中建探索建筑行业实现双碳目标关键路径.pdf

1、中建三局与中国建造：高质量万亿三局的脊梁与担当2!#$%&发展方向重要支撑转变方式智慧建造绿色装配全过程数字建造与迭代创新凡是过往，皆为序曲把握机遇，携手前行2021.07.30中共中央政治局会议要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作，尽快出台2030年前碳达峰行动方案，坚持全国一盘棋。出发点：总书记提出中国实现双碳目标及系列重要讲话2021.04.30在联合国生物多样性峰会的致辞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，为实现应对气候变化巴黎协定确定的目标做出更大努力和贡献。2021.04.22共同构建人与自然生命共同体在“领导人气候峰会”上

2、的讲话中国将严控煤电项目，“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少决定接受蒙特利尔议定书基加利修正案，加强非二氧化碳温室气体管控，还将启动全国碳市场上线交易。2020.9.30第三届巴黎和平论坛发表题为共抗疫情，共促复苏，共谋和平的视频致辞中国将提高国家自主贡献力度，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和，中方将为此制定实施规划。2020.11.12在金砖国家领导人第十二次会晤上的讲话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。我们将说到做到！2020.11.17在气候雄心峰会上的讲话进一步宣布：到2030年，中国单位国内生产总值

3、二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。2020.12.12在中央经济工作会议上的讲话2021重点任务之一做好碳达峰、碳中和工作。2020.12.18在中央政治局集体学习的讲话各级党委和政府要拿出抓铁有痕、踏石留印的劲头，明确时间表、路线图、施工图，推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上在世界经济论坛“达沃斯议程”对话上的特别致辞中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和。实现这个目标，中国需要付出极其艰巨的努力。

4、我们认为，只要是对全人类有益的事情，中国就应该义不容辞地做，并且做好。2021.01.25在中央财经委员会第九次会议上的讲话实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。2021.03.15在第七十五届联合国大会上的讲话（2020年9月22日，北京）中华人民共和国主席习近平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。3深入思考一：实现双碳目标与生态文明建设整体布局“能源低碳发展关乎人类未

5、来”、“绿色低碳循环发展成为人类共同目标”习近平总书记关于绿色低碳发展的许多论述，字里行间充分体现了中国政府对绿色低碳发展的高度重视。党的十八大以来，我国持续推进生态文明建设，以满足人民群众对美好生活的需要。4 党的十八大报告中，明确提出：建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程（五位一体的总体布局）努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。党的十九大报告中，进一步明确要求：建设生态文明是中华

6、民族永续发展的千年大计。到本世纪中叶，把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。我国物质文明、政治文明、精神文明、社会文明、生态文明将全面提升。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境。形成绿色发展方式和生活方式，建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。深入思考二：实现双碳目标与高质量发展的关系5!#$%&()*+,-.“/01”2“/34”56#$(7*/89:;?AB2CDE3FGHI-.JKLMNOPQRSTGUV56WXYZ_达峰是过程，中和是目标：时间表是发展的时间表 我国当前仍处于工业

7、化和城镇化进程中，经济发展和民生改善的任务还很重；能源结构偏煤、产业结构偏重，而从“碳达峰”到“碳中和”的时间比发达国家还缩短了一半左右，因此实现“碳达峰、碳中和”目标面临着巨大挑战。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要拿出“抓铁有痕”的劲头，也要依靠创新发展。XabcMBdefghijSTklmnopq+rGsq*PQRSTklmnp深入思考三：实现双碳目标与能源革命的关系6能源活动导致约90%的二氧化碳和7090%的大气污染物排放，能源革命是应对气候变化的重要举措；能源生产侧脱碳非常重要；建筑部门：运行过程的碳排放（运行碳）与建材生产及建造过程的碳排放（内含碳），对实

8、现双碳目标重要么？非常重要，绝不是“静待花开”；而是从我做起，从现在做起我国能源供应侧碳排放来源比例我国能源消费侧碳排放追溯比例第六次中央财经领导小组会议，研究我国能源安全战略（2014年6月13日，北京）推动能源生产和消费革命提出5点要求。第一，推动能源消费革命，抑制不合理能源消费；第二，推动能源供给革命，建立多元供应体系；第三，推动能源技术革命，带动产业升级；第四，推动能源体制革命，打通能源发展快车道；第五，全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。实际碳排放量核算：非常复杂，但温室气体排放量确实大72013-20182018-20202020以后美国能源与清洁空气研究中心分析师劳里迈尔

