园区建设施工阶段碳中和实施方案研究---绿色与节能

吴智泉1，刘明浩2，王漻1，段婧琳1，吕锡嘉1（1.国家电投中央技术研究院；2.华北电力大学） 【摘要】建设施工阶段温室气体排放作为建筑全生命周期温室气体排放的重要组成部分，总量相对较小却具有高强度和集中排放的特点。园区建设作为建筑领域的重要分支，几乎没有针对其建设施工过程开展的碳中和研究。文章通过研究国内外相关文献、标准及指南，提出了园区建设施工阶段碳中和实施方案，对实现园区建设施工阶段碳中和做出前瞻性探索。 【关键词】园区建设；施工阶段；碳中和；实施方案 DOI：10.13655/j.cnki.ibci.2022.05.039 Research on the Implementation Plan of Achieving Carbon Neutrality duringthe Construction Phase of Parks WU Zhi-quan1,LIU Ming-hao2,WANG Liao1,DUAN Jing-lin1,LU Xi-jia1（1.SPIC Central Research Institute；2.North China Electric Power University） 【Abstract】As an important part of greenhouse gas emissions in the whole life cycle of buildings,the total amount of greenhouse gasemissions in the construction stage is relatively small but has the characteristics of high intensity and concentration of emissions.The building of parks is an important subfield of the construction industry,yet few research has been done on how to reach carbonneutrality during the construction phase of an industrial park.Based on the study of relevant international and domestic studies,standards,and guidelines,this paper proposes an implementation plan for realizing a carbon-neutral construction process ofindustrial parks,and also conducts prospective explorations on achieving carbon neutrality in the construction phase of parks.【Keywords】park construction;construction phase;carbon neutrality;implementation plan 和实施方法论并落地实施，是结合实际工作认真贯彻党的十九大精神、落实党中央应对气候变化总体战略和绿色发展理念的体现，对国内全生命周期低碳、零碳园区的建设具有前瞻指导意义。 1背景与意义 党的十九大报告指出：中国将引导应对气候变化国际合作，成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者、引领者。2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上再次重申：“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”（以下简称“双碳”目标）。 由于全生命周期评价理论的广泛应用，近年来针对建筑物建设施工阶段的碳排放核算研究正逐渐增多，本文将借鉴相关研究成果以及一系列国际、国内温室气体排放核算、碳排放核算标准及指南，明确园区建设施工阶段碳排放核算方法，并参考一系列碳中和证明规范、实施指南及行业先进经验提出园区建设施工阶段碳中和实施方法[2-4]。 建设施工阶段温室气体排放作为建筑全生命周期温室气体排放的重要组成部分，总量相对较小却具有高强度和集中排放的特点。建设施工期间消耗大量的原材料和能源，使用大量的施工机械设备和运输设备，在短期内排放出大量温室气体[1]。园区建设作为建筑领域的重要分支，针对其建设施工过程开展的碳中和系统性研究较少，国内也没有发布明确的、统一的、针对性的碳中和实施标准或指南，ISO14068《碳中和及相关声明实现温室气体中和的要求与原则》及相关国际标准还在制定中。因此，开展园区建设施工阶段碳中和研究，构建该阶段碳中 2园区建设阶段碳中和的实施步骤 园区建设阶段的碳中和实施可分为以下七步骤，包括园区施工阶段碳排放分析、提出针对性碳减排建议并融入施工方案、明确核算方法及实现方式、建设施工过程数据收集及减排措施实施、竣工验收后碳排放量核算、实现碳中和（净零排放）、碳中和认证与评价等，步骤如图1所示[5]。 实施过程可以依据施工时间节点分为建设施工前，建设施工中，建设施工后三个阶段，也可依据工 ○绿色与节能○ 1）[8]。上述过程涉及包括汽油、柴油、电力在内的能源消耗以及各类建筑原材料使用，且建筑原材料的厂内运输也应被考虑。由此分析得知，园区建设施工过程温室气体排放的主要原因应为燃料燃烧、电力或可能存在的热力消耗以及建筑原材料的使用。 作内容分为设计阶段、跟踪阶段以及核算中和阶段。 3园区建设阶段的碳中和实施方法 3.1园区施工阶段碳排放分析 碳排放分析是为了完整的识别园区施工阶段温室气体种类、排放源种类和数量，清晰的界定碳排放核算范围，避免出现碳排放核算的重复与遗漏，并使得温室气体减排建议具有针对性。