升等主要指标处于全国领先水平，系统完整的生态文明制度体系基本建成，覆盖全社会的生态文化体系基本建立，绿色生活方式和消费模式得到大力推行，形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局。同时将从国土空间开发格局、加快推进产业转型升级、促进能源资源节约、加大生态建设和环境保护力度、提升生态文明建设能力和水平、加强生态文明制度建设、用好用足支持政策等七个方面做好生态文明先行示范区建设[3]。

3 碳排放研究现状

在全球气候变暖的这个大背景下，世界各国的相关专家对绿色发展、低碳建设等进行了前所未有的研究，如基于建筑 LCA（全生命过程）、建筑生产阶段、建筑运营阶段、建筑废除阶段深究碳排放活动规则。在建筑LCA的阶段中，广大学者研究结论较充足，形成了可供大家参考的许多研究成果；而在建筑施工阶段，特别是基础施工阶段的碳排放，很多学者略过或一概而过这一时段的研究。然而，碳排放研究既要宏观指挥，也要微观入手。

3.1 建筑施工碳排放的研究现状

据联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，以下简称 IPCC) 的测算，建筑行业生产所消耗的能源占到了全球能源消耗的40%，其中CO2排放比例高达全球CO2排放量的36%[4]。截止目前，建筑业累计碳排放量已高达我国碳排放总量的50%[5]。

国外对建筑碳排放研究包罗万象，Peter S.P等人[6]认为部分关键因素会促使施工单位采取节能减排措施。Sha Liu[7]等建立了粒子群优化模型帮助施工单位拆解项目，然后通过子项目碳排放汇总来优化施工阶段工作组合。Stolls认为可以通过碳排放税收，进行节能减排措施。C.Chau等人利用蒙特卡罗方法产生（概率方法）来描述高层建筑的碳足迹，得出了结构和非结构占到15%-30%的比重，可以减少17.3%的碳排放量；通过资源的回收与重复利用可以减少约 3%的建筑碳排放量。Michiya Suzuki等创造了I/O法，通过测算建筑准备阶段碳排量约790kg/m2；使用阶段每年碳排量约 87kg/m2；拆除阶段碳排量约 36kg/m2。HacRer.J 和 Be1Cher.S认为可以通过低碳设计与低碳施工来促使低碳生产的实现。Day.A.R等学者认为最好的低碳方式是采用电、热能来替代传统的生产方式，特别是在建筑LCA的过程中，充分利用再生技术争取实现建筑减排10%。

国内对碳排放研究处于不断加强深化的阶段，张智慧建筑物化阶段提出了界定标准，建议通过建立 BEPAS（建筑环境物化影响评估系统）来帮助大家对建筑物各个阶段的环境影响进行分析。燕艳认为施工机具等的能源消耗占了建设施工能源消耗的绝大部分。蔡向荣认为高层砼结构建设施工过程中产生的碳排放量大于多层建筑结构与普通的单层建筑。清华大学提出可以通过实测分析与模拟分析的方法来统计建筑能耗，进而编制建筑耗能定额，从设计源头控制建筑施工用能。王志荣崇尚绿色管理，通过把生态和谐与管理相结合，坚持减量、再利用、再循环的方式进行企业管理。

3.2 碳足迹理论的研究现状

碳足迹，又称Carbon Footprint，是人们生产生活所排放GHG的集合。它揭示了人类生产生活对自然的影响是巨大的，只有通过减少碳足迹，才能实现环保。在此，基于建筑的碳足迹定义，是指在整个建筑全寿命周期中，从立项到投入运行到乃至报废的生产活动所产生碳排放总量。是评价建筑是否节能环保的重要指标，有礼物建筑行业真正实施低碳生产、绿色生产。

由此可见，基于碳足迹的研究手段对分析建设碳排放量定具有很强的操作适用性，当下通用的对碳足迹研究分析的方法有基于建设过程的分析方法与基于投入产出的分析方法，这两种方法各有特色。基于碳足迹的研究方法为研究评价建设碳排放开创了新的视野，对评价建设活动产生的GHG效益具有指导性的现实意义。

