“双碳”目标下河南省建筑碳排放量化分析及减排对策研究

白蕾

摘 要：河南省作为建筑业大省，建筑能源消耗和碳排放总量呈现逐年攀升趋势，这对未来全省双碳目标的实现造成巨大挑战。本研究在碳中和背景下，简述建筑碳排放相关理论，通过对河南省近10年建筑全生命周期4个阶段的碳排放现状分析，提出推广使用新型绿色低碳环保建筑材料、加大建筑技术的创新与研发力度、提升行业资源利用效率等减排对策，为河南省建筑业转型升级和绿色可持续发展研究奠定基础。

关键词：“双碳”目标;建筑全生命周期;建筑碳排放;减排对策

中图分类号：TU201.5      文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）11-0129-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.11.029

Quantitative Analysis of Building Carbon Emissions and Research on Emission Reduction Countermeasures in Henan Province under the Double Carbon Target

BAI Lei

（Henan Technical College of Construction ，Zhengzhou 450046，China）

Abstract： As a major construction province in Henan， the total building energy consumption and carbon emissions show an upward trend year by year， which will pose a huge challenge to the realization of the province's dual carbon goals in the future.In the context of carbon neutrality， this paper briefly describes the relevant theories of building carbon emissions， and through the analysis of the current status of carbon emissions in four stages of the entire life cycle of buildings in Henan Province in the past ten years， it is proposed to promote the use of new green and low-carbon environmental protection building materials， increase building Technological innovation and R&D efforts， and emission reduction measures such as improving the efficiency of industry resource utilization have laid the foundation for the transformation and upgrading of the construction industry in Henan Province and the research on green and sustainable development.

Keywords： "two-carbon" target; building life cycle; building carbon emissions; emission reduction countermeasures

0 引言

“碳”是构成石油、煤炭、木材等自然资源的元素之一，消耗的“碳”越多，所产生的导致全球暖化的二氧化碳就越多，全球变暖将会带来更多的环境、经济、社会问题，很大程度上影响人类的生存与可持续发展。2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上郑重宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。建筑领域是温室气体排放的主要来源之一，从生产到消费整个链条碳排放总量巨大，但其具有较大的节能潜力，减排成本较其他行业存在潜在优势。在城镇化水平不断提升，城市规模与人口不断扩张，建筑能耗、碳排放总量持续增加的背景下，如何既满足经济社会发展需求，又充分发挥建筑业减排的巨大潜力，保护生态环境可持续发展，成为目前相关行业主管部门面临的紧迫问题与从业者关注的重点问题。

建筑业是河南省传统优势产业与富民强省的支柱产业，2020年全省建筑业总产值为13 122.55亿元，位居全国第八，行业能耗也随其发展逐年递增，2019年建筑业标准煤消耗量为2010年的3.46倍。为实现减排目标，如期实现碳中和，推動经济社会的绿色转型发展，河南省政府于2021年8月发布《河南省人民政府关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的实施意见》（豫政〔2021〕22号），涉及推进绿色规划、绿色设计、绿色投资、绿色建设等多方面内容，为全省绿色、低碳发展提供了方向和目标。就目前发展情况来看，河南省建筑能源消耗和碳排放总量仍呈持续攀升趋势，这为河南省减排目标的实现带来巨大挑战。

1 建筑碳排放相关概述

1.1 碳排放定义

碳排放泛指温室气体排放，包括水蒸气、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物、臭氧等，因组成以二氧化碳为主，因此，用碳作为代表，虽然并不准确，但可让民众快速而简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。总体来讲，碳排放的主要来源由6大类组成：能源消耗、工业排放、交通运输排污、农业排污、去林化污染以及房屋建筑排污等。

1.2 建筑碳排放概述

建筑物在全生命周期的不同阶段都伴随着能源消耗。对于建筑碳排放来讲，是将规划与设计、材料构件生产、建造与运输、运行与维护、拆除与处理全循环过程中物质能源流动所产生的对环境影响的经济效益、社会效益和环境综合效益的综合评价。根据建筑能耗的差异，建筑碳排放有广义与狭义之分，广义概念基于建筑全生命周期理论，建筑碳排放模型的研究大多将建筑全生命周期分成原料生产、建筑施工、运行、拆除4个阶段计算建筑不同阶段的碳排放情况后进行汇总;狭义仅包括建筑运行阶段的碳排放，因为建筑物的使用和维护阶段中，煤炭、柴油、汽油、电力等能源消耗往往占总量的80%～90%。

