2021-11-25
11月24日，2021 WATIC世界建筑科技创新大会在中国海口拉开序幕。本次大会以“数智营城·科技赋能”为主题，探索数字建筑科技如何赋能城市建设，助力城市未来可持续发展。
前瞻产业研究院院长兼首席科学家徐文强博士，作为碳中和与清洁能源领域的资深专家，受邀参与此次大会，进行建筑领域"碳中和"关键技术研究及发展机遇”的主题分享，同与会者展开深度交流，共同为行业企业的绿色发展寻找新思路，把握新一轮变革所带来的历史性机遇。
伴随温室气体浓度的不断增加，气候变化已成为21世纪全人类共同面对的严峻挑战。对此，全球各国纷纷采取气候变化应对行动、制定碳减排目标。“碳达峰、碳中和”已逐渐成为全球议题。中国也已向全世界承诺，力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。
然而，值得关注的是，全球建筑领域与能源相关的二氧化碳排放量创近年新高。在我国，建筑领域为我国主要碳排放来源之一，建筑全过程碳排放占全国碳排放总量比重超半数。
要实现建筑领域的碳中和目标，需要靠技术、政策、市场三者合力完成。其中，加大绿色低碳核心技术攻关力度，推进重点行业和重要领域绿色化改造，为实现碳中和提供坚实支撑成为重中之重。
因此，前瞻徐文强院长在此次大会上分享了建筑领域“碳中和”的先进技术研究。
徐院长认为，在建筑建造阶段，建筑材料、新型建筑以及光伏建筑一体化是主要的减排方向。
一、建筑材料
在建筑材料方面助力实现碳减排，需要发展无化石钢铁和低碳混凝土。
1.发展无化石钢铁
钢材在建材中的碳排放占比高达40.8%，而钢铁的碳排放主要来源于煅烧过程中释放的二氧化碳，废钢利用率提升和炼钢技术脱碳升级显然是钢铁领域的主要减碳措施。
徐院长表示，CCUS技术的应用是钢铁领域减排的一个重要方向；用氢气代替煤将铁矿石还原为铁则是钢铁行业最具可持续性和技术前景的替代方案；而氨还原，由于相较于传统炼铁工艺，所需的温度较低，能够最大限度地减少温室气体排放，因此氨还原铁技术同为未来发展方向。
2.发展低碳混凝土
混凝土是地球上消耗量仅次于水的第二大耗材，而水泥作为混凝土的粘合剂是混凝土中碳排放最大的成分。中国是水泥生产大国，减少水泥的使用量或降低水泥熟料系数是混凝土领域的主要减碳措施。
在大会上，徐院长介绍了四种国外先进技术，分别是加拿大公司CarbonCure的技术；美国企业Solidia提出的混凝土减碳方案；加拿大公司CarbiCrete开发的无水泥负碳混凝土技术以及Blue Planet的永久性碳捕获混凝土技术。这四种技术都能实现二氧化碳的锁定，以及减少水泥的使用量，从而达到碳减排目的。
二、新型建筑
在新型建筑方面，徐院长表示，由预制部品部件在工地装配而成的建筑，即装配式建筑是未来低碳建筑主要发展趋势之一。
三、光伏建筑一体化
光伏建筑一体化方面，徐院长则称其为建筑装饰材料领域的代表性减排创新技术。并以全国首例铜铟镓硒——建筑光伏一体化项目为例，向大会参与者介绍了一种新型的绿色建筑墙材。
近年来，建筑运行阶段的能耗和碳排放均呈现出较快的增长，因此如何在建筑运行阶段实现碳减排，徐院长也给出了自己的见解，提出暖通空调技术和建筑节能技术是建筑运行阶段的减排技术方向。
一、暖通空调技术
鉴于以空调为主的空间制冷设备已经占据全球电力消耗的10%以上，未来将进一步增长。因此，徐院长称，压缩机作为空调最主要的耗能部件，是空调系统节能减排技术的突破重点。
而地源热泵技术，能利用地下相对温度冬暖夏凉的稳定特性，形成一个完全封闭的循环，建筑物通过供暖与冷却系统模式的转换，可节省20-40%的空调电费。因此，地源热泵技术为低密度建筑未来主要方式。
二、建筑节能技术
如何在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗？
前瞻徐文强院长认为，可最大限度利用能源的热水储存技术；可减少空调和照明能耗的智能窗户；可实现综合能源效率大幅提升的热电联供分布式能源技术；以及可以达到能源循环往复利用、实现能耗精细化管理的物联网智慧能源系统等是可以考虑的思路与方向。
最后，徐院长向与会者提出在建筑领域实现“碳中和”的宝贵建议。
1.传统建材产业加快绿色转型
发展安全健康、环境友好、性能优良的新型建材，推进绿色建材认证和推广应用；推进绿色建材产品集成化、系统化、装配化；打造绿色建材产业数字化发展的新业态，构建系统完善的绿色建材产业生态链。
2.大力发展新型绿色建筑建设
推动既有建筑节能改造，进一步发展装配式建筑、被动式建筑等新型建筑；逐步实现由超低能耗建筑到近零能耗建筑再到零碳建筑的转变，最终实现未来所有新建建筑全部满足绿色建筑标准。
3.找准节能突破口，推动技术创新
对于现有建筑运行设备，发现其高耗能环节的减排瓶颈，找准节能突破口，进行有针对性的技术研发；开拓可再生能源应用，最大程度地实现能源替代，摆脱对化石能源的依赖，推动零碳技术发展。
4.加深建筑与互联网技术的融合
加深绿色建筑与互联网的融合，运用物联网、云计算、大数据等技术，对能量进行智能化管控，提高节能、节水、节材的效果，实现能源的高效循环利用，降低温室气体排放。
为深入贯彻落实习总书记关于碳达峰与碳中和工作系列重要讲话精神，推动实现应对 气候变化中长期目标和愿景，对接新发展理念和应对气候变化国家战略，前瞻产业研究院作为科技创新型智库为此专项成立了「前瞻碳中和战略研究院」。
「前瞻碳中和战略研究院」将聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询，帮助各大单位节能减排低碳转型提供解决方案, 促进绿色低碳和高质量发展。
未来，「前瞻碳中和战略研究院」将在徐文强院长的带领下，聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询，帮助各大单位节能减排低碳转型提供解决方案,促进绿色低碳和高质量发展。