9、利维塔（Lauri Myllyvirta）2021年5月 根据中国官方数字汇总的最新数据分析显示，中国二氧化碳排放量以十多年来最快的速度增长，2021年第一季度同比增长15%。2020年4月至2021年3月，中国的二氧化碳排放量创下了近120亿吨的历史新高，比2019年的排放总量高出约6亿吨（5%）。按照“十四五”规划，2020年到2025年的排放量大约有5-10%的增长空间（取决于GDP的增长率）。但是，如果二氧化碳在2021年底之前一直以目前的速度上升，那么2022-2025年期间的排放量几乎没有进一步增长的空间，换句话说排放量必须持平或下降才能达到“十四五”设定的2025年目标。导致全球

10、变暖：非常复杂，但导致的极端气象现象频发82013-20182018-20202020以后根据莫那罗亚（Mauna Loa）天文台观测，2021年全球二氧化碳单日峰值略高于421ppm（百万分之一），高于2020年的417ppm。上一次二氧化碳浓度达到这个范围是在360多万年前，当时的气温约比现在高出7摄氏度，海平面比今天高1.98米。科学家们已经解开了12000年中导致温度升高的一些关键机制，表明目前全球年均温度是过去一万年来最热的时期。由于前一个冰期残余冰盖的冷却作用，全新世前半期比工业时代更冷 正如气候模型所预测的那样，全新世晚期的气候变暖确实是由温室气体增加引起的双碳目标：不断学习，全

11、面理解，深入贯彻，立刻行动9中央财经委员会第九次会议利用十四五重要窗口期，着力推进“2+2+3要”!#!#$%&$%&()*+()*+,#-,#-./01234./0123456785678-#-#9:;9:;?;?;ABC!ABC!行动方案：一系列重磅文件与政策1011行动方案：一系列重磅文件与政策12行动方案：一系列重磅文件与政策实际碳排放量：非常复杂，但中国温室气体排放量确实大132013-20182018-20202020以后由于复杂且敏感，中国官方从未公开过二氧化碳排放量的具体数值，研究机构持续测算2019年建筑DEDE：FGFG排碳总量：644亿m222亿t CO2占总排放比例：2

12、2%48kgCO2/m236kgCO2/m2223 kgCO/m216kgCO2/m2碳排放强度除北方采暖外碳排放强度城镇住宅（除北方采暖）4.6亿 tCO2公共建筑(除北方采暖)6.5 亿 tCO2农村住宅商品能5.2亿 tCO2北方供暖5.5亿 tCO2282亿 m2134亿 m2228亿 m2152亿 m2实际碳排放量：非常复杂，但中国温室气体排放量确实大14由于复杂且敏感，中国官方从未公开过二氧化碳排放量的具体数值，研究机构持续测算 2019!#$%&()*+,-!#$%&()*+,-5.4.tce/012/01216.3.3CO2$%&456789&(:)*+012;$%&45678

13、9&(:)*+012;?A&8BC/DEFGH!IJKLM#=?A&8BC/DEFGH!IJKLM30-40.m2/NOKLP/NOKLP20.m2!#$%&()*+,-.*+/%01&234567889:78;=未来：创新高质量发展意味着率先实现经济增长与减碳双赢152013-20182018-20202020以后 一个字：“变”，识变，应变，求变 着眼城市脱碳，从能源消费侧（Demand Side）、城乡建设高质量发展的节能降耗减碳入手，构建城市灵活、分散、协同的零碳运行与持续更新体系2DSRTSEnergy Efficiency!#$!#$Renewable Energy%&(%&(Fu

14、els switching!#$!#$Nuclear Energy)CCS*+,-*./*+,-*./Scenarios of Global CO2 Emission实现巴黎协定设定的全球碳排放目标技术路径，国际能源署IEA指的很清楚建筑社区和先进制造业园区供暖、供冷、通风、湿度控制、室内健康和工艺环境控制、公共区域采光照明、热能（蒸汽）碳排放建筑社区、公共机构、制造业园区中特定功能活动能源消耗所导致的碳排放（例如租户，餐饮，数据中心、工艺等）与建筑社区、公共机构、制造业园区相关的城市交通工具运行碳排放运行过程非二氧化碳的其他温室气体排放CH4/N2O等（制冷剂、发酵）建材生产过程碳排放，建造

