建筑环境中的循环性 ： 最大限度地减少二氧化碳和商业机会

建筑环境中的循环性 ： 最大限度地减少一氧化碳2和商业机会 2023 年 12 月白皮书 Contents 前言 3执行摘要 4Introduction 5 1 在构建环境中转换资源循环 6 1.1资源再循环81.2资源效率91.3资源利用率9 2 圆形材料建筑 10 2.215建筑钢材 2.317建筑铝 2.419建筑塑料 2.521平板玻璃 2.623石膏 25结论 ： 驱动建筑环境中的循环过渡 附录 ： 建模假设和结果计算 26 27贡献者 尾注 28 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、洞察领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是经世界经济论坛协调和认可的过程得出的，但其结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全部会员、合作伙伴或其他相关方的意见。 © 2023 世界经済论坛.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手段复制或传输，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 · 戈麦斯资源系统与韧性部门负责人 -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头 ， 改造工业生态系统 - 能源和材料中心 ， 世界经济论坛 Sebastian Reiter麦肯锡公司合伙人 众多复杂的全球挑战，包括健康危机、地缘政治冲突和经济困难，激发了世界已进入“新常态”的叙事，即组织必须默认应对危机并专注于韧性。在这不断变化的新常态中，唯一不变的是迫切需要解决本世纪最普遍的问题之一：应对气候变化及其对世界深远的影响。 麦肯锡开展了一项全面探索循环经济潜力的研究，旨在重塑建筑环境并创造可持续且 resilent的未来。通过仔细分析价值池和减排潜力，我们的研究发出了一项号召，揭示了环境收益以及显著的经济回报。在这里，我们分享了一条通往更可持续行业的道路，在这条道路上，可以通过减少排放来释放经济价值。CO2 随着行业开启向循环经济转型的旅程，认识到灯塔企业的关键作用至关重要。这些企业提供了突破性的循环经济解决方案，展示了环境影响、可扩展性和财务可行性。作为转型的先锋，它们汇集了行业领袖，积极推动并加速向循环经济的过渡，成为激励和展示主动采用循环经济实践的典范。通过拥抱循环经济，它们不仅保护了地球，还开启了可持续繁荣的大门。 建筑环境蕴含巨大的积极变革潜力。建筑物和建筑业约占全球温室气体排放的26%，主要原因是其对能源和材料的巨大消耗。然而，有机会从当前的消费和生产模式转变为更加可持续的循环经济模式。通过重新构想设计流程、拥抱前沿技术并探索创新商业模式，行业参与者可以更有效地利用现有资产，节约关键资源并减少浪费。向更高程度的循环性转型的紧迫性不容忽视；每一天的拖延都会加剧人类面临的挑战。 我们感谢所有社区成员和论坛倡议领导者的奉献与宝贵意见，使本报告得以完成。相信这份报告将为公共和私营部门的领导者们提供宝贵的指导和视角，帮助我们一起规划建筑环境的未来方向。 这份由世界经济论坛的自然与气候中心和能源与材料中心，以及相关合作伙伴共同撰写的白皮书。 执行摘要 循环利用可以减少建成环境中有高达75%的嵌入式排放，并创造显著的经济价值。 本白皮书量化了碳) 减排潜力和潜在净值二氧化物 (CO 2. 建筑钢材：钢材已经具有很高的可回收性，向电弧炉（EAF）钢材生产转型以及增加废料收集有望进一步减少排放。可以避免高达 60 ％ 的总 CO2从钢铁到 2050 年。 六个关键建筑材料（水泥和混凝土、钢铁、铝、塑料、玻璃和石膏）在九个循环流通环节中实现增长。