解密隐含碳：建筑行业的环保挑战

NPL助理研究员 2670 阅读 0 点赞

隐含碳（Embodied Carbon），作为当今建筑领域热议的话题，已然成为我们在可持续发展路上的关键挑战。在每一栋建筑的背后，隐藏着一个看不见的碳足迹，它蕴含着制造、运输、施工的温室气体排放。这些无形的“碳足迹”直接影响着我们气候目标的实现，也是我们迈向更环保、更可持续未来面临的重大课题。

今天，诺奖数字双碳研究中心（NPL-Dual Carbon Center）带你一起探索隐含碳的世界，探讨如何减少隐藏在建筑物背后的碳排放，为我们的行业和地球的未来开辟一条绿色之路。

建筑物的隐含碳排放（图源：buildpass.co.uk）

隐含碳：不可忽视的“11%”

在建筑行业中，隐含碳是指建筑材料的制造、运输、安装、维护和拆除过程中产生的温室气体排放总和。通俗来讲，隐含碳包括建筑物或基础设施在建造过程中释放的前期碳，以及任何类型的翻新行为——添加建筑组件、装修，或者只是更换地毯或粉刷墙壁。

与运行碳排放*不同，建筑建成后无法通过提高效率来减少隐含碳排放。由于建筑物隐含碳排放占全球温室气体（GHG）排放量的11%，建筑商、制造商和政策制定者必须优先考虑这一问题，以实现气候目标。此外，减少隐含碳排放是采取气候行动的一种有效而直接的方法，因为大部分排放量都发生在建筑施工阶段。因此，减少隐含碳排放已成为建筑脱碳的一个重要新领域，并正在迅速获得全球建筑设计、制造和施工领域领导者的认可。

隐含碳是如何计算的？

碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。为了量化温室气体排放及其对气候变化的潜在影响，科学家使用一种称为生命周期评估（LCA）的方法来跟踪建筑物在整个生命周期产生的排放量。生命周期评估法是指对某一建筑物从原材料提取到材料加工、制造、分销、使用和保养以及处置或回收的整个过程的温室气体排放量进行测算。

建筑物生命周期评估（图源：Northeast Sustainable Energy Association）

得到各种温室气体的排放量后，并不能简单地将他们相加，因为不同温室气体的温室效应强度是不同的。因此，排放量需乘以该温室气体对环境潜在影响的指标，该指标称为全球变暖潜能值（GWP）。GWP将不同温室气体的温室效应强度折算为二氧化碳的温室效应强度，数值越大表示该温室气体在单位质量时间内产生的温室效应越大。这样就获得了一个统一的度量数据，称为二氧化碳当量（CO2e），用于比较不同温室气体的排放以及计算温室气体排放总量。

ACME Timber Lofts（图源：Spiritos Properties）

隐含碳减排：绿色建材

可以采用几种策略来减少隐含碳，包括使用低碳、碳中性甚至碳储存材料。大多数储碳材料都是植物（木材、麻、稻草、竹子、藻类），它们在转化为建筑材料之前已经在生长过程中固碳。此外，使用回收材料或再生材料也可以减少与制造新材料相关的排放。

Spiritos Properties开发的项目正在利用三维建模、预制和数控加工来制造精确、低碳的大规模木材建筑材料。这些材料通过将来自可持续管理的快速生长森林的原材料层压，模仿了古老森林中的重木原材料的性质，使其具备稳定和耐用的特性。

可持续发展的高品质住宅（图源：Mighty Buildings）

Mighty Buildings是一家建筑技术公司，其研究人员利用 3D 打印和机器人自动化技术建造了可持续发展的高品质住宅。该公司与材料技术公司 Fortera 联手开发了一种新型水泥，每替代一吨水泥，二氧化碳排放量可减少 60% 以上。这一合作将加快 Mighty Buildings 解决住房供应危机的步伐，同时在 2028 年之前实现碳中和，比建筑行业的目标提前 22 年。近期的研究报告提供了支持在深度能源改造和新建住宅中使用低碳和碳储存材料的证据，这些材料可以减少净排放量，并将建筑物转化为气候资产。为了实现我们的气候目标，有必要利用建筑材料作为固碳和储碳的机会。

多元策略：优化材料与设计

通过提高材料效率和优化设计也可以降低建筑物的隐含碳。例如，使用模块化或预制建筑技术可以优化材料的使用，从而将原本会被填埋的废料（称为边角料）减少到最低程度。在设计建筑时注重耐久性和可拆卸性，可减少频繁更换的需要，提高适应性，延长建筑的使用寿命，并有助于更好地进行报废管理。此外，采用被动式设计策略，如更好的隔热性能和预控建筑物的朝向，以利用自然光和通风，可以减少对高能耗机械系统的需求。