15、和拆除过程碳排放；零碳再生建材和无废城市SEC 1SEC 2SEC 3SEC 4SEC 5从消费侧入手实现双碳目标，分解的部门逐渐清晰中国建造，需要全过程、全部门减碳清华团队：紧跟时代发展，书写减碳创新与实践新篇章16l 2005年以来，500+余座建筑，2000+万平米l 中南海、人民大会堂等20家政府机构（十大节能工程）、金茂大厦等l 香港太古地产商业综合体、美国UPENN校园、日本东京晴海商业综合体DHC系统等l 责任与担当：下一个二十年，“双碳”路上新篇章01存量减碳：建筑碳排放从无到有，从有到零的变化挑战：运营的城市、社区、建筑和制造业园区如何实现“提效、降耗、脱碳、中和”更新关注微

16、信公众号“名企内部资料库”实践：城市建成区运行中零碳，促城市更新、达峰、中和1逼着青岛奥帆中心定下“零碳决心”：啃下硬骨头，凿开突破口零碳理念符合时代发展：符合我国生态文明建设的要求，顺应全球绿色低碳发展的趋势；区位定位和功能属性独一无二：具备先天的宣传和示范优势；市政府、住建局等牵头推动强力技术团队鼎力支持：“零碳”不仅停留在理论或设计中，而是基于实际运行数据得出。技术支撑单位青岛奥帆中心区位图零碳的理念1845公顷22.71万平方米项目现状：多功能，城市核心建成区（有）219步骤1：调查能源系统的基础条件（有）3青岛奥帆中心建筑用能现状编号 项目名称建筑面（m2）制冷系统供热系统生活热水系

17、统其它A1海尔洲际酒店95000磁悬浮制冷机组市政热力（热电联产）（燃气）锅炉市政热力（热电联产）+水源热泵厨房用天然气，电力A2国际会议中心54032高效电制冷机组市政热力（热电联产）无厨房用天然气太阳能光伏发电B1航海运动学校26000高效电制冷机组市政热力（热电联产）市政热力（热电联产）厨房用天然气B2旅游集团办公楼11880高效电制冷机组市政热力（热电联产）市政热力（热电联产）厨房用天然气，电力C1奥帆博物馆9300海水源热泵海水源热泵无C2媒体中心7900海水源热泵海水源热泵无C3燕岛宾馆7272模块式热泵机组市政热力（热电联产）市政热力（热电联产）厨房用天然气C4后勤保障中心700

18、0温水型溴化锂机组（太阳能光热+市政供热水）市政热力（热电联产）+太阳能光热制冷互补市政热力（热电联产）C5运动员中心5000高效电制冷机组市政热力（热电联产）市政热力（热电联产）+太阳能互补C6宴会厅3752空气源热泵市政热力（热电联产）无情人坝分体空调分体空调风力发电20步骤2：调查摸清有什么社区运行过程中的总能耗4.1总电费,1466.47,70%总热费,491.83,23.63%总燃气费,122.90,6%总能耗费用（万元）A1,748.1,35%A2,596.04,28%B1,284.6,13%B2,117.5,6%C1,181.1,9%C2,176.2,8%C3,28.2,1%C6

19、,7.6,0%各建筑用电量（万kwh）A1,27095,44%A2,17002,27%B1,8073,13%B2,2533,4%C1,0,0%C2,0,0%C3,426,1%C5,515,1%C6,6317,10%各建筑用热量（GJ）A1,27095,44%A2,17002,27%B1,8073,13%B2,2533,4%C1,0,0%C2,0,0%C3,426,1%C5,515,1%C6,6317,10%各建筑用燃气量（Nm3）总能源费用2081.2万元电量费用1466.47万元热量费用491.83万元燃气费用122.9万元2019年能源使用情况&费用统计用电量2139.34万kWh用热量6

20、1961GJ用气量343290Nm210.220.310.230.180.060000.3480.5400.10.20.30.40.50.60.7单位面积用热量(GJ/m2)摸清有什么中的“脚踏实地”实际运行KPI指标，距离“零碳”仍有较大难度51.0986.2596.1780.4575.9112.338.824.3020406080100120140用电量（kwh/m2）单位面积用电量（kWh/m2）l 单位面积用电量（kWh/m2）l 单位面积用热量（GJ/m2）l 单位面积空调用电量（kWh/m2）平均值65.72A1A2B2C1C2C3C4C5B1C6A1A2B2C1C2C3C4C5B

