建筑环境中的循环性：在翻新中解锁机遇

在改造升级中 白皮书 2025年1月 Getty Images 图片： 目录 执行摘要 4前言 3引言 5 1 循环利用提取材料进行改造升级 9 评估全球循环改造的采用情况 15 3 转向循环价值链 18 结论 243.1设计和规格203.2技术与设备工具213.3再利用和回收基础设施213.4能力和专业人士223.5金融机制223.6证书与保证233.7伙伴关系与合作23 向循环价值链的转变24 循环改造的经济可行性25 贡献者 26 附录27 脚注 28 世界经济论坛作为一个项目、洞察领域或互动的贡献。其中所表达的研究发现、解释和结论是经世界经济论坛促进和认可的协作过程的结果，但并不一定代表世界经济论坛的观点，也不代表其所有成员、合作伙伴或其他利益相关者的整体看法。 2024世界经济论坛。版权所有版权所有。本出版物任何部分不得以任何形式或任何手段进行复制或传播，包括影印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 环境建筑中的循环性：开启改造项目的机遇 前言 Fernando Gomez负责人，资源系统和韧性，自然与气候中心；世界经济论坛执行委员会成员 Jukka Maksimainen高级合伙人，麦肯锡公司 Jörgen Sandström部门负责人，转型工业生态系统，世界经济论坛能源与材料中心 塞巴斯蒂安·赖特合伙人，麦肯锡公司 向可持续的建成环境过渡对于保护自然生态系统、符合《巴黎协定》减排目标和缓解气候变化的影响至关重要。快速的城市化加剧了环境和气候压力，联合国报告称，每周全世界都在建造一个相当于巴黎大小的城市。1 建筑甚至可能超过更广泛能源转型的影响。 改造与众多利益相关者相关，包括房地产所有者、设计师、制造商和翻新者。然而，该行业尚未确定如何可持续地获取日益增长的改造所需的材料。有前景的改造循环方法——涉及保留、再利用和回收材料以最大限度地减少原始资源的开采——促进了高效资源再利用和减少排放。并且减少CO2 随着全球社会努力创造可持续和有弹性的建筑环境，对现有结构进行改造的必要性日益凸显。老旧建筑，通常能源效率低下且资源消耗大，既是一个挑战，也是一个机遇。改造可以节约资源，减少碳排放，并提高居民的生活质量。 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在建筑环境中实现循环性的潜力，同时就六个方面创造商业排放。价值和降低CO 2本文考察了循环性关键材料。4在改造市场作为一个重要的子市场，并概述了利益相关者的潜在行动。 改造可以采用现成的技术和解决方案，并且通常能够在经济上中性或积极的情况下实现净零排放。2 Given that the built environment is responsible for almost )40% of global energy-related carbon dioxide (CO2) 我们感谢所有社区成员和论坛倡议领导者们的宝贵贡献。我们希望这份报告能指导和激励公共和私营部门领袖在不断扩大的建筑翻新市场中采用循环实践。 全球能源相关二氧化碳 (CO2) 的 40%2 排放，其中超过25%来自建筑运营。3改造是建筑和施工行业实现脱碳的关键步骤。鉴于建成环境的规模，现有脱碳的经济效益至关重要。 摘要 预期不断扩大的改造市场将面临可持续采购材料的挑战，使循环利用变得至关重要。 这份白皮书强调了改造在保护自然资源和实现快速脱碳中的关键作用，以及改造中循环利用所提供的额外益处。它量化了到2030年和2050年，按照国际能源署（IEA）的净零目标，改造现有建筑所需的材料量。论文还探讨了循环利用改造过程中提取的材料的前景，并概述了利益相关者可以考虑的关键主题，以过渡到循环价值链。 实施循环经济在翻新工程中会因地理差异而有所不同，欧洲由于较早采用循环设计原则和先进的回收计划，在各个地区中取得了领先。