建筑环境中的循环性：在改造中释放机会

在改装中 白皮书 2025 年 1 月 Getty Images 图片 ： Contents 前言 3 执行摘要 4 导言 5 1 回收提取的材料进行改造 9 2 评估圆形改造的全球吸收 15 3 向循环价值链的过渡 18 结论 243.1设计和规格203.2技术、设备和工具213.3再利用和回收基础设施213.4能力和专业人员223.5财务机制223.6认证和保证233.7伙伴关系和协作23 向循环价值链的过渡24 循环改造的经济可行性25 贡献者 26 附录 27 尾注 28 免责声明本文档由 世界经论坛作为项目贡献、见解领域或互动的一部分。本报告中的发现、解释和结论是经世界经济论坛促进和支持的合作过程的结果，但世界经济论坛及其全部成员、合作伙伴或其他相关方的观点未必完全反映这些发现、解释和结论。 2024 年世界经济论坛所有权利©保留。本出版物的任何部分不得以任何形式或通过任何形式复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 费尔南多 · 戈麦斯自然资源与韧性部门负责人，自然与气候中心；世界经济论坛执行委员会成员 Jukka Maksimainen麦肯锡公司高级合伙人 J ö rgen Sandstr ö m世界经济论坛能源和材料中心改造工业生态系统负责人 Sebastian Reiter麦肯锡公司合伙人 向可持续建筑环境的转型对于保护自然生态系统、按照《巴黎协定》减少排放以及缓解气候变化的影响是至关重要的。快速城市化加剧了环境和气候压力，联合国报告指出，全世界每周都会建造相当于一个巴黎规模的城市。1 建筑甚至可能超过更广泛的能源转型。 Retrofitting 对广泛的利害关系方相关，包括房地产所有者、设计师、制造商和翻修商。然而，行业尚未确定如何可持续地为不断增加的翻修项目 sourcing 必需的材料。循环经济方法在翻修中展现出潜力——这些方法涉及保留、重新使用和回收材料以最大限度地减少对原始资源的开采，从而促进高效的资源再利用和减排。并减少 CO2 在全球社会致力于创建可持续且有弹性的建筑环境之际，现有建筑的改造需求日益明显。老化建筑往往能源效率低且资源密集，既构成了挑战也带来了机遇。改造可以节约资源、减少碳排放并提升居民的生活质量。 一份由世界经济论坛与麦肯锡公司合作发布的先前白皮书探讨了建筑环境中的循环性潜力，同时在六个方面创造了业务减排机会。价值和减少 CO 2本文考察了循环性关键材料。4改造为一个重要的子市场 ， 并概述了利益相关者的潜在行动。 retrofits 可以利用现成的技术和解决方案，并且往往能够以财务中立或积极的方式实现净零排放。2鉴于建筑环境几乎负责)全球 40% 与能源相关的二氧化碳 (CO2 排放量 ， 超过 25% 来自建筑运营 ，3 Retrofitting 是实现建筑和建筑业去碳化的关键步骤。鉴于现有建筑环境的规模，通过改造现有建筑进行去碳化的成本效益至关重要。 我们感谢所有社区成员和论坛倡议领导者的宝贵贡献。我们希望这份报告能够指导并激励公共和私营部门的领导者采纳循环经济实践，推动不断扩大的建筑翻新市场。 执行摘要 Retrofit 市场的扩大预计将面临可持续 sourcing 材料的挑战，因此循环利用变得至关重要。 这份白皮书强调了改造在节约自然资源和实现快速去碳化方面的重要作用，以及改造中的循环经济带来的额外益处。该白皮书量化了到2030年和2050年根据国际能源署（IEA）净零目标对现有建筑进行改造所需材料的数量。此外，该白皮书还探讨了在改造过程中回收利用材料的潜力，并概述了利益相关方可以考虑的关键主题，以过渡到循环价值链。 实施再利用中的循环经济将在地理上有所不同，欧洲将比其他地区更早取得进展，主要是因为其成熟的循环设计原则采用和先进的回收计划。然而，现在建立再利用和新建筑中的循环基础框架对于确保长期可持续性目标的实现至关重要。 