1.3 建筑碳排放测算方法概述

常用的碳排放测算方法有3种，即实测法、投入产出法、过程分析法。实测法是最基本的方法，利用计量工具通过标准化手段进行直接测量;投入产出法是通过投入产出模型的构建引入能源或环境流量，实现行业层面环境或能源问题的分析;过程分析法是利用碳排放来源的消耗情况结合排放系数进行定量化计算的方法。对河南省建筑碳排放进行测算除选择合适的测算方法外，还需要界定相应的测算范围。此次研究选择过程分析法测算河南省建筑全生命周期碳排放数据，即通过相关统计数据的搜集与整理，对建筑材料生产、建造、运行、拆除等阶段的碳排放数据计算后再进行汇总。

2 河南省建筑全生命周期碳排放测算及结果分析

2.1 材料生产阶段建筑碳排放测算

通过搜集整理河南省主要建筑材料消耗情况，结合相应建筑材料二氧化碳排放系数[1]，即可得到材料生产阶段建筑碳排放总量，具体计算公式如式（1）。

[CP=αi·βi]      （1）

式中：[CP]指材料生产阶段建筑碳排放汇总量;[αi]指第i种主要建材二氧化碳排放系数;[βi]指第i种建材当年消耗总量。

利用《中国建筑业统计年鉴》搜集河南省建筑业企业主要建筑材料消耗数据，查找建筑材料的二氧化碳排放系数，计算2010—2019年河南省材料生产阶段建筑碳排放总量（其他建筑材料利用系数进行放大估算），结果如图1所示。

2.2 建造阶段建筑碳排放测算

建造阶段建筑碳排放来自施工过程，建造过程中的能源消耗量可根据《中国能源统计年鉴》的能源消耗表获取，各能源二氧化碳排放系数可根据《综合能耗计算通则》并结合相关文献获取[2-4]，建造阶段建筑碳排放计算公式如式（2）。

[CC=γj·δj]      （2）

式中：CC指建造阶段建筑碳排放汇总量;[γj]指第j种能源二氧化碳排放系数;[δj]指第j种能源当年消耗总量。

通过计算，可得到2010—2019年河南省建造阶段建筑碳排放总量，如图2所示。

2.3 运行阶段建筑碳排放测算

建筑使用阶段的碳排放来自能源消耗，本研究搜集河南省建筑运行阶段能源消耗数据，统计各种能源的平均低位发热量、单位热值含碳量、碳氧化率，并测算出其二氧化碳排放系数，最终得到运行阶段建筑碳排放总量。

结合相关研究[5-6]，本研究将运行阶段建筑碳排放按照其来源划分为城镇居民住宅、农村居民住宅、公共建筑、冬季供暖碳排放4类，计算公式如式（3）。

[CO=COt+COv+COp+COw]   （3）

式中：[CO]指运行阶段建筑二氧化碳排放汇总量;[COt]、[COv]、[COp]、[COw]分别为城镇居民住宅、农村居民住宅、公共建筑、冬季供暖4类建筑消耗能源所排放的二氧化碳量。

通过计算，可得到运行阶段建筑二氧化碳排放量（其中城镇居民住宅、农村居民住宅碳排放量汇总为居住建筑碳排放量），结果如图3所示。

2.4 拆除阶段建筑碳排放测算

对于河南省范围内建筑拆除阶段的碳排放测算缺少实际测算數据及可行方式，一般按照其他阶段的比率确定，根据以往研究成果[6]，本研究选择施工阶段的10%计算拆除阶段的建筑碳排放量，结果如图4所示。