3.3 碳排放系数

碳排放系数（碳排放因子），是指相关能源在特定条件的使用下，产生能量这一过程中，其所产生的CO2量。为了方便理论研究，IPCC假定相关能源的单位碳排放（碳排放因子）是不变的。国内外专家对碳排放系数做了详细的研究，他们认为碳排放设计建造的全寿命周期，这些过程可以分为直接碳排放与间接碳排放，而碳排放系数（碳排放因子）是解决这些过程中碳排放量的首要基础与关键部分。

IPCC发布了世界上主要使用的能源（煤、石油等）的碳排放系数，建筑碳排放计量标准（CECS 374：2014）对此也进行相关统计，如表1所示。

3.4 碳排放理论的实现

目前，碳排放理论已在建设中逐步应用，例如阿塞拜疆共和国（简称AR）的零能耗游乐城。AR在里海的奇拉岛上设计了一个可持续发展的城市，在自然地貌基础上布置房屋，将太阳能板与建筑结合。岛上的有独立的供水系统，生活废水处理后用于灌溉。奇拉岛以基于生态化的处理，将一个沙漠小岛改造成一个风景秀丽的富饶岛屿，开创了人与自然和谐的生态城市，如图1所示。

图1 齐拉岛生态系统图

4 讨论

目前，关于建筑碳排放的研究成果涉及方方面面，但是有部分领域仍然是空白的。由于发达国家与发展中国家的科技实力与社会经济发展层次不同，对碳排放的研究程度与排放量控制的实现手段也有所差距。中国走的是特色社会主义道路，我们应该立足当下，因地制宜的对我国建筑碳排放进行深入的探讨与分析，就不足之处加以补全与采取措施。当前，我国建筑碳排放研究存在的不足有：

（1）我国学者对建设施工阶段碳排放理论的研究较国外而言相对缺乏,现阶段对碳排放的研究绝多数是基于建筑物的全寿命周期，研究面尚不够广泛。对于建筑总体的碳排放量，大家得出了形形色色的理论。然而，建筑全生命期是由不同阶段形成了，其中施工阶段的持续时间是第二长的，且这阶段是建筑变化最为突出的阶段，我国在这一时期领域的研究成果不足，尤其是建筑基础施工阶段的理论成果更是少之又少。基础施工是项目建设的必经阶段，因此完善基础施工阶段的碳排放理论对构建完整的建筑碳排放理论具有重要意义。

（2）缺乏针对施工工艺的碳排放研究。目前，多数建筑碳排放研究都是总体把握，宏观指导节能减排。基于大量的碳排放数据与对碳排放影响因子分析，得出节能减排的政策指导与提倡科技革新。缺乏从微观层面的研究，特别是施工工艺对建筑生产碳排放的影响与控制措施较为缺乏。建筑生产基于工艺，通过对施工工艺对施工碳排放影响的研究，能够在务虚的基础上务实，能够从建筑碳排放的根源上得出碳排放规律，为建筑施工阶段的碳排放控制以及相关部门对碳排放权交易的把控提供一定的理论参考。

[1]李强.中美气候合作与《巴黎协定》[J].理论视野,2016(3)：67-70.

[2]曹昆.国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》[N].人民日报,2017-01-06.

[3]常工.从生态省到生态文明示范区[N].人民日报海外版,2015-06-01.

[4]李静,刘燕.基于全生命周期的建筑工程碳排放计算模型[J].工程管理学报,2015,4(29):12-16.

[5]程明,王菲,张维鹏.中国建筑业总产值与碳排放关系研究[J].生态经济,2015,3(31):53-56.

[6]Peter SP,Wong S.T,Thomas Ng, M Shahidi.Towards understanding the contractor's response to carbon reduction policies in the construction projects[J].International Journal of Project,2012,29:155-162.

[7]Sha Liu,Ran Tao,Chi Ming Tam.Optimizing cost and CO2emission for construction projects using particle swarm optimization. Habitat International,2013,27:155-162.