基于“十三五”減排背景下的碳排放研究

（1.福建林業職業技術學院， 福建 南平 353000）

2015年底“第21屆聯合國氣候變化大會”在巴黎布爾歇展覽中心舉行，超過150個國家參與了此次會議，參與會議的各個國家就歐盟制定的巴黎氣候大會協定展開了激烈的談判，共同認可了《巴黎協定》。此次會議不同于2009年“哥本哈根會議”，發達國家正視以往為發展經濟而產生的碳排放，與會各國達成“多排放多出錢，發展中國家亦應多出力”的共識，最終世界各國簽訂《巴黎協議》這一歷史性的文件。《巴黎協議》的核心控制點事將全球氣溫上升控制在2℃以內，以更小的氣溫上升為努力目標。發達國家一方面將大力推動、發展節能減排的新舉措，另一方面將通過物資與科學技術幫助發展中國家共同實現節能減排[1]。本文在《福建省房屋建筑施工碳排放研究》（JAT170976）與《房屋建筑樁基礎施工碳排放研究》（JAT170993）課題下，在之前學者對建筑碳排放的研究成果上，對基于“十三五”減排背景下的碳排放進行分析研究。

1 節能減排背景

1.1 “十三五”節能減排工作方案

《“十三五”節能減排綜合工作方案》（國發〔2016〕74號）是在巴黎氣候大會的大背景之下，國務院對全國節能減排的要求。文件要求到2020年，單位國內生產總值二氧化碳排放比2015年下降18%，碳排放總量得到有效控制；大力推廣綠色建筑，到2020年城鎮綠色建筑占新建建筑比重達到50%；“十三五”期間，福建、江西、河南、湖北、重慶、四川碳排放強度分別下降19.5%；加快低碳技術研發與示范，研發能源、建筑等重點領域經濟適用的低碳技術，加快推動低碳技術進步[2]。

1.2 福建省生態文明格局

基于國家節能減排工作的背景下，福建省將于2020年形成主體功能定位的城鎮化格局、農業發展格局和生態安全格局，能源資源利用效率、污染防治能力顯著提升等主要指標處于全國領先水平，系統完整的生態文明制度體系基本建成，覆蓋全社會的生態文化體系基本建立，綠色生活方式和消費模式得到大力推行，形成人與自然和諧發展的現代化建設新格局。同時將從國土空間開發格局、加快推進產業轉型升級、促進能源資源節約、加大生態建設和環境保護力度、提升生態文明建設能力和水平、加強生態文明制度建設、用好用足支持政策等七個方面做好生態文明先行示范區建設[3]。

3 碳排放研究現狀

在全球氣候變暖的這個大背景下，世界各國的相關專家對綠色發展、低碳建設等進行了前所未有的研究，如基于建筑 LCA（全生命過程）、建筑生產階段、建筑運營階段、建筑廢除階段深究碳排放活動規則。在建筑LCA的階段中，廣大學者研究結論較充足，形成了可供大家參考的許多研究成果；而在建筑施工階段，特別是基礎施工階段的碳排放，很多學者略過或一概而過這一時段的研究。然而，碳排放研究既要宏觀指揮，也要微觀入手。

3.1 建筑施工碳排放的研究現狀

據聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，以下簡稱 IPCC) 的測算，建筑行業生產所消耗的能源占到了全球能源消耗的40%，其中CO2排放比例高達全球CO2排放量的36%[4]。截止目前，建筑業累計碳排放量已高達我國碳排放總量的50%[5]。

國外對建筑碳排放研究包羅萬象，Peter S.P等人[6]認為部分關鍵因素會促使施工單位采取節能減排措施。Sha Liu[7]等建立了粒子群優化模型幫助施工單位拆解項目，然后通過子項目碳排放匯總來優化施工階段工作組合。Stolls認為可以通過碳排放稅收，進行節能減排措施。C.Chau等人利用蒙特卡羅方法產生（概率方法）來描述高層建筑的碳足跡，得出了結構和非結構占到15%-30%的比重，可以減少17.3%的碳排放量；通過資源的回收與重復利用可以減少約 3%的建筑碳排放量。Michiya Suzuki等創造了I/O法，通過測算建筑準備階段碳排量約790kg/m2；使用階段每年碳排量約 87kg/m2；拆除階段碳排量約 36kg/m2。HacRer.J 和 Be1Cher.S認為可以通過低碳設計與低碳施工來促使低碳生產的實現。Day.A.R等學者認為最好的低碳方式是采用電、熱能來替代傳統的生產方式，特別是在建筑LCA的過程中，充分利用再生技術爭取實現建筑減排10%。

