长期以来,现有建筑的能源和碳排放一直是人们关注的主要问题。尽管建筑设备、电器和其他技术极大地提高了能源效率,但安装它们的建筑物却对重大变革具有显着的抵抗力。
这是一个主要问题,因为世界上大多数国家现在都规定了更积极的碳排放目标,以推动新建和现有建筑最大限度地减少碳足迹。
如今,能够转型的建筑并不多,而且变革的步伐非常缓慢。从化石燃料转向更清洁的能源,或改善能源消耗以防止昂贵的电网峰值等策略无法轻易应用于大多数建筑物。
众所周知,新建筑比现有建筑更容易实现低碳或零碳目标。因为项目团队可以从一开始就致力于开发满足预期结果的建筑。然而,现有建筑物的情况要复杂得多。在本文中,我们探讨了一些让现有建筑脱碳的最佳方法。
那么,现有建筑如何才能成为脱碳建筑呢?为了找到这个问题最可行的答案,我们需要改变我们对脱碳建筑的现有看法。
当定义扩展到允许使用异地清洁能源的个别建筑物的边界时,脱碳建筑物的可行性要大得多,这些建筑物可以产生清洁能源并可能与特定城市或地区的其他周围建筑物一起工作。
以下是可能为投入的努力带来最高回报的前五种策略:
策略一:优先考虑能源效率作为第一步
能源效率是第一位的,因为使用的能源不超过所需的能源也会导致成本更低的路径,以及大量的额外好处,包括使用者健康和舒适度。
专注绝缘
第一个也是首要的能源效率目标应该是拥有适当隔热的建筑,我们建筑物的外部围护结构的设计应减少供暖和制冷需求,应用的绝缘材料应使建筑物尽可能密闭。
1.2 选择合适的通风系统
由于建筑物尽可能密闭,因此需要使用通风系统来建立良好的空气质量并防止水分积聚。
热回收通风机是使用从建筑物排出的空气来加热吸入空气的系统。在夏天,来自建筑物的空气可以冷却来自外部的空气。
1.3 使用LED灯
与白炽灯相比,改用 LED 灯可以帮助减少 75% 的能源消耗。传感器还可以用于不常使用的区域,例如会议室和洗手间,以减少能源使用。
可以通过多种方式降低建筑物的能源消耗。我们所说的基本能源效率需要通过确保建筑符合当地法规和标准来追求最低水平的能源效率。
在许多国家,这些规范和标准在提高性能方面仍有相当大的未被充分利用的潜力。实现先进的能源效率需要更雄心勃勃的能源绩效,这超出了最低监管要求。
在响应来自可再生能源的剩余能源需求之前,应全面考虑节能建筑设计和节能设备和电器。
但是,最好使用节能设计措施来实现超过当地规范和标准的能源效率,而这些规范和标准通常不能充分利用建筑物的节能潜力。
策略二:尽可能使用可再生能源
优先等级中的下一个是使用现场可再生能源,这为城市的总装机容量增加了清洁能源。场外可再生能源是下一个选择,对于旨在通过综合能源使用实现净零碳排放的建筑物来说,它可能是首选。
通过使用无碳可再生能源,可以进一步减少建筑排放。可以遵循如下所列:
- 现场可再生能源发电
- 场外可再生能源发电
- 异地采购
近年来,用于发电和储存的可再生能源系统的成本已大幅下降。现在可再生能源可以更好地与常规电网能源进行经济竞争,使可再生能源成为更具吸引力的选择。
策略三:实现碳中和或显着抵消碳使用
最后,碳抵消可能是首选,以补偿无法通过效率策略和无碳可再生能源供应来避免的剩余碳排放。
有时,即使将能效与可再生能源的产生或购买相结合,也不能 100% 消除建筑物的运营碳排放。
使用化石燃料(例如用于烹饪或热水的丙烷气)的现有建筑物可能并不总是能够完全消除碳排放。在这种情况下,可以使用碳抵消来补偿排放量的平衡。
