技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動建筑脫碳：構(gòu)建未來能源管理新格局

建筑行業(yè)對全球氣候的影響

全球氣候變化的影響日益嚴重，而建筑業(yè)是這一問題的主要推動力之一。據(jù)估計，建筑物和建筑行業(yè)占全球溫室氣體排放量的約40%【1】。這一比例不僅涵蓋了建筑物的直接運營排放，還包括生產(chǎn)建筑材料和建造過程中產(chǎn)生的隱含碳排放。

建筑物生命周期中的碳排放可以分為兩部分：隱含碳排放（embodied carbon）和運營碳排放（operational carbon）。隱含碳指的是建筑材料生產(chǎn)、運輸、建造及其使用過程中的碳排放，如水泥、鋼鐵等材料的生產(chǎn)。運營碳排放則主要來自建筑物在其使用壽命內(nèi)的能源消耗，如空調(diào)、照明、取暖等日常設(shè)施的運行。隨著城市化進程的加速，全球?qū)π陆ㄖ男枨蟛粩嗌仙?，這進一步加劇了建筑物對氣候的影響。

隨著世界各地極端氣候事件的頻發(fā)，如2023年亞洲、南歐和北美的極端熱浪，建筑行業(yè)的碳排放問題變得更加緊迫。這些事件直接威脅到人類的健康和生命，迫使人們意識到建筑物在抵御氣候變化中扮演的角色以及對其能源管理的迫切需求。

建筑業(yè)的脫碳緊迫性

雖然全球范圍內(nèi)的建筑脫碳共識逐步形成，但在實際操作中，這一過程面臨著重大的挑戰(zhàn)。首先，建筑業(yè)的所有利益相關(guān)者，諸如開發(fā)商、業(yè)主、租戶和設(shè)施管理者，往往存在不同的激勵機制。例如，開發(fā)商可能更關(guān)注建筑物的初期投資，而忽略后期的運營能效改進；而租戶可能希望節(jié)省運營費用，但缺乏對非自有建筑物進行投資的動力。

其次，建筑行業(yè)是一個相對保守的領(lǐng)域，新技術(shù)的采用往往面臨來自于成本、風(fēng)險和復(fù)雜性的障礙。盡管近幾年技術(shù)飛速發(fā)展，建筑物的能源管理技術(shù)逐漸成熟，但在許多情況下，建筑主和開發(fā)商對這些技術(shù)的潛力和回報仍持懷疑態(tài)度，阻礙了它們的廣泛應(yīng)用。

新興技術(shù)推動建筑脫碳

盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，近年來新技術(shù)的進步為建筑物的脫碳提供了可行的解決方案。先進的建筑能源管理技術(shù)不僅可以減少隱含碳排放，還可以顯著降低建筑物的運營碳排放。

減少隱含碳的技術(shù)創(chuàng)新

建筑材料是隱含碳排放的主要來源，尤其是水泥。水泥的生產(chǎn)需要大量的能源，并釋放出大量的二氧化碳。如果把水泥行業(yè)看作一個國家，其碳排放量將排名全球第四，僅次于中國、美國和印度【2】。為了解決這個問題，越來越多的技術(shù)創(chuàng)新者正在致力于減少水泥的碳排放。

例如，英國的Converge公司通過傳感器和預(yù)測性人工智能，幫助建筑承包商優(yōu)化混凝土的攪拌和養(yǎng)護過程，從而減少水泥生產(chǎn)中的碳排放。這種創(chuàng)新技術(shù)不僅提高了建筑材料的性能，還能減少高達10%的碳排放【3】。同時，加拿大的碳升級技術(shù)公司（CUT）開發(fā)的碳捕集技術(shù)，將工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為補充水泥材料（SCM），從而減少60%的水泥碳排放。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了建筑隱含碳，還提高了建筑物的耐久性，延長了其使用壽命，減少了后期維修的頻率。

減少運營碳的智能管理技術(shù)

建筑物運營期間的能源消耗占全球總能源使用量的三分之一左右【4】。提高現(xiàn)有建筑物的能效、減少其運營碳排放至關(guān)重要。近年來，智能管理系統(tǒng)和節(jié)能技術(shù)在建筑物的節(jié)能改造中發(fā)揮了重要作用。

例如，法國的Metron和亞洲的75F等公司開發(fā)了智能管理平臺，幫助建筑物運營商實時監(jiān)控和優(yōu)化建筑物的能源消耗。這類平臺利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能（AI）技術(shù)，能夠精確分析建筑物的能效，并提出提高能效的具體措施。

此外，美國的Aeroseal技術(shù)利用氣溶膠封堵技術(shù)，有效密封建筑物的管道系統(tǒng)和圍護結(jié)構(gòu)，減少能源泄漏。研究表明，在住宅建筑中，這項技術(shù)能夠降低10%-15%的能源開支，而在商業(yè)建筑中，氣密性改進可減少多達90%的泄漏。這種技術(shù)在節(jié)約能源方面的效果顯著，為建筑行業(yè)提供了一個有力的能效提升工具。