國內對碳排放研究處于不斷加強深化的階段，張智慧建筑物化階段提出了界定標準，建議通過建立 BEPAS（建筑環境物化影響評估系統）來幫助大家對建筑物各個階段的環境影響進行分析。燕艷認為施工機具等的能源消耗占了建設施工能源消耗的絕大部分。蔡向榮認為高層砼結構建設施工過程中產生的碳排放量大于多層建筑結構與普通的單層建筑。清華大學提出可以通過實測分析與模擬分析的方法來統計建筑能耗，進而編制建筑耗能定額，從設計源頭控制建筑施工用能。王志榮崇尚綠色管理，通過把生態和諧與管理相結合，堅持減量、再利用、再循環的方式進行企業管理。

3.2 碳足跡理論的研究現狀

碳足跡，又稱Carbon Footprint，是人們生產生活所排放GHG的集合。它揭示了人類生產生活對自然的影響是巨大的，只有通過減少碳足跡，才能實現環保。在此，基于建筑的碳足跡定義，是指在整個建筑全壽命周期中，從立項到投入運行到乃至報廢的生產活動所產生碳排放總量。是評價建筑是否節能環保的重要指標，有禮物建筑行業真正實施低碳生產、綠色生產。

由此可見，基于碳足跡的研究手段對分析建設碳排放量定具有很強的操作適用性，當下通用的對碳足跡研究分析的方法有基于建設過程的分析方法與基于投入產出的分析方法，這兩種方法各有特色。基于碳足跡的研究方法為研究評價建設碳排放開創了新的視野，對評價建設活動產生的GHG效益具有指導性的現實意義。

3.3 碳排放系數

碳排放系數（碳排放因子），是指相關能源在特定條件的使用下，產生能量這一過程中，其所產生的CO2量。為了方便理論研究，IPCC假定相關能源的單位碳排放（碳排放因子）是不變的。國內外專家對碳排放系數做了詳細的研究，他們認為碳排放設計建造的全壽命周期，這些過程可以分為直接碳排放與間接碳排放，而碳排放系數（碳排放因子）是解決這些過程中碳排放量的首要基礎與關鍵部分。

IPCC發布了世界上主要使用的能源（煤、石油等）的碳排放系數，建筑碳排放計量標準（CECS 374：2014）對此也進行相關統計，如表1所示。

3.4 碳排放理論的實現

目前，碳排放理論已在建設中逐步應用，例如阿塞拜疆共和國（簡稱AR）的零能耗游樂城。AR在里海的奇拉島上設計了一個可持續發展的城市，在自然地貌基礎上布置房屋，將太陽能板與建筑結合。島上的有獨立的供水系統，生活廢水處理后用于灌溉。奇拉島以基于生態化的處理，將一個沙漠小島改造成一個風景秀麗的富饒島嶼，開創了人與自然和諧的生態城市，如圖1所示。

圖1 齊拉島生態系統圖

4 討論

目前，關于建筑碳排放的研究成果涉及方方面面，但是有部分領域仍然是空白的。由于發達國家與發展中國家的科技實力與社會經濟發展層次不同，對碳排放的研究程度與排放量控制的實現手段也有所差距。中國走的是特色社會主義道路，我們應該立足當下，因地制宜的對我國建筑碳排放進行深入的探討與分析，就不足之處加以補全與采取措施。當前，我國建筑碳排放研究存在的不足有：

（1）我國學者對建設施工階段碳排放理論的研究較國外而言相對缺乏,現階段對碳排放的研究絕多數是基于建筑物的全壽命周期，研究面尚不夠廣泛。對于建筑總體的碳排放量，大家得出了形形色色的理論。然而，建筑全生命期是由不同階段形成了，其中施工階段的持續時間是第二長的，且這階段是建筑變化最為突出的階段，我國在這一時期領域的研究成果不足，尤其是建筑基礎施工階段的理論成果更是少之又少。基礎施工是項目建設的必經階段，因此完善基礎施工階段的碳排放理論對構建完整的建筑碳排放理論具有重要意義。

（2）缺乏針對施工工藝的碳排放研究。目前，多數建筑碳排放研究都是總體把握，宏觀指導節能減排。基于大量的碳排放數據與對碳排放影響因子分析，得出節能減排的政策指導與提倡科技革新。缺乏從微觀層面的研究，特別是施工工藝對建筑生產碳排放的影響與控制措施較為缺乏。建筑生產基于工藝，通過對施工工藝對施工碳排放影響的研究，能夠在務虛的基礎上務實，能夠從建筑碳排放的根源上得出碳排放規律，為建筑施工階段的碳排放控制以及相關部門對碳排放權交易的把控提供一定的理論參考。

[1]李強.中美氣候合作與《巴黎協定》[J].理論視野,2016(3)：67-70.

[2]曹昆.國務院印發《“十三五”節能減排綜合工作方案》[N].人民日報,2017-01-06.

[3]常工.從生態省到生態文明示范區[N].人民日報海外版,2015-06-01.

[4]李靜,劉燕.基于全生命周期的建筑工程碳排放計算模型[J].工程管理學報,2015,4(29):12-16.

[5]程明,王菲,張維鵬.中國建筑業總產值與碳排放關系研究[J].生態經濟,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.