然而，现在建立翻新工程和新建筑中的循环经济基础至关重要，以确保实现长期可持续性目标。 本报告突出了循环经济为房地产所有者、设计师、制造商、升级改造者、翻修者和物流及废物处理者等利益相关者带来的机遇。在这些细分市场中，材料和部件制造商、升级改造者和翻修者处于最佳位置，以获取循环价值链中最大份额的新价值。他们可以通过基于服务的商业模式和价值链中的横向和纵向整合增加收入流，随着循环翻新专家成为市场领导者。 研究结果揭示，改造市场需要从今天的5000亿美元增长到2030年的约29万亿美元，以及到2050年的39万亿美元，以满足国际能源署的净零排放目标。从2023年到2030年，仅改造所需的材料就可能达到近80亿吨。从2023年到2050年，这一数字将增加到近400亿吨。玻璃、钢铁、混凝土、铝、砖和塑料预计将成为改造组件（包括窗户、外墙和屋顶）使用需求最大的材料。其他必需的改造材料，常用于隔热材料的更换和升级，包括玻璃纤维、岩棉、泡沫板和喷涂泡沫。 实现翻新项目中的循环规模需要具有说服力的商业案例和明确的投资回报。为了实现经济上可行的循环翻新，将至关重要的是最小化成本——包括减少、再利用和回收材料所涉及的成本——同时保持填埋成本高。同时，诸如税收减免和脱碳补贴等激励措施将至关重要。 循环经济有助于确保在更多建筑存量进行改造以实现净零目标的同时，原生原料的消费并不成比例增加。实际上，本报告的模型显示，从2023年到2050年，平均而言，从建筑中移除的50%的材料可以在价值链中循环利用。在2030年和2050年，这分别对应每年约减少2亿和5亿当量（CO e）和百万公吨的CO 采用循环经济改造不仅有助于实现环境目标，同时也创造了经济效益，使市场领导者能够把握不断增长的需求，并在建筑环境中推动创新。 避免使用价值5000亿美元和6000亿美元的垃圾填埋材料。5 引言 改造市场预计到2050年将以每年8%的速度增长，材料将在支出中占主导地位。 由于建筑部门排放量不断上升，全球未能达到《巴黎协定》中规定的将全球变暖控制在2°C以下的宏伟目标。10因此，行业利益相关者现在采取行动，采纳降低建筑环境碳排放的策略是至关重要的。 建筑和施工行业消耗约占全球原材料的40%，并贡献了近40%与能源相关的CO。 排放。6随着全球人口预计到2050年将达到近100亿，7对建筑材料的需求预计将激增，导致可用资源枯竭。整体而言，在过去50年中，全球资源消耗量已增长3倍。8和排放的使用原材料与相应的CO 在某些地区到2060年可能翻倍。9 改造机遇 施工运营（图1）。通过翻新延长建筑资产的使用寿命，与新建施工相比，可以减少其总碳排放量50%至75%。12 建筑在其生命周期中，碳足迹占到了其排放的50%。11这包括来自建筑材料提取的排放the CO2 由拆除和废弃物处理 改造可以降低总拥有成本，并且通常比新建建筑缩短施工时间。事实上，与全新建筑相比，改造可以节省高达77%的成本。13改造涉及提高现有建筑物的能源效率和减少碳排放的措施。 包括改善隔热性能、升级建筑外围护结构、更换供热通风与空调（HVAC）系统、设备以及照明。翻新改造还致力于保留和保留大量现有建筑结构，这些结构通常由钢铁和混凝土构成，它们是碳化碳排放的主要来源。 北美 7%，欧洲 11%，亚太地区 60%，拉丁美洲 8%，中东和非洲 14% 全球资产占比： 麦肯锡分析 来源： 循环经济在改造升级中的重要性 大约60%的整体改造成本预计将来自材料。如果预计到2050年改造市场将达到39万亿美元，那么材料市场将达到约23万亿美元，突显了材料和部件在改造中的关键作用。 并且效率。除了明显的可持续性好处外，采用更循环的方法进行改造可以减少资产停机时间，并降低成本——通过使用“回收”材料和更具弹性的本地供应链——与传统改造方法相比。 改造虽然对于降低能耗至关重要，但存在两个挑战：一是提取原生原材料，二是移除和更换仍可使用的材料时会产生废弃物。