應(yīng)對未來建筑冷卻需求的技術(shù)解決方案

隨著全球氣溫的上升，建筑物的冷卻需求大幅增加。據(jù)估計，到2050年，全球的制冷能源需求將增加45%，其中大部分需求來自于發(fā)展中國家的經(jīng)濟增長【5】。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，節(jié)能的冷卻技術(shù)將變得更加重要。像75F和Aeroseal這樣的智能冷卻技術(shù)，能夠在提高建筑物舒適性的同時減少能源消耗，為未來全球建筑物的能源管理提供了一個可持續(xù)的解決方案。

脫碳技術(shù)應(yīng)用面臨的障礙

盡管技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，建筑脫碳技術(shù)的推廣與大規(guī)模應(yīng)用仍然存在障礙。除了前述的利益激勵不一致問題，技術(shù)普及過程中還面臨其他幾個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

利益激勵的不一致

所謂的“激勵分散問題”是建筑脫碳進程中的一大障礙。建筑業(yè)主和租戶之間常常在節(jié)能投資上缺乏共同的利益。建筑物的業(yè)主可能不愿意投資能效技術(shù)，因為這種投資主要會讓租戶受益，而租戶又可能不愿意為不屬于自己的建筑物支付升級費用。解決這一問題的關(guān)鍵在于引入新的商業(yè)模式和激勵機制。

例如，環(huán)境升級協(xié)議（EUA）是一種創(chuàng)新的機制，允許業(yè)主和租戶分攤建筑能效改造的成本，使雙方都能從中獲益。租戶享受更低的能源費用，業(yè)主則通過提高建筑物的價值獲得回報。這種協(xié)議模式的推廣有助于緩解激勵分散問題，為建筑脫碳提供可持續(xù)的動力。

技術(shù)應(yīng)用的認知障礙

許多建筑公司、設(shè)施管理者和業(yè)主對現(xiàn)有的脫碳技術(shù)了解不夠，阻礙了這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用。盡管ESCO（能源服務(wù)公司）和BPO（業(yè)務(wù)流程外包）公司逐步幫助建筑行業(yè)與技術(shù)供應(yīng)商建立聯(lián)系，但技術(shù)的普及仍然面臨認知障礙。

為了加速技術(shù)應(yīng)用，建立公開透明的脫碳技術(shù)供應(yīng)商名錄，提供詳細的技術(shù)效益說明和實際應(yīng)用案例，將有助于提高市場對脫碳技術(shù)的信任感。此外，政府和行業(yè)協(xié)會可以通過提供技術(shù)培訓(xùn)和信息資源，幫助建筑業(yè)主和開發(fā)商更好地理解和應(yīng)用脫碳技術(shù)。

技術(shù)成本和融資問題

脫碳技術(shù)的前期成本通常較高，尤其是針對現(xiàn)有建筑的改造。盡管長期來看，脫碳技術(shù)能夠節(jié)約運營成本，但許多建筑業(yè)主和開發(fā)商對這些技術(shù)的回報周期持懷疑態(tài)度，導(dǎo)致他們不愿進行投資。

針對此問題，政府和金融機構(gòu)應(yīng)出臺更多的政策激勵措施。例如，提供低息貸款、稅收減免以及綠色建筑補貼，幫助業(yè)主克服前期投資障礙。此外，創(chuàng)新的綠色融資工具，如綠色債券和可持續(xù)發(fā)展貸款，能夠為建筑脫碳提供更多的資金支持。

現(xiàn)在是立即采取行動的時刻

顯然，需要立即采取行動實現(xiàn)建筑脫碳，但實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變需要整個生態(tài)系統(tǒng)，包括開發(fā)商、業(yè)主、金融家和政府，繼續(xù)合作并建立有影響力的伙伴關(guān)系。從碳密集度較低的建筑材料到數(shù)字和物理改造創(chuàng)新，技術(shù)提供商正在創(chuàng)建可部署的解決方案，這些解決方案已經(jīng)對減少建筑物的碳排放足跡產(chǎn)生了重大影響。但現(xiàn)在是時候增加這些解決方案的采用，擴大其在全球范圍內(nèi)的影響，并使建筑環(huán)境走上實現(xiàn)凈零排放的漸進之路。

[1] 氣候行動小組https://www.theclimategroup.or...

[2] 全球水泥挑戰(zhàn)賽，榮鼎集團https://rhg.com/research/the-g...

[3] 將 Converge 的解決方案與低碳水泥材料結(jié)合使用時，可節(jié)省高達 50% 的成本

[4] 國際能源協(xié)會https://www.iea.org/energy-sys...

[5] 國際可再生能源機構(gòu)https://www.irena.org/Innovati...

CIBIS峰會

由千家網(wǎng)主辦的2024年第25屆CIBIS建筑智能化峰會即將開啟，本屆峰會主題為：“匯智提質(zhì)：開啟未來新篇章”。屆時，我們將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更智慧、更高效、更安全、更低碳的智慧技術(shù)，共同開啟未來美好智慧生活。

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