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如何实现2050年建筑业碳排放减少80%?

作者:能源学人
文长1599 - 时长4分

摘要:
建筑设施内部的能源消耗(如取暖、制冷、照明等)是二氧化碳排放的一大源头,以美国为例,全国碳排放总量的1/3以上都是建筑碳排放。因此,如果我们在2050年之前能减少80%的建筑碳排放,就能为抵抗气候变化做出巨大贡献。如何达到这个目标呢?

建筑设施内部的能源消耗(如取暖、制冷、照明等)是二氧化碳排放的一大源头,以美国为例,全国碳排放总量的1/3以上都是建筑碳排放。因此,如果我们在2050年之前能减少80%的建筑碳排放,就能为抵抗气候变化做出巨大贡献。如何达到这个目标呢?来自美国两大国家实验室的科学家联手建立了一个模型,该模型要求我们多管齐下:应用高能效建筑技术,采用新的操作方式,直接使用化石燃料为建筑供电,增加可再生能源发电份额等。相关研究于8月15日发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Joule上。 

“控制建筑碳排放是减少全国碳排放总量的重要手段,因为建筑碳排放占美国能源消费碳排放量的36%。建筑业的各个方面、各个环节均产生巨大能耗,对电力的需求也极为可观,因此对建筑业进行改革不仅可以达到减少建筑能耗、直接控制建筑碳排放的目的,还有望促进清洁能源发电的成本效益达到最佳整合。” 劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员Jared Langevin(文章第一作者)表示。 

研究团队从三种提高建筑能源效率的措施入手,估算几十年间美国建筑业可减少的碳排放量。这三种措施分别为:改用能源效率更高的技术,如引入动态式节能窗、高气密性墙壁等;借助传感与控制系统提高建筑运营效率;将燃料加热或水加热设备替换为电加热设备。同时研究人员还考虑到可再生能源发电并网后,会如何影响每项建筑节能减排措施及建筑业整体节能减排的数据估算。 

“虽然建筑碳排放受电力行业温室气体排放强度的影响非常大,但提高建筑能源消费效率的措施也必须纳入解决方案。为了达到80%的减排目标,建筑设施的能源需求也要降低,必须推进电能对燃料的替代,并大力普及可再生能源发电,在2050年使可再生能源发电占到年总发电量的近一半。此外,建筑设施应采用更灵活的运营模式来适应电网的运行要求,这样有助于促进各种可再生能源发电的成本效益整合。” Langevin说。 

在比较各项节能减排措施的表现后,研究团队提出了其中最有应用前景的两项:其一是建筑围护结构节能,也就是对建筑墙壁、窗户、屋顶和隔热层进行改造,在节能的同时也能提高建筑内人员的生活和工作舒适度;其二是借助智能软件优化能源密集型建筑中供暖、制冷、照明和通风等系统的调控,确定这些系统最合适的运行时间、运行区域和运行程度。 

研究者强调,只有政策制定者、制造商与供应商、建筑界专业人员和消费者多方通力协作,才能让这些节能减排措施落到实处、取得成果。Langevin指出:“要实现2050年建筑碳排放降低80%的目标,必须出台相关法规和激励政策推动低碳节能技术和设备的销售,支持突破性技术的早期研发,大力扶持已开发成功的先进技术走向市场,对推广新技术的当地承包商提供培训,还需要提高消费者对市场上新技术产品的购买意愿。” 

为了提高本研究的透明度和可重复性,该团队公开了本研究涉及的节能措施和结果数据,这些信息均来自Scout模型。Scout模型每年更新,以便反映建筑能耗和供电格局中的关键变化。Langevin表示:“我们希望今后定期重新审视这次研究中的分析。我们设置了两种可能的未来情景,一种是节能技术与可再生能源发电的推广无任何进展,另一种是有明显进展;我们会在这两种不同的情景下分别重估建筑碳排放对于2050年减排目标的意义。”

Joule, 作者为Langevin等人: " Assessing the potential to reduce U.S. building CO2 emissions 80% by 2050"

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来源:能源学人

封面图:unsplash

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