21、1C6A1A2B2C3C4C5C6C1B1C2目标值4020.430.3327.916.542.65 55.52 15.220.5010203040506070用电量（kwh/m2）单位面积空调用电量（kWh/m2）A1A2B2C1C2C3C4C5B1C6平均值25.57目标值17平均值0.28目标值0.1海水源热泵供热平均值：65.72最高值：112.3平均值：0.28最高值：2.0平均值：25.57最高值：55.524.222说明：采用通用温室气体核查方法，范围1+范围223范围1：自身拥有和控制的资源所产生的直接排放,主要来自碳基燃料燃烧,包括车辆排放，以及由于制冷剂泄漏造成的逃逸排放等

22、。范围2：相关能源消耗对应在能源生产环节产生的间接排放，如来自于向外购买的电、热、蒸汽等等。范围3：所有其他的排放，即第二范畴以外的产业链所有上下游间接排放，如来自于购买的商品和服务，包括建造新建筑使用的材料和建造过程排放、商务旅行、员工上下班、废物处置、投资等（太复杂，先不考虑）温室气体核算体系（GHG Protocol，旧译温室气体议定书）。将机构个体排放温室气体分为三个范围：重点环节：直接排放为零+逐步减少间接排放步骤3：摸清有什么的“不忘初心”运行过程中能源消耗导致的碳排放l 总碳排放指标：14048.3tCO2；l 电耗占比：89%l 平均单位面积二氧化碳排放量：61.85kgCO2

23、l 单位面积最高碳排放量：媒体中心94.36kgCO2洲际酒店碳排放量：50.12kgCO2会议中心碳排放量：79.9kgCO2航海学校碳排放量：88.14kgCO2旅游集团碳排放量：72.63kgCO2青岛能源集团已实现近零碳供热：1GJ热量折合50kgCO2，0.14GJ/m2供热CO2排放量仅为7kg。50.12 79.90 88.14 72.63 61.72 94.36 37.32 0.00 2.42 56.65 020406080100120单位面积CO2（kg/m2）单位面积CO2（Kg/m2）A1A2B2C1C2C3C4C5B1C6平均值61.85kgCO2/4.324步骤4：确

24、定“提效、降耗、脱碳”重点的80/20能耗排名及明确任务分解A1,23961.3,41%A2 17002,29%B1,8073,13%B2,2533,4%C1,0,0%C2,0,0%C3,426,1%C5,515,1%C6,6317,11%各建筑用热量（GJ）l 海尔洲际A1和国际会议中心A2作为最重要建筑：海尔洲际A1、国际会议中心A2总体量占比为65.6%；电量分摊占比总电耗量64%热量分摊占比总热耗量70%燃气分摊占比总燃气量100%l 航海学校B1、旅游集团B2作为次重要建筑：电量分摊占比总电耗量23%热量分摊占比总热耗量17%燃气分摊占比总燃气量0%l 博物馆C1、媒体中心C2、燕岛

25、宾馆C3、后勤保障中心C4、运动员中心C4、宴会厅C4作为非重要建筑：媒体中心、博物馆全部使用电耗，使用海水源热泵宴会厅、燕岛宾馆、运动员中心、后勤保障中心能耗较低A1,485.33,33%A2,466.04,31%B1,250.06,17%B2,95.57,6%C1,68.3,5%C2,88.7,6%C3,31.1,2%C6,7.6,0%各建筑用电量（万kwh）4.425步骤5：确定路线图，实现碳排放从有到无5明确不同时间空间用冷、用电需求建筑年、月、日、时空调用电需求&基础空调用电负荷明确不同时间空间终端用电需求建筑年、月、日、时终端用电需求&基础终端用电负荷明确不同时间空间用热需求建筑年

26、、月、日、时用热需求&基础用热负荷强化建筑保温、气密性，避免渗风、热桥为泵组制定变频策略，避免大流量小温差制定冷机开启策略，避免低负荷下开启逐一排查末端，强化换热能力逐一排查冷却塔漏风、换热不佳问题源输配末端运行策略再设定低品位余热供热，两级管网改为三级管网换热器、输送管线加装保温，避免漏热储能与热泵结合，实现热电气协同生活热水合理降低末端供水温度响应确定协同精准掌握需求：以“人”为本常规能源转换及输配：精准匹配区域再生能源：精准协同零碳采暖能效提升降低用电再生能源广开“源”路：全面太阳能、风力、海水等更多能源类型在社区层面的应用可能性明确不同时间空间再生能源供给量会议中心600kW太阳能系统