理想情况下,此类抵消应作为补充使用,并以某种方式投资于其他地方的能源效率或无碳可再生能源项目,最好是在城市边界内。减排收益必须通过可信的框架获得,例如碳信用或当地碳信用基金。
利益相关者可以考虑扩大他们对脱碳的解释,将隐含碳包括在内。在无法减轻或避免此类隐含排放的情况下,可以使用可靠的碳抵消来补偿此类排放。
这些可以以多种方式组合,以实现建筑物运营碳排放量的 100%减少。所有组合都从基本的能源效率措施开始,然后以不同的比例引入不同的组成部分,以实现完全的碳减排。
在所有情况下,只有当所有其他选择都已充分利用或不可行时,才会使用可信的碳抵消。
策略四:优先考虑现场能源生产
通过能源效率实现节能后,目标是使用无碳可再生能源。就地发电优于异地发电,因为就地发电增加了地区或城市清洁可再生能源的整体装机容量。
此外,现场发电将有助于在电网中断时提高建筑物的能源安全和能源弹性。如果由于技术、财务或立法方面的障碍,单个建筑物的现场发电不是可行的替代方案,则可以探索异地能源选择。
可能已经有可能在当地购买可再生能源。如果没有,利益相关者可以探索在地区一级产生可再生能源以供应该地区内一组建筑物的可能性。
这种分布式发电模式有助于在停电时增强当地的能源安全和弹性。然而,高密度城市地区可能没有足够的空间用于现场或本地异地发电。因此,这些地区的建筑必须依赖远远超出地区甚至城市边界的清洁能源。
任何脱碳方法都应首先利用现场或场外可再生能源供应选项。这鼓励建筑业主/管理人员首先挖掘潜力,以实现更大程度的直接影响并减少靠近源头的排放。
如果由于技术财务或立法障碍,现场或异地发电或购买都不是可行的选择,则可以探索碳抵消选项作为下一个选项。它们只能用于减少非无碳能源的剩余消耗所产生的碳。
策略五:在碳抵消之前减少隐含碳
建筑物的生命周期涉及建造、运营、维护、改造和最终拆除,所有阶段都会产生来自材料、机械和燃料的碳排放,这些排放被称为隐含碳。
政府可能会逐步鼓励将隐含碳纳入脱碳方法,以解决整个建筑生命周期中的所有碳排放问题。在使用碳抵消解决方案(例如碳信用)补偿剩余排放之前,应考虑减少隐含碳。例如,建筑经理可能会选择低碳产品和更清洁的燃料。
可以支持脱碳途径的其他技术
许多支持脱碳途径所需的技术已经在全球市场上可用,并且在大多数本地市场上也越来越多。
这些技术涵盖不同的气候、预算和现有的能力水平。能源效率选项的范围从使用被动策略(如巧妙使用自然采光、自然通风、绝缘和蒸发冷却)到主动措施(如高效供暖、通风和空调 (HVAC) 系统、LED 照明和高效的电器。
最常用的可再生能源技术是现场光伏电池板、太阳能热水器和异地可再生能源系统,如太阳能发电厂、水力发电厂和风力涡轮机。
结论
并非所有脱碳措施的组合都被认为同样可取。财务成本和整体、社会和环境因素决定了不同组成部分之间的偏好等级。例如,首先减少能源使用)比持续使用能源更可取,即使是来自清洁的可再生资源。
对于建筑物的大规模脱碳或提供更大的碳减排量和其他环境或社会效益,一些策略将比其他策略更具成本效益。然而,具体脱碳途径的选择将基于建筑开发商、业主和管理者的评估,并且主要取决于当地情况。
尽管隐含碳具有优先性,但目前的脱碳方法最常见的目标是运营碳排放。大多数建筑物所在的密集城市地区必须排在脱碳清单的首位。不同治理层级的利益相关者需要共同努力克服障碍,使脱碳成为一个可行的目标。
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