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习近平主席2020年提出“双碳”目标以来，各行业都在围绕达峰时间表和碳中和路径开展研究和研讨。建筑领域能如何在国家实现“双碳”目标的过程中发挥作用以及建筑行业与电力行业如何协力碳达峰，一直是行业关注的焦点问题，本文将尝试对这些问题做出回答。
建筑领域是实现“双碳”目标的重点领域
我国拥有全球最多的存量建筑和新开工建筑。建筑的建造、运行以至拆除均消耗大量的能源，由此产生的碳排放也十分惊人。
取决于计算方式的不同，建筑领域碳排放占全社会总排放的两成到五成左右。仅就存量建筑运行而言，每年的二氧化碳排放就达到21亿吨i，约占中国碳排放总量的20%。这其中既包括直接排放，也包括间接排放。前者是指为满足建筑使用功能，在建筑场地内直接燃烧化石能源所带来的排放，如炊事用燃气及农村散煤取暖的排放。后者指从建筑边界以外获取的能源所对应的排放，例如来自电网的电力对应排放，以及来自市政集中供热或区域锅炉房产生的蒸汽或热水对应的排放。随着整体经济结构中第三产业比重的增加，重工业的比重下降，人们生活水平的提高带来的电气设备的增加，建筑运行排放所占的排放份额还会不断提升，发达国家的既往经历就证明了这一点。
如果考虑每年新建建筑所用的钢铁、水泥、玻璃等建材生产、运输和施工过程的排放，以及每年因建筑拆除所产生的排放（统称“隐含碳排放”），建筑行业的总排放就更大了。有研究发现，目前隐含碳排放约占建筑全寿命周期碳排放的20-25%，但对于高能效建筑，因为运行阶段能耗少，这一比例则提升至45-50%，极端情况下能占到90%。随着我国高能效建筑比重逐步提高，如何减少隐含碳排放将是远期需要考虑的问题之一。但考虑到近中期运行排放仍是建筑领域排放主体，以下讨论的建筑领域排放仅限定于运行排放。
建筑领域脱碳有“底气”
有一种流行的观点认为，建筑领域能否以及何时实现“双碳”目标，取决于电力行业何时实现零碳。这种说法有一定的道理。目前，我国近一半的建筑排放来自建筑每年消耗1.89万亿千瓦时ii的电力相关的间接排放。随着电气化步伐的加快，更多建筑用化石能源将被电替代，未来电力间接排放在建筑总排放中的比重将不断提高。然而，这并不意味着建筑行业只能被动地等待电力行业的零碳化。建筑行业可以主动作为，为电力行业的尽早零碳化和电力系统的长期稳定提供支撑。
首先，建筑领域有条件，且应该提前实现“双碳”目标。建筑领域实现“双碳”目标的路径清晰，总体上可以概括为“一个节能和两个替代”。一个节能是指继续深入推进以控制能耗总量和用能强度为主的传统建筑节能工作。“两个替代” 即，能源生产端实施清洁替代；能源使用侧实施电能替代，提高终端电气化率。建筑日常运行功能中，几乎不涉及特殊的、难以替代的用能。空调、照明和电器用能已经实现全电化，采暖、生活热水制备乃至炊事也均在不断提高电气化率。这些路径所依赖的技术基本都已存在，且有较高的经济性。因此，建筑领域能否提前实现“双碳”目标，更多的是一种战略选择问题，而不是技术问题。建筑领域理应更加积极主动，提出明确的行业“双碳”目标、时间点和路线图，争取提前完成“双碳”目标，为其它技术路线尚不清晰，短期内实现清洁能源替代尚有较大困难的行业留足空间。
建筑自身产能潜力巨大。利用建筑屋顶和周边设施发展分布式光伏发电，具有靠近负荷端的特点，成本和环境效益皆优于集中式的光伏电站。以往在推进建筑节能工作中，建筑附属光伏（BAPV）和光伏建筑一体化（BIPV）均已有一定的应用和推广，但基本上都属于加分选项和“改善型”需求。在“双碳”目标下，落实2030年1200GW新能源装机目标，加快建立 “以新能源为主体的新型电力系统”对建筑行业也提出了更高的要求，建筑周边资源宜能用尽用、充分挖掘。据清华大学测算，在城镇建筑屋顶安装太阳能光伏，可实现装机8亿千瓦，农村建筑以单层和多层为主，更是发展光伏发电的理想场景，充分利用情形下，可实现装机20亿千瓦，两项合计，相当于当前太阳能总装机规模的11倍。国家能源局最近发布的《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，已开始在全国范围内引导推进屋顶分布式光伏开发试点工作。