27、接线并网情人坝风力发电路灯维修循环再造：通过共同参与，鼓励废物循环再造全面PV储能和蓄冷蓄热技术应用低碳人文多栋建筑零碳社区低碳生活理念的根本性转变余热回收海水/污水/中深层/空气源热泵海水免费冷却海水冷却数据中心除湿与夜间自然通风更换高效节能LED灯具保持功能性前提下，优化灯具、设备、电梯控制策略，分空间、分时段控制电动车充电：峰谷电价快慢、插换结合直流应用26步骤6：确定“施工图”，具体落实到提效、降耗、减碳的每一项任务5第一阶段的技术方案具体控制目标：用热量0.1GJ/a以内，用电量35kWh/a以内，可再生能源折减碳排放10kgCO2/a以上低碳行为减少碳排放5kgCO2/a以上热量（

28、全年用热碳排放10kgCO2以下）采暖用能强化建筑保温、气密性，避免渗风、热桥采用市政热力（大温差供热）目标全年单位平米供热指标0.1GJ以下热水蒸气用能炊事用能电量（全年用电碳排放30kgCO2以下）空调电量终端电量源：冷、热站高效运行输配：输配系统高效运行末端：末端满足需求，高效运行优化照明、电梯、给排水等其他用电项能源消费使用供冷用电通风用电采暖用电冷机用电冷风、冷水、冷却输配用电目标系统EER5，全年单位平米空调电耗15kWh以下热泵用电热风热水输配用电排、补风机用电新风机用电照明用电电梯用电设备用电目标全年单位平米终端电耗15kWh以下公区照明用电租区照明用电公区设备用电租区设备用电

29、其他电量目标全年单位平米其他电耗5kWh以下再生能源太阳能光伏、风力、废物循环、外部购电等再生能源：目标减少单位平米全年碳排放10kgCO2以上低碳人文系统高效、能源低碳下生活理念的根本性转变CommunityHarmony低碳人文：目标减少单位平米全年碳排放5kgCO2以上27说明：施工图是指具体技术方案与全面推进体系，包括智慧与人文628p 形成人和零碳技术之间的良性互动。基于人员的需求，通过信息交互，建设相应的基础设施和形成及时响应的控制策略。通过绿色低碳的理念宣传，对节能技术和产品进行介绍，培育良好的个人行为节能模式。p 运用BIM、大数据、互联网、深度学习技术，实现能量消耗、能效评价

30、、能量调度、安全保障（指能源供应与环境健康方面）的智慧管理。BIM技术的应用大数据及可视化监测平台智慧运维人文建设慢行道路垃圾分类节水器具社区绿化路线图+施工图+时间表=减碳目标：必须可行，可落地6用热量指标：0.28GJ/0.10GJ/用电量指标：94kWh/35kWh/可再生能源：充分利用，减少单位平米全年碳排放10kgCO2以上低碳人文：影响行为，减少单位平米全年碳排放5kgCO2以上项目规划路径清晰、可推广；目标切实可行、能完成：有机会实现城市核心建成区真正意义上的零碳社区（从能源入手，不止于能源，让零碳深入人心）。29归纳：夯实能耗与碳排放数据基础，不断担当、超越自我，大幅度减碳7建

31、成能效提升数字化管理平台对建成建成项目能源消耗进行统计部分项目积极开展碳排放核查一定可行：零碳+健康=城市经济增长动力源+增值资产7案例：太古地产，2007与清华合作至今截至2020年*基准年:2008*相较正常营运（BAU）下每宗项目首个完整公历年收集的能源耗量数据95.3 91.6 169.0 143.3 119.4 119.3 127.1 75.3 113.3 54.9 10.9 4.5 2.2 2.0 2.9 8.9 11.4 2.7 沈阳大悦城烟台大悦城西单大悦城朝阳大悦城天津大悦城上海长风大悦城上海静安大悦城杭州大悦城西安大悦城成都大悦城单位面积碳排放构成【KGCO2/(.A)，假

32、设租区均为电耗】电水燃气热力0.41%4.53%7.28%11.29%2.59%12.95%16.75%9.18%3.62%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%沈阳大悦城西单大悦城朝阳大悦城天津大悦城上海长风大悦城上海静安大悦城杭州大悦城西安大悦城成都大悦城2020与2019总能耗同比下降百分比02增量减碳：以终为始真抓实干，抓铁有痕32挑战：新建或城市更新的建筑、社区、园区如何实现“提效、降耗、脱碳、中和”新生p 高水准节能：实现零碳运行的基础将建筑冬季供热需求/实际累积供热量：0.1GJ/m2.年；建筑（末端）低温（

