2023年12月27日，中国建筑节能协会和重庆大学在重庆联合发布了《2023中国建筑与城市基础设施碳排放研究报告》。今年的研究报告的内容包含两大板块：一是建筑篇，包括全国、省级、城市级的建筑碳排放和建筑隐含碳排放的核算与分析，二是城市基础设施篇，包括城镇污水、垃圾处理，城市集中供热等市政基础设施碳排放的核算与分析。
 
2021年全国房屋建筑全过程碳排放总量为40.7亿tCO2，占全国能源相关碳排放的比重为38.2%。
 
研究结果显示，2021年，全国房屋建筑全过程（不含基础设施建造）能耗总量为19.1亿tce，占全国能源消费的36.3%；全国房屋建筑全过程碳排放总量为40.7亿tCO2，占全国能源相关碳排放的比重为38.2%。其中，建材生产阶段碳排放17.0亿tCO2，占全国的比重为16.0%，占全过程碳排放的41.8%；建筑施工阶段碳排放0.7亿tCO2，占全国的比重为0.6%，占全过程碳排放的1.6%%；建筑运行阶段碳排放23.0亿tCO2，占全国的比重为21.6%，占全过程碳排放的56.6%。当考虑基础设施时，全国建筑业全过程碳排放总量为50.1亿tCO2，占全国能源相关碳排放的比重为47.1%。
 

 
图1 2021年中国房屋建筑全过程碳排放
 
2021年建筑运行阶段碳排放增长趋势恢复到疫情前水平。
 
2021年，全国建筑运行阶段能耗相比2020年增长0.75亿tce，增幅为6.96%；碳排放增长1.5亿tCO2，增幅为6.95%。其中，公共建筑运行碳排放增长了0.95亿tCO2，增幅为11.1%，占建筑运行碳排放总增量的63%，是排放增长的最主要来源，主要原因在于受疫情影响，2020年公共建筑碳排放出现下降，基数低，导致2021年出现大幅度增长。
 
不同类型的建筑的碳排放总量的增速不尽相同，但其占比情况相对固定。总的来看，公共建筑、城镇居住建筑和农村居住建筑的碳排放比重为“4 : 4 : 2”，公共建筑的排放占比在近两年受疫情影响出现波动。
 

 
图2 建筑运行阶段碳排放变化趋势——分建筑类型
 
不同省份、城市之间的建筑运行碳排放总量差异显著。
 
我国各省和各城市的人口规模、地区生产总值、所处气候区、用能结构和区域电网平均碳排放因子存在差异，导致不同省份、城市之间的建筑运行碳排放总量呈现出巨大差异。山东、广东、河北、辽宁、江苏、浙江和黑龙江的建筑运行碳排放均超过1亿tCO2，上述7省的排放总量占全国建筑运行碳排放总量的45%，高于其人口总量的占比（37%）。此外，随着我国人口重心的逐渐南移，北方采暖地区的建筑运行碳排放占比自2015年起逐年下降。
 
2021年，中国321个城市的建筑运行碳排放总量为22.6亿tCO2，其中，近半数城市的排放低于400万tCO2，42%的城市的排放在400 – 1200万tCO2之间，仅有10%的大城市的排放超过1200万tCO2。全国人均建筑运行碳排放为1.61 tCO2/人，北方城市受冬季采暖活动的影响，人均排放较高，为2.33 tCO2/人，南方非采暖城市的人均排放仅为1.11 tCO2/人。京津冀、长三角、粤港澳和成渝等城市群的人口规模较大，其建筑运行碳排放量也较高。受气候因素和地区资源禀赋影响，京津冀城市群和成渝城市群的农村居住建筑碳排放和建筑化石燃料直接排放更为突出；长三角城市群和粤港澳城市群建筑电力碳排放较高的特点显著。
 

 
图3 不同气候区建筑碳排放变化趋势
 

 

 
图4 2021年城市建筑碳排放与社会经济指标
 
全国建筑隐含碳排放在2016年达峰，后在2020年受疫情影响下降，2021年出现回升。
 
建筑隐含碳主要指建筑建造过程中消耗建材产生的碳排放。根据案例分析，土建工程（其中幕墙工程占比12%）占比为72%，安装工程占比为17%，装饰装修工程占比为9%，市政园林工程占比为2%。根据土建工程的主要建材类别细分，混凝土、钢材、砌体、水泥四类建材占到案例项目隐含碳排放强度的90%。基于大量的样本分析和文献调研，公共建筑隐含碳排放强度总体上高于居住建筑，公共建筑各结构类型隐含碳排放强度高低依次为：钢混结构（610.4 kgCO2/ m2）>砖混结构（386.9 kgCO2/ m2）>砖木结构（323.9 kgCO2/ m2）；居住建筑各结构类型隐含碳排放强度高低依次为：钢混结构（408.0 kgCO2/ m2）>砖混结构（350.6 kgCO2/ m2）>砖木结构（266.9 kgCO2/ m2）>其他结构（63.5 kgCO2/ m2）。此外，2021年全国新增建筑面积总量为 33.7 亿m2，建筑隐含碳排放总量为 14.4 亿tCO2 ，平均隐含碳排放强度为 425.7 kgCO2/m2。全国建筑隐含碳排放在2010-2019年间呈现先增长后下降趋势，在2016年达到峰值为15.16亿吨CO2，后在2020年受疫情影响下降，2021年出现回升。
 