这些循环流通环节通过三个维度进行评估：材料和矿物的再循环利用、可再生和回收能源以及通过碳捕获与封存（CCS）和碳捕获与利用（CCU）减少排放。 3. 建筑铝材：通过设计以促进reuse、增加回收材料使用以及采用替代燃料，循环经济的机会得以存在。这些措施可以导致减排最高可达在与铝有关的 CO 中289% by 2050. 结果表明 ， 在 2030 年 ， 圆形回路可能会减弱 (Gt CO) ，0.5 至 0.8 千兆吨的 CO22在 2050 年。这个账户3.4 和 4.0 Gt CO 之间2 4. 建筑塑料：通过引入循环性杠杆，如设计便于reuse和modularity、增加再生塑料比例以及使用替代燃料，可以减少CO2到 2050 年 ， 塑料排放量高达 62% 。 在2030年建筑环境总嵌入碳排放中占13%，但到2050年这一比例接近75%。到2030年，材料和矿物的循环利用以及CCS/CCU预计各自将贡献约40%的总减排量，而到2050年，CCS/CCU的贡献将增加到超过50%。更广泛的循环经济还带来了显著的经济优势，潜在的净利润增益可能在2030年达到每年310-460亿美元，在2050年达到2340-3600亿美元。材料和矿物的循环利用在2030年和2050年的潜在净价值增益中占据绝大多数。 5. 平板玻璃: 实践 ， 如设计的再利用和模块化和增加碎玻璃使用排放可以减少高达 41 ％ 的 CO 玻璃到 2050 年 6. 石膏墙板：通过回收、降级利用以及在生产过程中使用可再生能源，可以从石膏中获得显著的价值增长和减排效益。CO2to 31% by 2050. 通过特定策略 ， 可以使所调查的每种建筑材料更加循环 ： 1. 混凝土和水泥：混凝土和水泥占建筑材料相关排放的30%。循环经济策略如CO2矿物化技术与智能破碎集料提供了显著的价值增值潜力，同时还有可能减少96%的嵌入式CO₂排放。2到 2050 年 ， 水泥排放。 在这一变革之旅中，灯塔将发挥关键作用。灯塔促进合作、推动循环经济思维并传播数字技术。它们在建筑环境领域的领先解决方案正积极推动向循环经济的转型，并为其他领域树立典范。建筑环境必须采取行动，部分通过认可和推广这些领先的灯塔，使其在更广泛的生态系统中得到关注。 Introduction 圆形建筑环境可满足迫切需求 ， 并为行业参与者创造广泛的机会。 建筑环境是日常生活的重要组成部分，提供至关重要的服务，影响着从住房到交通在内的每一个方面。实际上，90%的人类时间是在建筑物、基础设施和城市生态系统中度过的。1该生态系统占世界国内生产总值(GDP) 的 13 ％ ， 雇用了 7 ％ 的工作年龄人口。2同时，建成环境是超越行星边界的关键环境指标（如气候变化和土地系统变化）的重要贡献者。建成环境占全球材料消耗和废物产生量的三分之一。3以及大约 37% 的与燃料相关的二氧化碳) 排放来自人类。(CO4大约三分之一的 排放量。而 商业价值和减少 CO 这个行业在多个维度上对环境产生了显著影响，包括污染、土地使用变化或生物多样性损失。本白皮书特别关注减排的潜力，以确保进行彻底的定量和定性分析。总体而言，其目的有三：首先，展示循环经济如何为该行业的去碳化做出贡献；其次，量化关键材料领域的减排潜力和商业价值池；再次，描述如何抓住这些潜力所需的内容。此外，本白皮书还呼吁采取行动，识别建筑环境中循环经济的灯塔项目，以此来展示环境影响、财务可行性和可扩展性。 新建建筑的排放主要来自嵌入源，即材料生产和建设过程，其中三分之二来自运营源。5随着人口的增长和城市化进程的加快，未来40年内将需要建造约30亿平方米的新建筑。6相当于每40天增加一座规模等于纽约市的建筑。大多数增长将发生在新兴市场的住宅建设中，包括非洲、中东以及东亚和南亚地区。7总体而言 ， 到 2050 年 ， 仍需要建造 75% 的基础设施。8因此，创造一个可持续且有韧性的建成环境对于保障人们福祉并保持在安全的行星界限内至关重要。 价值池和减排潜力的量化工作涵盖了六种建筑材料的九个循环经济循环，这些建筑材料对建筑环境的资源消耗和碳排放贡献较大：水泥和混凝土、钢铁、铝、塑料、玻璃和石膏。