33、供水温度50）供热、管网低回水温度（20）成为供热管网运行常态就，使得可再生能源（包括热泵）可充分利用冷+电：降低空调系统供冷空调通风电耗：20（源）+10（末端风机）kWhe/m2.年；降低公共区域照明电耗：15kWhe/m2.年p 全面电气化：将直接碳排放降至0用电力替代燃煤、燃油、燃气；用各类高效电驱动热泵，“小集中、大分散”，替代燃气锅炉负责建筑供暖和热水；对于蒸汽和热水的场合，分散、局部提升能量品位、制备蒸汽或热水，充分热回收，实现点对点、最小损失供应；或待市政热网热力的碳排放因子接近0时，引入零碳市政热力（例如烟台，核能余热水热同输；生物质等）p 升级为以新能源为主体、助力城市零碳

34、运行的动力能源系统尽可能的优先开发本场（这是为什么从建筑破圈到社区园区）屋面地面水面等利用光伏发电，并就近接入低压侧直流配网：多环节、多种介质使得建筑社区园区成为柔性电力负载，全面吸纳电网和本场可再生电力，自身用电碳排放因子降至0，助力电力系统零碳；p 其他：非二氧化碳温室气体的减排问题（制冷剂泄漏、中水处理曝气、餐余垃圾等）建筑社区园区整体建设、维修、更新中各类建材的零碳能源再生利用，一次化石能源消耗，终身反复使用，降低高含碳建材使用、建造和拆除过程碳排放等；建造过程中的材料浪费、人力浪费、资源浪费降低至零向运行学习：建筑/社区/园区零碳运行关键目标和路径1零碳转型技术步骤：可先易后难，依靠

35、实在减碳量逐步推进234明确建筑/社区/园区/机构的碳排放相关部分：逐步推进SECTION1：建筑供冷、供热、除湿、新风、热水用能及公共区照明用电过程碳排放从实现SECTION 1零碳的实施方案入手：循序渐进，再推进SECTION 2/3零碳，最后4/5供暖、供冷、通风、湿度控制、室内健康环境控制、公共区域采光照明、热水（蒸汽）的碳排放建筑、社区、公共机构中特定功能活动能源消耗所导致的碳排放（例如租户，餐饮，数据中心等）与建筑、社区、公共机构相关的交通工具运行碳排放运行过程非二氧化碳的其他温室气体排放CH4/N2O等建材生产过程碳排放，建造和拆除过程碳排放SECTION 1SECTION 2S

36、ECTION 3SECTION 4SECTION 5关键是：零碳运行目标分解，各个击破，中国特色“实”与“活”1，实现建筑运行过程中室内健康合理环境保障过程能源消耗所导致的碳排放为零，包括供暖、供冷、通风、湿度控制、室内健康环境控制、公共区域采光照明、热水等；2：特定功能活动能源消耗，通过吸纳外部电网绿电，使得碳排放为零：人、物移动所需电梯、扶梯、步道、物品传输等电耗；办公设备和各种功能设备电耗；租户电耗，冷冻冷藏和餐饮烹饪等能耗；3：与建筑相关的交通工具运行全面电气化，全面吸纳绿电使得碳排放为零：社区内和停留在建筑/社区内车辆供能等能耗；4：其他：包括建筑和社区园区运行过程中制冷剂泄漏，以及

37、水、垃圾、粪便等处理过程非二氧化碳的其他温室气体排放量为零 5：“建材含能”碳排放为零：建材生产过程碳排放，建造和拆除过程碳排放，充分利用拆除的建材垃圾再生后利用，“建材含能”碳排放被永久固定在建筑中达到“近零”，植物作为“碳汇”；35可实现 可复制 可持续0.0 kgCO2/m2.a0.0 kgCO2/m2.a0.0 kgCO2/vel.建材 200.0 kgCO2/m2.0.0 kgCO2/m2.a碳汇-0.1 kgCO2/m2.目标：各种有效减碳的办法、技术在实践中检验、试错和完善，依靠科技创新、技术迭代，实现建筑和城市领域运行过程碳排放量为0，实现碳中和核心：用碳排放核算/计算数据说话

38、（请先考虑运行过程能源消耗导致的直接和间接碳排放，再考虑生命期碳排量）零碳能源系统的可复制路径2020提出的零碳社区/场区/园区能源系统理念362.1 资源禀赋评价与挖掘评估实现零碳运行所需的可再生能源资源：天按照国家太阳能资源评估方法QX/892008的分类，三类以上区域，都应该属于太阳能资源丰富可利用区域：光伏应用3701 资源禀赋评价与挖掘光伏发电成本与电力价格、碳排放压力出现交叉过去：1975年光伏板成本接近700元/Wp；目前光伏技术已臻成熟，成本降至1.2元/Wp；考虑到支架、安装、逆变器、线缆等成本，3.5-4.0元/Wp只要有效日照小时数接近1000小时，三类地区建筑光伏自发自