2.5 建筑全生命周期碳排放汇总与分析

2.5.1 建筑全生命周期碳排放汇总整理。根据上述计算结果，对4个阶段的建筑碳排放量进行汇总，可得到建筑全生命周期碳排放总量，结果如图5所示。

为清楚地了解各阶段碳排放量占建筑全生命周期碳排放总量的情况，本研究将4个阶段碳排放量与全生命周期碳排放总量进行对比，如表1所示。

2.5.2 建筑全生命周期碳排放分析。根据以上计算结果可知，材料生产阶段建筑二氧化碳排放量依据建筑材料消耗情况浮动，碳排放主要来自钢材和水泥两种建材;建造阶段建筑二氧化碳排放量在2011—2019年基本处于上升趋势，查阅相关统计年鉴资料发现，河南省房屋建筑施工面积逐年增加，导致施工过程中碳排放量随之增加;运行阶段建筑碳排放来自居住建筑、公共建筑、冬季供暖3大类，基本是居住建筑排放量最大，冬季供暖排放量最小;拆除阶段建筑二氧化碳排放量按照施工阶段比例测算，走势与施工阶段基本一致。

总体来看，材料生产与运行阶段是河南省建筑全生命周期碳排放的主要来源，占总量的90%以上。2012—2014年，随着河南省建筑业的蓬勃发展，建材消耗量不断增加，建材生产过程所产生的二氧化碳量大幅度提升，材料生产阶段占建筑全生命周期碳排放的比例最大;2017年后随着绿色建筑、低碳建筑不断发展，运行阶段能耗下降，建材生产阶段碳排放量再次成为建筑全生命周期碳排放的重要来源。

3 河南省建筑减排对策研究

根据河南省建筑全生命周期碳排放量测算结果可得到建筑碳排放的主要来源与减排关键点，本研究提出如下减排对策。

3.1 推广使用新型绿色低碳环保建筑材料

钢材与水泥是消耗量较多且碳排放量最大的两种建筑材料，钢材可通过回收减少碳排放量，水泥可通过更换原料燃料实现减排。除传统建材的优化外，建议更多地推广使用新型绿色低碳环保建筑材料，这些材料具有绿色环保、能耗小、碳排放量少等突出优点。

3.2 加大建筑技术的创新与研发力度

建筑业是河南省传统优势产业与富民强省的支柱产业，目前行业发展仍依赖大量资源的投入，技术需求较低，这就导致河南省建筑碳排放总量随建筑规模的扩大不断增加。建议加大建筑技术的创新与研发力度，加快对已有建筑技术的推广与应用，提升装配式、机械化水平，降低建筑行业对资源的依赖程度，减少碳排放量。

3.3 提高行业资源利用效率

河南省建筑行业发展较为粗放，与精细化管理相差甚远，建造过程中资源的利用程度低，资源浪费、环境污染等现象频繁发生，建筑废弃物也未得到良好的利用。建议重视建造成果的精细化管理程度，加强对建筑废弃物的管理与回收，提高资源利用效率，减少建筑碳排放总量。

3.4 增加建筑绿色低碳发展培训与宣传

绿色低碳知识的宣传与培训对于河南省建筑减排工作的顺利开展至关重要，通过培训与宣传，可为建筑业相关从业人员普及节能、环保知识，让更多的人了解建筑绿色低碳发展的重要性与紧迫性，只有将绿色低碳理念深入人心，为社会普遍所接受，才能实现建筑业的绿色转型升级发展。

4 结语

综上所述，在河南省建筑碳排放量持续攀升的背景下，建造与运行阶段的碳排放对河南省减排目标的实现带来了巨大挑战。建议推广使用新型绿色低碳环保建筑材料，加大建筑技术的创新与研发力度，提高行业资源利用效率，增强建筑绿色低碳发展培训与宣传。

参考文献：

[1] 馮博，王雪青.中国各省建筑业碳排放脱钩及影响因素研究[J].中国人口·资源与环境，2015，25（4）：28-34.

[2] 张孝存.建筑碳排放量化分析计算与低碳建筑结构评价方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2018.

[3] 林立身，江亿，燕达，等.我国建筑业广义建造能耗及CO2排放分析[J].中国能源，2015，37（3）：5-10.

[4] 高涛.中国城市住区碳足迹及低碳策略研究[D].徐州：中国矿业大学，2015.

[5] 丛锡龙.基于气候因素我国区域建筑二氧化碳排放研究[D].大连：大连理工大学，2014.

[6] 郭徽.我国建筑全生命周期能源消费分析与预测[D].大连：大连理工大学，2017.