全球尺度下的全生命周期碳排放评估：一个案例研究

目录表 前言 建筑环境正处于一个关键的转折点。它代表着全球37%与能源相关的二氧化碳排放，而这些排放仍在上升。我们迫切需要作为社会、企业和政府联合起来，到2030年将建筑环境的排放减半，并在2050年实现净零排放。 通过《建筑环境市场转型行动计划》，我们已确定了必须优先考虑的关键集体行动，以完成这一任务。这包括对市场转型的三个关键杠杆采取行动，包括在每个建筑项目中关注全生命周期碳排放（WLC），将碳排放与成本并列，以指导决策，并根据量化碳排放信息转变供需关系。 本文中概述的努力，对市场转型行动计划第一个杠杆背后的行业一致性的贡献是显著的，即在每个项目中开展全生命周期碳排放评估（WLCAs）并分享相关数据。我们对阿鲁普公司（Arup）在COP26期间做出承诺，对所有项目进行WLCAs表示赞赏，并引领整个行业更积极地参与这一关键杠杆。 Arup 的案例研究反映了此类任务的复杂性，并使我们能够从他们的挑战、发现和成就中识别和嵌入经验教训。协调一致的WLCAs（全生命周期评估）需要成为全球每个建筑项目的常态，否则我们无法实现我们的脱碳目标。Arup 展示了今天在行业层面需要发生的事情，并展示了我们通过共同制定的市场转型行动计划（与来自100多个组织的250多名代表共同开发）旨在解锁的领导力行动类型。 我相信您会发现这份案例研究对您的业务转型有所帮助。 彼得·巴克克 世界可持续发展工商理事会总裁兼首席执行官 引言 气候变化对我们的影响举足轻重。从极端天气事件引发的混乱持续加剧，到世界各地数百万人的日常生活受到影响，再到联合国气候科学家的警告级别提升，全球社会显然并未接近驯服我们因科技进步而引起的全球变暖的后果。气候学家明确指出，大气中的历史人类产生温室气体（GHGs）导致了我们目前的状况。我们现在的行动决定我们的未来。 联合国气候变化框架公约（UNFCCC）已确定，为了避免进一步全球变暖及其对世界生命维持生态系统的稳定性造成的有害影响，有必要大幅减少目前和未来的温室气体（GHG）排放。巴黎协定中确立了到2050年将全球变暖限制在比工业前水平高1.5℃的目标。其背后的计划严重依赖于尽可能快速地转变为不再向大气中排放新温室气体（GHGs）的经济体。这通常被称为净零碳经济，因为碳排放是最普遍的温室气体。 作为一名致力于建筑环境可持续发展的专业服务公司，阿鲁普做出了两项关键承诺，以减少其影响或控制下的排放：一项与我们的业务运营相关——到2030年作为组织实现净零排放。– 并与我们的设计和咨询工作的建设性成果相关联。 因为阿鲁普提供的专业服务会导致建筑在其整个生命周期内使用大量的建筑材料和能源，凭借我们对客户的建议和业务规模，我们在未来全球排放量方面的影响力远超我们业务实体的碳足迹。我们想了解我们工作成果所产生的影响规模，然后尽我们所能来减少它。客户在询问我们如何减少资产组合和新建项目的碳排放。我们的目标是能够对未来的客户施加最大的影响，以便在法规和政策日益要求的情况下，将碳排放从其资产中消除。我们还知道，应该能够更好地理解碳在我们设计中的埋藏位置，我们很快便面临了那句古老谚语的真相：“不量 ，何以管？” 在2021年11月，在格拉斯哥举行的第26届联合国气候变化大会上，Arup致力于进行全生命周期的碳排放评估 关于其所有建筑项目，无论是新建还是改造项目，2022年明确指出，评估工作将服务于将我们的 设计目标与以下内容对齐。联合国2030年突破成果是建筑环境的净零碳运行和降低至少40%的固有碳含量。在这样做的同时，我们加入了全行业的努力，动员了我们的全球建筑设计方案组合作为研究样本 库。我们研究的根本预期是，收集更多阿鲁普建筑组合中的数据将导致更深入的洞察，这些洞察应该有助于改变设计实践。 建筑、工程与建筑行业在过去十年中一直在努力制定测量方法、设立标准并收集参考数据，以执行考虑一个项目生命周期预期的排放量的碳评估——这被称为全过程碳评估（WLCA）。 