39、用相比于商业电价，投资回收期小于5年。38Haegel,Nancy M.,et al.Terawatt-scale photovoltaics:Trajectories and challenges.Science 356.6334(2017):141-143.光伏价格下降带来的清洁能源红利02 问题：安装多少光伏，能够实现“零碳机场”目标？新方法：零碳目标倒逼下系统设计，以运行能耗定设备容量，节省投资39第一步：根据经验和相关标准的先进水平，确定以下运行能耗控制目标（建筑节能过去20年工作积累）；以某新建50万平米、4000万设计吞吐量机场航站为例，长江流域注：新建项目可以类比03 以运行零

40、碳倒逼系统设计方案：精算电源：光伏发电需匹配用电需求，装机24.39MWp40太阳总水平辐射冬季供热可利用的有利太阳辐射冬季供热可利用的有利太阳辐射全年太阳辐射可考虑光伏发电注：新建项目可以类比，清华大学建筑节能研究中心已形成相应方法，可以随时应用到具体工程案例停车棚：5.42MWp停车棚：2.4MWp酒店：1.3万04 匹配需求实现目标可行：保留绿地，场区内光伏布点位置及容量41货运库区域：1.3MWp航食厂屋顶：0.11MWp综合业务楼+食 堂屋 顶：0.1MWp飞行区外东侧征地红线内：xxMWp机务用房屋顶：0.15MWp特车+消防用房屋顶：0.5MWp调蓄水池地面：2.18MWp陆 侧

41、 所 有 车棚：3.67MWp04 光伏设计与零碳能源系统：不是孤立，而是协同关键1：蓄冷、蓄热、蓄电解决供需之间“剪刀差”，平衡电量，也要保障“电力”光伏发电、建筑用电特性曲线：基本匹配42情景1：超低能耗航站楼建筑设计情景2：常规航站楼设计（类比T1/T2）-100.0-50.00.050.0100.0150.0200.0250.017131925313743495561677379859197103109115121127133139145151157163169175181187193199205211217223229235241247253259265271277283289295

42、301307313319325331337343349355361光伏发电富余量(MWh/day)日期Surplus of photovoltaic power generation in Changsha in a typical year /04 匹配需求实现目标先粗再细：DeST模型进行全年逐时负荷43渗风热负荷冷负荷尖峰kW面积指标W/m2全年累计万kWh面积指标kWh/m2冷负荷kW面积指标W/m2全年累计万kWh面积指标kWh/m2无6770.2 28.5 351.97.421091.5 88.9 4655.8 97.40.3次/h12244.6 51.6 1259.526.424

43、924.0 105.1 3841.480.40.5次/h15982.9 67.4 1982.041.527693.8 116.7 3610.175.51次/h24644.6 103.9 4009.083.934423.4 145.1 3392.871.0-30000-25000-20000-15000-10000-5000050001000015000200001月1日2月1日3月1日4月1日5月1日6月1日7月1日8月1日9月1日10月1日11月1日12月1日负荷kW全年逐时负荷热负荷（kW）冷负荷（kW）04 匹配需求实现目标与目标对比相匹配44DeST负荷模拟结果：供热全年单位面积指标：

44、41.46kWh热/a（0.15GJ/a）供冷全年单位面积指标：75.53kWh冷/a（0.28GJ/a）EER=5能源站合计23.4kWhe/a航站楼合计25.0kWhe/a合计48.4kWh/a航站楼面积500000全场冷+热+照明+风机合计电量2420万度电差距0.7%04 匹配需求实现目标多环节/尺度/维度/媒介蓄能协同：蓄电+水蓄冷热解决日尺度下的供需不平衡问题4504 匹配需求实现目标蓄能设计：建筑多维度蓄能蓄（干）除湿在外界空气焓值较低时，制备更多干空气，将室内空气维持在较低含湿量的水平人员高峰时，适当提高室内空气含湿量上限，减少除湿能耗建筑围护结构+室内空气蓄能蓄（洁净空气）稀

