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1、绿色建筑建材行业研究:下一个五年的“蓝海1.1、 绿色建筑助力节能减碳2022年3月11日住建部发布了“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划。规划指出“十四五”期间绿色建筑行业的总体发展目标是到2025年,城镇新建建筑全面建成绿色建筑,建筑能源利用效率稳步提升,建筑用能结构逐步优化,建筑能耗和碳排放增长趋势得到有效控制,基本形成绿色、低碳、循环的建设发展方式,为城乡建设领域2030年前碳达峰奠定坚实基础。规划的发展目标具体来说,主要是到2025年,完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上,建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上,装配式建筑占当年城镇新建建筑的比例达到30%,全国新增建筑太
2、阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上,地热能建筑应用面积1亿平方米以上,城镇建筑可再生能源替代率达到8%,建筑能耗中电力消费比例超过55%。规划明确了“十四五”期间建筑节能与绿色建筑行业的重点任务,主要包括:1)提升绿色建筑发展质量:加强高品质绿色建筑建设、完善绿色建筑运行管理制度;2)提高新建建筑节能水平;3)加强既有建筑节能绿色改造:提高既有居住建筑节能水平、推动既有公共建筑节能绿色化改造;4)推动可再生能源应用:推动太阳能建筑应用、加强地热能等可再生能源利用、加强可再生能源项目建设管理;5)实施建筑电气化工程;6)推广新型绿色建造方式;7)促进绿色建材推广应用;8)推进区域建筑能源协同;9)
3、推动绿色城市建设。1.2、 “十四五”目标较“十三五”有提升住建部近期发布的“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划较其2017年发布的建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划更全面和深入。在主要目标设置方面,绿色建筑“十四五”规划在深入完成“十三五”既定目标的基础上,对部分后者涉及的指标进一步提出了更高的要求;同时围绕更好地落实我国2030年前实现碳达峰与2060年前实现碳中和的目标,其增设了一些新的发展目标:1)到2025年将建筑运行一次二次能源消费总量控制在11.5亿吨标准煤当量;2)“十四五”期间建设0.5亿平方米超低能耗及近零能耗建筑;3)“十四五”期间新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦
4、;4)“十四五”期间新增地热能建筑应用面积1亿平方米;5)到2025年建筑能耗中电力消费比例达55%。在主要任务的规划方面,绿色建筑“十四五”规划提出了9项重点任务,在基本覆盖绿色建筑“十三五”规划主要任务的基础上,根据新时期建筑节能与绿色建筑发展形势的需要,新增了5项重点任务,分别为:1)实施建筑电气化工程;2)推广新型绿色建造方式;3)促进绿色建材推广应用;5)推进区域建筑能源协同;5)推动绿色城市建设。,十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划,出台的依据是中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要、中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作