这些循环经济循环被纳入一个框架中，该框架探索了从资源循环、资源效率到资源利用的三个杠杆之间的循环性，并考虑了材料和矿产、可再生和回收能源以及通过碳捕获减少排放的影响维度。通过精细建模方法，对全球材料流动进行了分析，并在相应的建筑材料层面及建筑和建筑业价值链的不同阶段实施了循环经济循环的影响进行了量化。 向循环经济转型旨在实现经济增长与环境退化的脱钩。在循环生态系统中，原生资源的输入和废弃物的产生被最小化，同时通过不耗尽有限资源来创造价值。据估计，到2030年，所有行业的新增经济来源将达到4.5万亿美元的额外全球经济增长。9同时 ， 圆形杠杆排放。显著有助于减少 CO2 在本白皮书中，“建筑环境生态系统”指的是房地产和基础设施。它涵盖了人类生活的各个方面，从住宅和办公室到工厂和高速公路。其价值链条涉及多种利益相关方，包括开发商、投资者以及废物处理公司等。 本白皮书展示了建筑环境中循环的潜力 ， 以同时创造 转换构建环境中的资源循环 真正的循环性在各种流量和资源中捕捉新的潜在价值。 各种循环回路使这三个维度得以实现（见图1）。增加材料循环利用包括在相同或相邻价值链中重新使用或翻新建筑构件，或进行高价值回收。为了提高资源效率，通过将废弃物作为次级原料进行增值利用，并通过优化资源消耗来制造建筑材料或减少每栋建筑的产品使用量，从而消除浪费。为了延长资源的使用寿命并最大化其使用价值，可以共享、重用甚至重新用途、翻新或修复空间和现有建筑物，以延长其使用寿命。 转型从线性系统到循环系统揭示了通过高效资源利用和新商业模式降低成本而创造的新机遇。构建环境的循环系统通过在整个价值链中流动资源，在三个关键维度上应用资源循环、资源效率和资源利用，旨在最大限度地提高资源的再循环价值，以消除浪费、提高效率并减少新建建筑的需求。 1.1 资源再循环 在建筑材料领域，有许多选项可以使用回收建筑和拆除废物（CDW）作为生产中原始原材料的替代品。破碎的CDW也可以直接在建筑中重复利用，既可以用于道路建设中的碎混凝土，也可以作为其他价值链的原料，如在容器玻璃和玻璃纤维生产中使用的低质量玻璃碎屑。 并在高废料和生物质供应可用性的区域尤其重要，例如加热和干燥的糖、能源甘蔗或热解桉树。这一杠杆可以通过到2030年解锁约6-700亿美元的价值池，并到2050年解锁约4300亿美元的价值池，同时在2030年前减少约X百万吨二氧化碳，并在2050年前减少约0.4亿吨二氧化碳。0.1-0.2 Gt CO22 从处理和 CO 的再循环 图 2 显示了三个方面的潜在净价值减排概述增益和 CO 建筑材料的生产与排放有关 ， 并将其重新引入捕获 CO2 2到2030年和2050年在不同维度上进行分析。总体而言，到2030年和2050年，循环材料和矿物的年度净价值影响预计分别为31-48亿美元和184-310亿美元。再利用和再制造的净影响预计分别为6-13亿美元和45-96亿美元（2030年和2050年），而回收材料和矿物（包括降级回收）的净影响预计分别为25-35亿美元和138-214亿美元（2030年和2050年）。这些杠杆措施的减排潜力分别为0.02-0.04和0.1-0.2吉吨（Gt CO2）。of CO22用于回收 ，约 0.2 和 1 - 1.3 Gt CO2分别在 2030 年和 2050 年。 重新融入价值链条，通过碳捕获和利用（CCU），包括碳固化、增强再碳化、矿化和自然再碳化。此外，也可以通过碳抵消技术完全从价值链条中移除排放。捕获和存储 (CCS). CO 将在碳定价机制快速发展地区（如欧洲或北美洲）以及CCU枢纽率先实施，这些地区集中了高排放行业，如钢铁和水泥。到2050年，通过CCS减少排放或通过CCU回收排放将同时进行。减少约 1.9 - 2.1 Gt CO2 generating $7 billion in terms of value gain. By 2030, these would