建筑领域可以发挥自身优势，为电网提供灵活性资源。电气化一方面推高全社会用电量，另一方面将加剧用电负荷的波动，尤其是大量小、散、多的屋顶分布式光伏如果集中上网，对电网的稳定安全运行提出新的挑战。这种挑战来自两端，一端是建筑自身产电不断增加，需要电网的有效消纳；另一端是建筑用电，尤其是居住建筑用电需求具有明显的波动性，也需要电网的实时适应。目前，空调负荷已经占据我国用电负荷的30%以上，在安徽、湖北等省份，空调负荷已超过总负荷的50%iii。夏季尖峰负荷中，很大比例来自于空调用电。此外，随着采暖电气化的推进，冬季也出现了高峰负荷。 2021年年初，北京、江苏等地就已出现因电力供暖导致的电网负荷升高，电网负荷已超过夏季高峰。未来，冬夏双高峰的局面成为新常态。因此，建筑自身在产电的同时，充分有效地调用周边灵活性资源，减少建筑负荷变化对电网的影响尤为重要。
建筑领域脱碳的政策建议
“双碳”目标是社会性的，全局性的战略安排，“双碳”目标的提出，也为市场释放了清晰的政策信号，为建筑领域推进节能减排解决了长期以来“缺乏长远规划和长期政策信号”的问题，也赋予了建筑领域新的使命和内涵。因此，建议建筑领域主动有为，多措并举，从以下几个方面加快行动，为国家整体“双碳”目标的实现，作出积极贡献。
深化节能工作，全面提升要求。新建建筑，尤其是经济较发达的大城市核心城区的新建建筑，应提倡一步到位实现零能耗。既有建筑方面，则应加快节能改造进度。目前，能效水平较高的新建办公建筑已经可以将单位建筑面积能耗控制在每平米建筑面积年用电30千瓦时左右，而大多数同类既有建筑仍在150千瓦时以上，有的甚至达到300千瓦时，是新建高能效建筑的十倍，同类建筑间用能水平差距大。要进一步加强用能对标，提升整体水平，加快节能改造速度。
补充零能耗建筑负荷控制方面的评价指标。如前所述，对整体电力系统而言，与“零能耗”同等重要且宝贵的是建筑端灵活性资源。而过去的建筑节能工作，追求的往往是建筑的用能给自足，目前的近零能耗建筑技术标准中，对零能耗的定义也是全年产能大于等于用能，而没有负荷控制和建筑端提高灵活性的要求。未来，建议补充对零能耗建筑负荷控制方面的指标，从标准层面引导未来建筑兼顾能耗和负荷控制。
开展试点示范，同步推进能效提升和负荷控制。建筑端灵活性资源很多，包括利用建筑重质墙体的热惰性和室内家具家电的“储热”效应，以及利用社区储能设备等。如何动态调整周边资源来满足建筑室内环境需求是一个值得试点研究的方向。此外，电网侧和一些能源服务商也在探索建立智能微电网，开展综合能源服务、电力需求侧响应等。但是，建筑内冷热需求多样，设备庞杂，系统复杂，由电网端带动建筑参与电网负荷调节，往往只抓住空调等几个大的耗能设备，既不能充分挖掘可用的全部资源，也不能充分协同建筑自身需求。因此，可以从建筑自身需求出发，开展以建筑为中心的灵活性资源整合与负荷控制，相比电网侧发起的需求响应项目更具有推广价值。
加快智能网联建筑发展。高度数字化、智能化是整个电力系统的发展方向。在高度智能化的电力系统中，建筑整体用能系统或可视作一个微系统，与整体的电力系统密切结合，并与连接在电力系统中的其它产、用能设备高度互动。除了电动汽车之外，未来还有其他的产用能体系，如微型制氢用氢设备等可以与建筑互联。目前可预见的是建筑必将加强与电动汽车的充分互动，从而提高系统的稳定性与经济性。以城镇商业建筑为例，可以以强化建筑与楼宇充电桩和电动汽车的互动为契机，整合已有的建筑用能管理系统、室内环境检测系统、门禁系统、安保系统等，并在基础设施层面提前布局，打通各个环节，加强数据的交互。
此外，建筑的用能状况和排放水平直接受到室外气候环境的影响，在极端天气不断增多的当下和未来，无论是单栋建筑还是连片建筑群，通过数字化和智能网联，在自己发电的同时有效控制和平衡自身负荷，这样做不仅有助于建筑领域实现“双碳”目标，还可极大地提高建筑自身应对气候的韧性，也就是适应气候变化和极端天气的能力。
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清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2021[M].北京：中国建筑工业出版社，2021
同上
王宝，马静，叶斌，等． 安徽省空调负荷横向对比差异分析与中长期预测［J］.安徽省电气工程职业技术学院学报，2020(3):29-34