园区建设施工阶段的碳排放有一定的特殊性，既不同于针对商品和服务开展的全生命周期碳足迹，也不完全类似于某组织某一年度总体碳排放[6]。初步考虑，可以想象为某组织（施工方）在统计期（建设施工期）内完成法人名下所属生产活动（园区建设施工）所产生的温室气体排放，其时间界限可以明确为从项目开工起至项目竣工验收为止。为了更系统的梳理，本文参考《GB/T32150工业企业温室气体排放核算和报告通则》、《GB/T51366-2019建 筑 碳 排 放 计 算 标 准》、ISO14064-1:2018《组织层面上对温室气体排放和清除的量化和报告的规范及指南》以及世界资源研究所（WRI）发布的《温室气体议定书企业核算和报告标准》的基本思路及描述的排放源识别该过程温室气体排放。 经梳理，园区建设施工阶段的温室气体种类主要为二氧化碳，排放源主要有三类，第一类是工程机械、办公车辆消耗化石燃料（汽油、柴油等）引起的直接碳排放，第二类是工程机械、办公生活区消耗电力、热力引起的间接碳排放，第三类是建筑材料（水泥、钢筋、混凝土等）使用带来的间接碳排放①，对比世界资源研究所（WRI）发布的《温室气体议定书企业核算和报告标准》的排放分类，直接排放即范围1，间接排放是范围2和范围3（见表2）；如果因技术进步及工程方案变革，产生其他类别温室气体排放，分 相关文献表明，园区建设施工现场从地理上可划分为施工区、办公区、生活区[7]；施工过程总体上也可分为基础施工、主体结构施工、室内外装修和水暖电管线设备安装、施工临时设施安拆等过程（见表 析过程中也应一并考虑。需要特别提出的是，《GB/T51366-2019建筑碳排放计算标准》中虽然规定了“临设设施的施工和拆除可不计入”，但考虑到临设设施的施工和拆除完全服务于建设施工阶段，因此从全生命周期的角度及“不重复也不遗漏”的原则出发，本文建议将此部分碳排放涵盖在内。 ②构建园区建设施工阶段的低碳技术数据库，包含低碳建筑原材料的种类、低碳建筑原材料的碳足迹、低碳施工技术等。在园区设计过程中，利用BIM技术对整个建筑施工过程进行碳排放仿真计算，结合低碳技术数据库，构建建设阶段碳排放优化模型。根据园区建设需求，综合确定优化模型的碳排放和成本等。 3.2园区施工阶段碳减排建议 ③针对施工过程中消耗的能源，建议构建碳排放优化计算模型，优化迭代施工方案，在保障工期及质量的前提下，尽可能采用低碳措施，例如科学布置施工现场，采用节能、高效、环保的施工设备和机具，结合工程所在地的地域特征合理利用可再生能源，通过电力市场化交易消纳绿电，实现建设施工过程绿色电力供应等。在施工过程中，应加强节水、节电、节材管理，制定建筑垃圾减量化及处理专项方案，提高施工管理水平，树立绿色低碳品牌形象。 碳中和并不能简单的通过购买减排量来实现，这是各国专家的普遍共识，错误的理解将使碳中和路径出现偏差。园区建设施工阶段的碳中和实施亦如此，应提出切实可行的碳减排措施，尽可能地减少过程中温室气体的产生，融入施工方案并验证减排措施的有效性。基于相关文献，以下减排方向是值得借鉴[9-11]。 ①如果将建筑原材料使用引起的碳排放纳入到建设施工阶段考虑，则建筑原材料使用引起的碳排放将占比较大。有案例显示，此部分排放占比将超过94%[12]，故在施工过程中采用低碳建筑材料是关键所在。对于实力雄厚的施工方，建议推行供应链低碳管理，要求供应商开展建筑原材料碳足迹评价，并设置供应商入围门槛，从而系统性降低此部分碳排放。目前国内外比较知名、应用范围较广的有关建筑材料及产品碳足迹的认证系统有美国Cradle toCradle认证，从环境安全、健康材料、材料回收再利用、有机材料降解回收、生产过程中的节能、节水措施和可再生能源对建筑产品进行认证。美国EPD认证，以生命周期评价为基础，根据ISO14025标准对产品或服务的环境影响进行量化的评价和声明。中国绿色建材评价标识，对在全生命周期内可减少对天然资源消耗和减轻对生态环境影响的建材产品进行评价。中国低碳产品认证由认证机构证明产品温室气体排放量符合相应低碳产品评价标准或者技术规范要求的合格评定。 3.3施工阶段碳排放核算方法 碳排放量的核算通常使用排放因子法或实测法，但实测法的适用范围有限，且推行成本颇高，因此本文选择了排放因子法来实现核算。据碳排放分析的结果，为了简化计算，园区建设施工阶段的碳排放核算可分别计算不同类别碳排放量而后累加，详见公式1。∑∑ 式（1）中：ECO2为建设施工阶段二氧化碳排放总量，kgCO2；Ai为建设施工阶段工程机械、办公车辆的消耗的第i种化石能源实物量，kg；Ki为第i种化石能源的碳排放因子，kgCO2/kg；Ae为建设施工阶段总耗电量（工程、生活、办公），kW·h；Fe为电力排放因子，kgCO2/kW·h；Mi为建设施工阶段各工程消耗的第i种建材实物量，m3或t；Qi为第i种建材对应的全生命周期碳排放因子2，kgCO2/m3或kgCO2/t。 尽管ISO14064:2018《组织层面上对温室气体排 放和清除的量化和报告的规范及指南》标准中描述了范围3排放，在上文碳排放分析中也识别出建筑原材料使用带来的排放。但基于国内相关核算标准及指南，例如《GB/T32150工业企业温室气体排放核算和报告通则》及国家发改委陆续发布的24个行业企业温室气体排放核算指南①。遵照“谁排放谁负责”的基本原则，避免两家或两家以上的组织对同一排放负责，施工方使用的原材料在生产及运输过程中产生的温室气体排放应由原料供应商负责。初步的建议是，园区建设施工阶段碳排放核算过程中将此部分排放单独计算，用以指导针对性减排工作，但不作为碳中和责任。 体交通路线的设计，尽量减少材料在场地内部的运输距离。同时，应结合BIM等信息化手段，在设计阶段对建筑材料用量进行系统的量化分析，合理减少施工阶段建材用量；在施工阶段对工程进度计划进行模拟分析，避免由于施工进度循环往复或由于施工单位与材料供应商进度协调所产生的材料反复运输问题。