许多非营利组织一直在尝试从设计和施工团队中收集建筑生命周期数据，这些数据来源于小型地理区域或某些行业或专业实践领域的特定社区。行业内的许多人也在对特定项目进行生命周期评估，但尚无全球标准或数据结构能够以允许比较的方式进行此活动。 我们与寻求激发整个价值链努力以标准化解决方案、创建工具和方法、加快建筑环境去碳化以及降低行业数据摩擦的组织和运动进行合作。全球倡议，如世界可持续发展商业理事会（World Business Council for Sustainable Development）的市场转型计划、开放数据研究所（Open Data Institute）的净零数据框架以及世界绿色建筑理事会（World Green Building Council）的推进净零计划，都在面对我们共同的全球挑战的背景下促进分享、透明度和深度合作。 在这个精神指导下，本案例研究详细介绍了我们自做出WLCA承诺以来所开展的活动、所面临的挑战以及我们学到的相关经验教训。这些与以下系统性转型有关： – 全球统一化– 数据与数字架构– 数据质量 我们仍在将全生命周期碳评估作为日常工作嵌入到业务中，以此来指导所有项目的工程设计选择。随着岁月在气候行动的关键十年中飞速流逝，阿鲁普公司正在设计的数百万平方米的建筑面积预计将于2030年投入使用。作为一家公司，作为更广泛运动的一部分，我们无法承担推迟采用全生命周期碳评估（WLCAs）作为碳绩效指标的代价。 在过去两年中，有超过1,000个项目贡献了碳排放数据，我们选择分享我们在挑战、成功和经验教训方面的故事，以此作为对与建筑环境行业有共同理念的各方利益相关者持续对话的贡献。我们作为一家尝试全球任务的公司，提供我们的发现，希望它们能帮助全球AEC社区应对快速创建和采用全球范围内快速减碳所需的可比数据集的挑战。 埃琳·麦克纳海 阿鲁普公司高级研究员，阿鲁普全生命周期碳倡议总监，2024年2月 执行摘要 本文件展示了阿鲁普在2021年11月COP26大会上启动的全生命周期碳（WLC）倡议案例研究。它提供了一份关于我们收集所有建筑设计组合全生命周期碳评估（WLCAs）承诺的两年期状态报告。本报告由阿鲁普撰写，涉及我们自身的活动。 目标是与行业同行分享进展、挑战和所学经验，特别是关于其创建数字WLCA数据收集和可视化平台（Zero）的经验。案例研究描述了为在2023年为阿鲁普（Arup）在全球30个国家的800多座建筑物执行的工作而创建和使用Zero来捕捉WLCA数据所采取的步骤。 本案例研究提供了背景信息，简要介绍了在实现联合国向净零碳经济转型的轨迹中，对建筑环境设计和运营方式进行系统性变革的迫切需求。随后，它描述了阿鲁普公司如何在全球范围内部署其雄心，激活了来自14个实践社区的领域专家（SMEs），以就软件、数据库和内容开发提供建议。 正如任何新的尝试一样，其价值不仅在于实现目标，还在于在过程中获得的知识、发现和进步。大多数案例研究集中于构建和部署Zero所采取的步骤，以及沿途遇到的挑战。这些包括： – 解决全球和本地参考碳排放数据源之间的差异投资于学习和社区建设— 利用数字技术捕捉和存储数据– 标准化全球WLCA数据架构— 为项目细节的成熟化以及相关数据质量的提升进行规划解决数据质量问题并从数据分析中提取设计建议 除了分享数据集选定的结果外，该案例研究还提供了可能帮助其他在建筑环境行业尝试类似大规模WLCA数据收集活动的要点。还包括了Arup在WLCA框架下支持市场转型努力的其它例子。 该案例研究以对如何将研究结果应用于行业范围内举措的反思告终——无论这些举措是政府部门考虑强制报告还是非营利组织试图从多个贡献者中提取见解。关键观察结果如下： 1. 采用WLCA的目标是实现建筑环境的深度脱碳，而不一定是数据收集本身。 2. 建筑环境全球温室气体测量标准的制定具有紧迫需求，WLCA有潜力满足这一需求——前提是计算和报告方法能在各地区得到更好的协调一致。 