根据联合国环境规划署的《全球资源展望》，\"从2020年的水平到2060年，材料资源的提取可能增加近60%，从1000亿吨增加到1600亿吨\"，远超过可持续发展目标（SDGs），尤其是第12个目标，该目标专注于“负责任消费和生产”。18 圆环式改造项目也可以在资产维护、现场材料回收和本地翻新方面创造当地就业机会。19据估计，仅北美和欧洲的净零建筑转型过程中，就可能创造超过200万个新工作岗位和超过1.41亿个工龄年。20这将刺激地方经济并支持劳动力发展。 此外，新建建筑通常需要拆除现有结构，导致混合材料的废弃物，其分类既耗时又耗资。采用循环经济的方式进行翻新可能更容易实现，并且对当地环境的破坏性更小。例如，家电、照明、供暖和冷却系统以及屋顶等部件可以单独拆除，从而使得分类过程更加简单。 循环利用，包括保持、再利用、回收和再加工现有材料，可以减少原生原料的开采和废弃物的产生，从而提高材料利用率。 1循环利用提取物料以进行改造升级 到2050年，全球改造将需要高达400亿吨的材料，其中50%具有循环再利用的潜力。 尽管采用循环材料或原材料的改造都需要拆卸和更换旧材料，循环改造允许更高的资源利用和效率。循环改造可以通过在现场重新使用材料或通过二手市场来直接或间接循环材料。以下要点突出了两种过程之间的主要差异： 设计通常优先优化即时功能和成本。 –循环式翻新使用 数字技术：例如数字材料护照和数字孪生等工具，以提供对次级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，通过在项目生命周期的早期阶段为设计师提供重要的几何和材料信息，从而支持循环改造。 –圆周性改造优先 材料选择：保留材料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，并具有严格的“绿色”要求。 尽管翻新是必要的并且具有许多好处，但要实现净零目标，需要的大量材料——从2023年到2050年大约400亿吨——使得实现路径变得复杂。 –环形 拆卸与拆除：改造强调谨慎但耗时较长的拆卸以回收可重复使用的部件，而传统的改造通常优先考虑拆除的速度，可能会产生更多的废物。 在2050年，按体积（立方米）计算的最高需求将来自玻璃纤维、石棉、泡沫板、喷涂泡沫、木材和纤维素等材料。按重量（吨）计算，玻璃、钢铁、混凝土、铝、砖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（图3）。未来，创新或建筑运动可能会用更环保的替代品来取代这些材料。 –圆形改造优先考虑现场再利用：直接保留或再利用材料，例如翻 新并重新安装立面或在现有结构中再利用²²，网站21需要额外的能力、技术和劳动力。可能还需要 进行额外的认证以确保材料适用于特定用途。同时，循环经济方法可以减少从建筑工地运送拆除废物以及将新材料运入工地所涉及的物流活动。尽管在人口密集的城市地区，寻找现场存储、翻新和回收的空间通常具有挑战性。 超过90%的翻新所需材料将分配给外壳改进，包括隔热、屋顶和窗户升级。剩余部分将用于节能系统升级，例如新暖通空调系统。因此，系统升级的材料足迹显著较小，尽管这些升级对减少运营排放的贡献很大。 –环形改造 设计考虑因素：包括设计材料生命周期、模块化和可适应性，与传统不同 此外，分析显示按细分市场计算的材料市场潜在规模（图4）。到2050年，改造材料市场预计将达到约23万亿美元。在改造过程中，一部分材料被提取并更换，而大部分保持完好。本分析中使用的模型估计，大约50%的提取材料可以再利用或回收，显著减少废物。剩余的50%预计将被送往垃圾填埋场。到2050年，价值6000亿美元的材料有望从垃圾填埋场中被转移并循环利用。 根据本报告的分析，到2030年，亚太地区、欧洲和北美可能需要将其现有的建筑存量中的3%每年进行翻新。这相当于亚太地区大约有4000万栋建筑，欧洲800万栋，北美500万栋。预计到2030年，拉丁美洲、中东和非洲的翻新率分别为2.3%，分别相当于大约400万栋和700万栋建筑。 所需的