5、的意见、中共中央办公厅国务院办公厅关于推动城乡建设绿色发展的意见等文件。2.1、 我国碳减排规划明晰,“双碳”稳步推进改革开放以来,我国经济稳步、高速增长,GDP总量于2010年超过日本成为世界第二大经济体1。随着经济快速发展,我国碳排放总量也在急剧增长,于2006年超过美国,跃居世界首位。在国际减排压力日益严峻的形势下,我国的碳排放成为全球关注的焦点之一。作为对全球事务负责且有担当的大国,我国自二十世纪九十年代起就参与应对全球气候变化,积极布局实施碳减排政策。我国于1998年签署了京都协定书并于2002年核准该协定书;该协定书于2005年起开始生效,它的正式生效标志着人类历史上首次以法规的形
6、式限制温室气体排放。我国于2007年出台了中国应对气候变化国家方案,它是发展中国家应对气候变化的第一部国家法案。2009年我国签署哥本哈根协议,提出了到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的目标。我国与美国在2014年11月联合发布中美气候变化联合声明,承诺碳排放在2030年左右达峰且将努力早日达峰;在2015年12月的巴黎气候大会上我国重申了这一承诺。2016年我国与全球170多个国家共同签署巴黎协定,承诺将全球气温升高幅度控制在2的范围内。2020年12月的中央经济工作会议提出,支持有条件的地方碳排放率先达峰,实现减污降碳协同效应;2020年底中央全面深化改
7、革委员会第十七次会议再次强调要建立健全绿色低碳循环发展经济体系,有效控制温室气体排放。2021年2月1日起施行的碳排放权交易管理办法(试行)旨在充分发挥市场机制在应对气候变化和促进绿色低碳发展中的作用。目前我国并未出台针对行业层面的碳减排指标分解政策,预计随着碳排放达峰时间的临近和政策法规的完善,后续会出台针对各个行业具体碳减排量的政策。2021年10月,国务院发布的关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见明确实现碳达峰、碳中和目标,要坚持“全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险”的工作原则;提出了构建绿色低碳循环发展经济体系、提升能源利用效率、提高非化石能源消费比重
8、、降低二氧化碳排放水平、提升生态系统碳汇能力等五方面主要目标,确保如期实现碳达峰、碳中和。为实现2030年碳达峰的目标,国内许多学者研究提出,通过积极调整产业结构、能源结构,加快转变发展模式,鼓励推广清洁能源,以及适当增强碳汇能力等措施,可使我国碳排放在2030年左右达峰。同时,在国家的宏观调度下,各省(市)通过制定贴合实际情况的达峰方案,也均可在2030年左右实现碳排放达峰目标。根据中国2030年碳排放达峰研究进展(李侠祥等)一文对碳排放达峰相关文献的分析梳理:学者何建坤2通过研究发现,我国2030年可实现碳排放达峰,峰值将低于110亿吨,人均低于8吨;学者柴麒敏3、徐华清4研究发现,我国2
9、030年二氧化碳排放峰值可控制在120亿吨和人均8.5吨左右。为深入分析我国碳达峰、碳中和目标下的深度脱碳路径,国家应对气候变化战略研究和国际合作中心开发了中国低碳战略分析模型(SACC)。该模型以2010年为基准年,在充分考虑未来经济增长和消费需求变化的基础上,结合对碳排放相关技术发展变化的分析和国际对比,计算得出在深度脱碳路径下,我国碳排放将在2030年左右达峰,二氧化碳峰值水平约为115亿吨,之后逐步降至2050年的48亿吨,相当于2005年以前的碳排放水平。2.2、 碳排放测算模型:降低单位面积能耗强度是关键建筑业全生命周期能耗与建筑业全生命周期碳排放不是等同的概念,前者指的是在建筑业
10、全过程中的能源消耗量,后者指的是在建筑业全过程中的二氧化碳排放量,参照住建部发布的建筑碳排放计算标准6,两者的关系可以简化为:建筑业全生命周期碳排放量二建筑业全生命周期能耗X碳排放系数。此外,建筑业全生命周期碳排放和建筑业运行阶段碳排放也不是等同的概念,前者包含建材生产运输、建筑施工建造、建筑运行和建筑拆除回收等建筑全过程的二氧化碳排放量,后者仅仅指建筑运行阶段的二氧化碳排放量。参考住建部发布的建筑碳排放计算标准和学术文献全生命周期理论下的建筑碳排放计算方法研究7中对于建筑全生命周期各个阶段的碳排放计算模型的总结整理,建筑全生命周期碳排放量二&SUH1;建筑各个阶段的碳排放量二&S5;建筑各个