3. 全球行业数据收集面临的最大挑战在于确定哪些与碳排放相关的值和指标具有产生实质性改变的可能，并从 outset起制定指南以保存这些详细级别的数据完整性。 4. 如开放数据研究所所述，“净零经济的碳数据战略，或称为‘净零数据战略’，仍处于起步阶段”。 在所有数字设计、分析和建筑信息管理（BIM）工具中标准化碳数据管理将有助于更快地采纳世界领先碳捕获与封存技术（WLCA），以指导设计。 6. 在整个行业中，必须明确阐述进行WLCAs（生命周期碳评估）的投资回报，以便设计从业者能够向其客户传达低碳成果的结果。 紧急需要系统性变革 显然，全球范围内对AEC行业进行系统性变革的需求迫切。本节总结了某些关键概念和行业趋势，以表明阿鲁普特定WLCA故事背后的全球背景。 The2022年联合国环境规划署发布的《建筑与建筑业全球状况报告》2021年，该行业在全球排放中占比达到37%，这是在完全考虑能源和过程排放的情况下得出的。 这种状况未能满足通往2050年实现无碳建筑库的临界脱碳轨迹，这是实现巴黎协定目标的一个关键要素。在2020年代减少排放至关重要，联合国气候变化框架公约全球盘点指出“提高雄心和实施现有承诺以将升温限制在工业化前水平以上1.5°C的窗口正在迅速缩小”（第5页）。 实现建筑开发中的净零碳排放意味着首先实现“基于科学的减排目标”，在采取碳抵消措施之前。这与“碳中和”不同，“碳中和”允许大量温室气体排放到大气中，前提是会有等量的温室气体被移除。这就像医生可能会建议减肥一样，科学建议首先必须减少摄入的热量，然后进行适当的锻炼。对于基于科学的减排温室气体总体目标来说，情况相当类似，只是由于建筑建设的复杂性，难以知道哪些贸易活动负责减少多少排放。 建筑复杂性意味着很难确定哪个行业对减少多少碳排放负有责任。 对于建筑行业，联合国气候英雄2030年突破目标已设定基于科学的短期目标：“从2030年起，所有完成的新项目在运营中实现净零碳排放，并减少40%以上的固碳。”进展通过两个组成部分跟踪，这两个组成部分加起来构成了整个建筑：固碳和运营碳，并以全生命周期碳评估（WLCA）的格式按生命周期阶段进行报告。 运营碳 与公共事业能源和用水消耗、现场燃料燃烧以及导致全球变暖的化学物质（如制冷剂）泄漏相关的二氧化碳和其他温室气体间接和直接排放。 体现碳 与能源相关的间接排放以及与原材料提取、制造、运输、安装和处置相关的多种全球变暖化学物质的直接排放。 政府、企业、非营利组织和公民社会组织正在迎接实现净零碳排放承诺的挑战。下一步是通过高质量的数据分析将那些承诺付诸实践，帮助业主了解设计决策的温室气体排放后果。这些相同的WLCA数据可以在项目早期阶段证明项目正在朝着显著减少碳排放的方向发展。这一证据可以帮助吸引资金、简化监管合规，以及/或提高组织在公众中的地位。 行业内，越来越多的人认识到，为了实现这些目标，系统性的变革是必要的。 – 世界可持续发展工商理事会（WBCSD）已确定市场转型杠杆，呼吁在整个价值链中进行根本性和深层次的协作，以支持全生命周期碳排放的观念，整合碳成本和定价，并转变供需动态。 零排放竞赛联盟，包括超过13,000个非国家党和1,000多个城市，已经做出了实现净零排放的承诺。 Arup是净零碳和世界土地宪章（WLCA）采纳运动的参与者，旨在帮助推动全球范围内与客户和合作伙伴共建环境的转型。接下来的部分将描述我们必须考虑的一些系统性变革。 – 政府法规和激励措施正在增加，如欧盟分类法规和美国通货膨胀削减法案所示。 – 投资者获得更高的透明度，导致按照气候相关财务披露工作组（TCFD）定义的标准化报告。 项目：UTAS林业建筑 拟议的改造项目将现有的林业建筑改造成塔斯马尼亚大学的学术和教学空间，塔斯马尼亚大学自2016年起承诺实现碳中和。该项目获得与 upfront 和 operational 碳减排相关的绿色债券