这份报告突出了循环经济为包括房地产所有者、设计师、制造商、升级者、翻新者和物流及废物处理公司在内的各方提供的机遇。在这些领域中，材料和零部件制造商、升级者和翻新者最有可能在循环经济价值链中捕获最大的新增价值份额。他们可以通过服务型商业模式增加收入流，并通过价值链中的横向和纵向整合来实现这一目标，循环经济改造领域的专家有望成为市场领导者。 研究发现，为了达到国际能源署（IEA）净零目标，翻新市场需要从当前的5000亿美元增长到2030年的约2.9万亿美元，并在2050年增长到约3.9万亿美元。从2023年到2030年，仅翻新所需的大约80亿吨材料就将被使用。从2023年到2050年，这一数字将增加到近400亿吨。预计玻璃、钢铁、混凝土、铝、砖和塑料将是需求最大的材料，用于翻新组件如窗户、外墙板和屋顶。其他重要的翻新材料，通常用于隔热替换和升级，包括玻璃纤维、矿棉、泡沫板和喷涂泡沫。 实现循环经济中的翻新项目规模化需要一个有说服力的商业案例和明确的投资回报。为了实现经济可行的循环经济翻新，减少、再利用和回收材料的成本必须得到最大程度的控制，同时保持填埋成本的高位。同时，诸如税收减免和去碳化补贴等激励措施将至关重要。 循环利用有助于确保在越来越多的建筑存量进行净零目标改造时，对原始原材料的消耗不会同比例增加。实际上，本报告的模型显示，在2023年至2050年间进行改造时，平均有50%的材料可以从建筑物中移除并重新进入价值链。到2030年和2050年，这将分别对应每年约减少2亿和5亿（CO₂当量）的排放量。百万吨一氧化碳 拥抱翻新中的循环经济发展不仅有助于实现环境目标，还创造了经济机会，使市场领导者能够抓住新兴需求，并推动建筑环境中的创新。 从价值 5000 亿美元和 6000 亿美元的垃圾填埋场转移。5 Introduction 到 2050 年 ， 改造市场预计将以每年 8% 的速度增长 ， 其中材料占主导地位。 部分原因是由于建筑业排放量的不断上升，世界尚未达到《巴黎协定》中规定将升温限制在远低于2°C的目标。10因此，各行各业的相关利益方现在必须采取措施减少建筑环境中的碳排放。 建筑材料和建筑业消耗了全球大约40%的原材料，并且几乎贡献了40%与能源相关的大气二氧化碳排放。2 排放。6到 2050 年 ， 全球人口预计将达到近 100 亿 ，7建筑材料的需求预计将会激增，耗尽现有资源。过去50年里，全球资源使用量已增加三倍。8和排放的使用原材料与相应的 CO2 到 2060 年 ， 一些地区可能翻一番。9 改造机会 建筑运营（如图1所示）。通过翻新延长已建成资产的使用寿命，与新建相比，可以减少50%至75%的总碳排放。12 在建筑物的生命周期中 ， 隐含碳占建筑物排放量的 50 ％ 。11这包括从建筑材料提取中发出的CO2 和制造工艺 ， 以及将材料和设备运输到项目现场和 Retrofitting 可以降低总拥有成本，并且通常比新建建筑缩短施工时间。实际上，翻新项目相比完全新建建筑最多可以节省77%的成本。13 Retrofitting 涉及对现有建筑进行升级以提高能源效率并减少碳排放。措施包括但不限于安装节能设备、改善隔热性能、优化 HVAC 系统等。 包括改善隔热、升级建筑围护结构、以及更换供暖、通风和空调（HVAC）系统、家电和照明设备。翻新还致力于保留并保留现有建筑结构的大部分，这些结构通常由钢铁和混凝土构成，而钢铁和混凝土是最大的嵌入式碳来源。 能源低效建筑的比例可能相似或更高，尽管缺乏现成的数据使得这一点难以确定。与IEA到2050年每年翻新率目标为4%相一致，全球翻新市场预计从2024年到2050年将以每年8%的速度增长，价值将从5000亿美元增加到3.9万亿美元。17(Figure 2)．这一增长率超过了整体建筑市场的增速，后者预计在同一时期将以每年4%的速度增长。 