45、释CO2室外空气焓值与室内状态更接近时，增大通风换气量，保持室内CO2浓度相对较低人员高峰时，保证室内CO2浓度上升幅度有限，不超过蓄冷热室外气温较低时，保持室内温度在较低水平，“提前”制备冷量储存于室内空气中人员高峰时，实现一部分冷负荷由“提前”制备的冷量承担，减轻制冷机组压力解决小时尺度下的供需不平衡问题4604 光伏系统电气接入：因地制宜，全面吸纳关键2：接入点选择，减少相关设备投资 直流直用，最大限度减少对外部电网冲击/需求因地制宜，就近接入，节省投资，全面消纳4705 零碳运行的能源系统应用创新：可再生热能+零直接排放+吸纳可再生电力热源：因地制宜的零碳高效供热方式中深层地源热泵+多

46、种灵活热泵4805 零碳运行的能源系统应用创新：可再生热能+零直接排放可再生能源要可持续利用：地热能普遍存在，对当代、对后代公平 我国中深层、深层地热资源分布广泛，以往对于地下热量的利用，主要以水热型的方式：取水+回灌，截至2017年底，全国水热型地热供暖（和热水）建筑面积达到1.5亿平方米；水热型地热能利用的思考：受资源禀赋限制，容易形成稀缺资源垄断；潜在的环境影响，能否经得起工程和历史的考验，真正实现地热能“普适、持续、公平”我国地热资源分布情况4905 零碳运行的能源系统应用创新：可再生热能+零直接排放+吸纳可再生电力扎实推进：中国首创（低阻循环+热泵+多环节蓄能）实践可行，技术经济持续

47、进步50p 2013年以来，我国陕西工程科技工作者在国内（国际）率先建成并运行多个该技术示范项目；在没有政府补贴的情况下，借助实际工程不断尝试，不断提升，截至2020年底，供暖面积超过2000万平方米：以陕西省为主、北京市、天津市、山西省、河北省、河南省、山东省、安徽省等地广泛分布，节能减排效果显著：目前系统COP（含热泵压缩机和两侧循环水泵电耗）可达6.35中国西部科技创新港，供热面积157万，采用91口2500米中深层地埋管；陕西省省委机关，供热面积14万，采用14口2500米中深层地埋管；西安高速紫禁长安小区，供热面积31万，采用18口2500米中深层地埋管；青岛海信依云小镇，供热面积5

48、万，开采3口2500米中深层地埋管；Heating load629 MWhHeat pumps82 MWhGround-side water pumps6.4 MWhUser-side water pumps11.0 MWhCOP：7.71WTFs：97.6COP：7.15WTFu：57.2COP：6.35!#$%&()*+,-.!#$%&()*+,-.关键技术：以地热能为基础，电热梯级利用、多环节协同，实现零碳热能系统p 充分利用多品位可再生能源耦合系统，根据电网供应特点，进行间歇蓄放热运行，实现“地下岩层-储热装置-建筑物”多层次蓄能，配合相应的电力需求侧响应激励政策，基本实现“零电费”供

49、热运行；5105 零碳运行的能源系统应用创新：可再生热能+零直接排放+吸纳可再生电力05 零碳运行的能源系统应用创新：延伸到建筑围护结构及暖通空调系统零碳运行系统：能源要高效利用：输配系统和空调末端技术路径创新平安、绿色智慧、人文建筑/社区园区实现零碳需要全过程、全方位：需求侧降低+转化链高效+供给侧零碳降低需求至近零+可再生能源：在建筑社区运行中实现低能、低耗散、低熵增，在满足建筑功能活动的基础上降低能源需求至近零（围护结构、气密性、地下传热、太阳辐射），可再生能源满足供能需求以实现零碳目标5205 零碳运行的能源系统应用创新：延伸到建筑围护结构及暖通空调系统，以及建筑机电设备全系统零碳运行

50、能源环境系统的分解：建筑/社区园区运行零碳需要全过程、全方位：需求侧降低+转化链系统高效/高柔性吸纳+供给侧零碳53零碳供热/热能零碳供冷/空调零碳除湿/用水零碳健康环境营造零碳采光照明柔性用电吸纳功能用电车辆用电安全储能电网绿电100%吸纳05 零碳能源系统应用创新：延伸到建筑建造的全过程零碳建造系统：54主要路径 合理控制建筑总量规模，减少过量建设，避免大拆大建 由大规模建设转入既有建筑的维护与功能提升 建筑修缮和拆除新建相比，人工费用高，但建材的用量、能耗和碳排放会大幅减少 以“结构加固+精细修缮”模式对建筑功能提供改造，碳排放量是拆掉重建的十分之一 发展精细修缮模式所需要的技术，例如混