11、阶段能耗(资源消耗量)X对应的碳排放因子,其中建材生产阶段碳排放二∑各类主要建材的消耗量X对应的碳排放因子,建筑运行阶段碳排放二∑全国建筑能耗中对应的分类能源消费量义各类能源对应的碳排放因子。根据中国深度脱碳路径及政策分析(刘强等),碳排放与GDP的关系为:C02=C02/EXE/GDPXGDP,其中C02表示能源活动C02排放量,E表示一次能源消费,GDP表示国内生产总值,C02/E表示单位能源碳排放强度,E/GDP表示单位GDP能源消费强度。参考上述思路,利用全国建筑碳排放计算方法研究与数据分析(蔡伟光、蔡彦鹏)中建立的全国建筑碳排放分步计算模型,得到一个建筑运行阶段碳排放
12、更直观的公式:我国建筑运行阶段碳排放二全国建筑总面积义单位面积能耗强度义碳排放系数。其中全国建筑总面积与我国的宏观经济周期相关,碳排放系数与能源结构有关,均非建筑行业可控制的因素,因此建筑行业的节能减排主要在于降低单位面积能耗强度。3.1、 我国建筑全生命周期碳排放占比达51%建筑业是世界上最大的能源消耗和最主要的温室气体排放行业之一,其能耗占全球最终能耗的30%以上,并且约40%-50%的全球温室气体排放来自建筑业8。根据国际能源署(IEA)对于全球建筑领域能耗及二氧化碳排放的核算,2018年全球建筑业建造和运行相关的终端用能占全球能耗的36%,其中建材生产占比6%,住宅建筑占比22%,非住
13、宅建筑占比8%;2018年全球建筑业建造和运行相关二氧化碳排放总量占全球二氧化碳排放总量比例为39%,其中建材生产占比11%,住宅建筑(含直接和间接排放)占比17%,非住宅建筑占比(含直接和间接排放)占比11%9o建筑领域全生命周期的能耗和温室气体排放涉及建筑建造的不同阶段,包括建材生产运输、建筑施工建造、建筑运行以及建筑拆除回收等环节。建材生产运输阶段主要包括原材料开采、建材的生产和运输所产生的能耗及排放;建筑运行阶段主要包括住宅、公用建筑等为居住者或使用者提供供暖、通风、空调、照明以及其他各项服务功能所产生的能耗及排放。建筑施工阶段主要包括建筑施工建造和建筑拆除回收所产生的能耗及排放,建筑
14、拆除回收主要包括废弃建筑的拆除和废弃建筑材料的回收两个方面,其中废弃建筑材料的回收有时能对降低能耗和碳排放起积极作用,如装配式钢结构在拆除后对废钢的回收利用。我国城镇建设高速发展,导致建筑业能耗和碳排放总量大、占比高2019年我国建筑领域全生命周期能耗10总量为22.33亿tee(吨标准煤当量),占全国能源消耗总量比重为45.8%;建筑领域全生命周期碳排放11总量为49.97亿吨C02,占全国碳排放总量比重为50.6%,建筑业节能减排空间巨大。2019年全国建筑领域全生命周期能耗总量为22.33亿tee,占全国能源消耗总量比重为45.8%。其中,建材生产阶段能耗11.1亿tee,占全国能源消耗
15、总量的比重为22.8%;建筑运行阶段能耗10.3亿tee,占全国能源消耗总量的比重为21.2%;建筑施工阶段能耗0.9亿tee,占全国能源消耗总量的比重为1.9%。建材生产阶段:钢铁生产能耗为5.06亿tee,铝材生产能耗为2.83亿tee,水泥生产能耗为2.37亿tee,其他生产能耗为0.84亿tee;建筑运行阶段:公共建筑能耗为4.16亿tee,城镇居建能耗为3.91亿tee,农村建筑能耗为2.25亿tee。2019年全国建筑领域全生命周期碳排放总量为49.97亿吨C02,占全国碳排放总量比重为50.6%。其中,建材生产阶段碳排放27.7亿吨C02,占全国碳排放总量的比重为28.0%;建筑运行阶段碳排放21.3亿吨C02,占全国碳排放总量的比重为21.6%;建筑施工阶段碳排放1.0亿吨C02,占全国碳排放总量的比重为1.0%。建材生产阶段:钢铁生产碳排放为13.34亿吨C02,水泥生产碳排