北美 7% ， 欧洲 11% ， 亚太 60% ， 拉丁美洲 8% ， 中东和非洲 14% 全球资产份额 ： 麦肯锡分析来源 ： 圆度在改造中的重要性 约60%的整体翻新成本预计来自材料。如果翻新市场 projections 预计到2050年将达到3.9万亿美元，那么材料市场将达到大约2.3万亿美元，突显了材料和部件在翻新过程中扮演的关键角色。 并且提高了效率。除了明显的可持续性优势外，采用更循环的方法进行改造还可以减少资产停机时间，并通过使用“回收”材料和更具弹性的本地供应链来降低成本，相比传统的改造方法更具优势。 Retrofitting，虽然对于减少能源消耗至关重要，但也带来了两个挑战：原始原材料的开采以及从拆除和更换仍具有功能寿命的材料中产生的废弃物。根据联合国环境规划署的《全球资源展望》，到2060年，材料资源的开采量可能从2020年的1000亿吨增加近60%，达到1600亿吨，这远远超过了可持续发展目标（SDGs），特别是第12项目标，该目标专注于“负责任的消费和生产”。18 循环改造项目还可以在当地创造资产维护、现场材料回收和本地翻新方面的就业机会。19预计仅在美国和欧洲向净零建筑过渡的过程中，将创造超过200万个新的就业岗位和超过1.41亿个就业年。20这将刺激当地经济并支持劳动力发展。 此外，新建建筑往往需要拆除现有结构，导致混合材料废物，这在时间和成本上都较为耗费。通过循环经济进行翻新可能更为容易实现且对当地环境的影响较小。组件如电器、照明、加热和冷却系统以及屋顶可以单独拆卸，从而简化分类过程。 循环利用，包括保留、reuse、回收和重新利用现有材料，可以减少对原始原材料的开采和废物的产生，从而提高材料利用率。 1回收提取的材料进行改造 到 2050 年 ， 全球改造将需要多达 400 亿吨材料 ， 有可能再循环 50% 。 虽然无论是采用循环材料还是原生材料进行改造都需要拆卸和更换旧材料，但循环改造能够实现更高的资源利用效率。循环改造可以通过在现场直接再利用材料或通过二手市场再利用材料来进行循环。以下是两种过程的关键差异点： 设计 ， 通常优化即时功能和成本。 –圆形改造使用 数字技术：通过数字材料通行证和数字孪生等工具，创建对二次材料和整个材料生命周期的透明度。空间测绘技术可以提供现有资产的3D模型，以支持循环经济改造，在项目生命周期早期为设计师提供重要的几何和材料信息。 –循环改造优先考虑 材料选择：材料留存及回收或再利用材料的采购，这可能涉及更复杂的采购流程，包括重新认证现有材料，并且有严格的“绿色”要求。 尽管改造工作至关重要且具有许多益处，但实现净零目标的道路因所需材料的庞大体量而变得复杂——从2023年到2050年，大约需要400亿吨材料。 –Circular 拆卸与拆除：改造重点在于精心但耗时的拆卸以回收可重复使用的组件，而传统的改造通常更侧重于拆卸的速度，并可能产生更多的废弃物。 在2050年，从体积（立方米）来看，需求量最大的材料将包括纤维玻璃、矿棉、泡沫板、喷涂泡沫、木材和纤维素。从重量（吨）来看，玻璃、钢材、混凝土、铝、砖块和塑料将占据主导地位，尤其是在窗户、外墙和屋顶等性能升级方面（如图3所示）。未来，创新或建筑运动可能会用更加环保的替代材料取代这些传统材料。 –圆形改造优先考虑现场再利用：直接保留或reuse材料，例如翻 新和重新安装外墙或再利用现有结构²²。 site,需要额外的能力、技术和劳动力。为了确保材料符合用途，可能还需要进行额外的再认证。同时，采用循环经济的方法可以减少将拆除废物从建筑工地运走以及运输新材料所需的物流，但在密度较高的城市地区，找到足够的现场存储、翻新和回收空间往往颇具挑战性。 超过90%的改造所需材料将分配给外墙改进，包括保温、屋顶翻新和窗户升级。剩余部分将用于高效系统升级，如新的 HVAC 系统。因此，即使这些升级显著减少了运营排放，系统的材料足迹也显著减小。 –圆形改造 设计考虑因素 ： 与传