 
图5 案例项目分部分项工程隐含碳组成及强度
 

 
图6 案例项目土建工程分建材隐含碳组成
 

 
图7 分结构类型建筑隐含碳排放强度
 

 
图8 2010-2021年全国分类型建筑隐含碳排放变化趋势
 
2021年全国城镇污水处理全过程碳排放达3792.8万tCO2-eq。
 
2021年全国城镇污水处理全过程碳排放总量为3792.8万tCO2-eq，碳抵消量为954.9万tCO2-eq，净排放量为2837.9万tCO2-eq，其中直接排放为1731.2万tCO2-eq（CH4排放为855.7万tCO2-eq，N2O排放为875.5万tCO2-eq），间接排放为2061.6万tCO2-eq。从变化趋势来看，2011-2021年间全国城镇污水处理碳排放占比逐年增长，碳排放强度呈现波动下降趋势，而污泥处理处置碳排放占比逐年降低，焚烧处置和土地利用成为应用最多的处置方式。2021年分省城镇污水处理全过程碳排放差异明显，主要是由城镇污水、污泥处理量以及处理方式不同造成。
 

 
图9 2021年全国城镇污水处理全过程碳排放（单位：万tCO2-eq）
 
2021年全国城市生活垃圾处理全过程碳排放总量为10219.9万ttCO2-eq。
 
2021年全国城市生活垃圾处理全过程碳排放总量为10219.9万tCO2-eq，碳抵消量为3920.0万tCO2-eq，净碳排放量为6299.9万tCO2-eq，其中直接排放为9087.2万tCO2-eq（CH4排放为3015.0万tCO2-eq，N2O排放为66.0万tCO2-eq，CO2排放为6006.2万tCO2-eq），间接排放为1132.7万tCO2-eq。从变化趋势来看，2006-2021年间全国城市生活垃圾处理碳排放呈现先增加后减少趋势，其中焚烧处理碳排放逐渐成为全国城市生活垃圾碳排放的主要来源。2021年分省城市生活垃圾处理全过程碳排放差异明显，主要是由城市生活垃圾产生量差异及处理方式不同造成。
 

 
图10 2021年全国城市生活垃圾处理全过程碳排放（单位：万tCO2-eq)
 
城市集中供热碳排放强度逐年下降，各省、城市间排放强度差异较大。
 
2021年，中国城市建筑集中供热碳排放4.7亿t CO2，同比增长3.3%。2010年以来，我国建筑集中供热碳排放强度持续下降，单位集中供热量碳排放由2010年的99.9 kgCO2/GJ降至2021年的87.2 kgCO2/GJ，降幅为12.7%；单位集中供热面积碳排放由66.2 kgCO2/m2降至34.6 kgCO2/m2，降幅为47.7%。省份和城市之间的碳排放强度存在显著差异，城市级的单位集中供热量碳排放的范围为64 – 155 kg CO2/GJ，已实现100%天然气集中供热的北京的强度最低；单位供热面积碳排放的范围为14 – 85 kgCO2/m2，地理纬度较低的郑州的强度最低。
 

 
图11 建筑集中供热碳排放强度变化趋势
 
发布了城乡建设能耗与碳排放数据库（CBEED）和建筑节能降碳领域AI问答工具（ChatBEE）。
 
城乡建设能耗与碳排放数据库包含了不同层面、多种类别的能耗与碳排放数据，如全国、省级和城市级层面的建筑全过程能耗与碳排放数据，建筑面积数据，市政基础设施领域的城镇污水处理、城市生活垃圾处理、城市集中供热的能耗与碳排放数据等。可为城乡建设领域碳达峰相关
 
ChatBEE (Chat in Building Energy and Emissions)是我国首个建筑节能降碳领域AI问答工具，其针对通用大语言模型存在的四大痛点问题，参考垂直领域大模型构建的通用思路，使用领域知识库并结合通用大语言模型，提供了可进行知识问答的建筑节能降碳领域的大语言模型应用方案。目前，ChatBEE 1.0版本支持建筑节能降碳相关政策、知识问答以及城市能耗与碳排放数据查询，同时提供答案优劣反馈功能。
 
(文章来源：CABEE暖通空调分会)