20230613 中国建筑与环境净零技术发展前瞻.pdf

Reduce, Restore, Remove 减少，修复，移除 中国建筑与环境 净零技术发展前瞻 3 目录 序言 4 3Rs 路径综述 6 3Rs 技术发展趋势 12 3Rs 未来情景 21 共同行动 28 参考文献 30 致谢名录 31 术语及定义 Reduce 减少 减少碳排放至大气。 Restore 修复 修复生态系统以发掘并加强除碳能力及碳库 容量。 Remove 移除 人为工程方式从大气中捕集并去除碳，将之 封存或加以利用。 碳达峰 是指二氧化碳排放总量的增长在某一个时点达到 历史最高值，之后逐步回落。中国承诺在2030年前实现碳 达峰。 碳中和 是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内 直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植 树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳或温 室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。中国承 诺在2060年前实现碳中和。 净零碳排放 Net-zero 当一定时期内通过人为二氧化碳移 除使得全球人为二氧化碳排放量达到平衡时，可实现净零 二氧化碳排放。 人为排放 人类活动造成的温室气体、温室气体前体和气 溶胶的排放。这些活动包括化石燃料的燃烧、毁林、土地利 用变化、畜牧生产、施肥、废弃物管理和工业生产过程。 建筑隐含碳 是指建筑开始启用之前及其拆除之后产生的 碳排放，覆盖建筑原材料提取、相关的运输、建筑建造和更 新拆除以及最后的废弃物处理等等。 建筑运营碳 建筑运行过程中直接使用燃煤、燃油和燃气 等能源排放二氧化碳所导致的直接碳排放，以及使用电 力、热力供应所导致的间接碳排放。 建筑全生命周期 从材料与构建生产、规划与设计、建造与 运输、运行与维护直到拆除与处理的全循环过程。 脱碳 国家或其他实体实现低碳经济或个人减少碳消耗的 过程。 碳汇 从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。 封存 陆地库或海洋库吸收即将有关物质加入库中含碳 物质特别是二氧化碳的过程。 全球增温趋势 GWP 是指在一定时期内，排放到大气中的1 千克温室气体的辐射强迫与1千克二氧化碳的辐射强迫的 比值。 二氧化碳当量 指在特定时间范围内，作为温室气体 GHG 或者温室气体混合体的排放量，能够产生同样综合辐射强 迫的二氧化碳排放量。在特定时间范围内，用温室气体排 放量乘以全球增温趋势GWP 就可以计算二氧化碳排放 当量。 4 气候变化是当今社会人类生存与发展面临的最严 峻挑战之一。将全球变暖限制在 1.5C的目标几乎 遥不可及，应对气候环境危机，积极行动才能创 造转机。 建筑环境与全球每年至少 40的碳排放量有 关 1 。深度、长期的系统性行业变革已刻不容缓 我们需要在未来十年内从根本上改变我们规划、 设计、建造和使用建筑物和基础设施的方式；同 时，我们必须遏制生物多样性的丧失，修复已经对 生态系统和大气造成的损害。由此，所需的转型 规模是前所未有的从我们的生活方式、我们 的建筑环境，到我们如何保护和使用自然资源。 奥雅纳将气候韧性和可持续发展置于战略和目 标的核心。我们致力于实现环境影响最小化， 同时，最大限度发挥自然资源的经济和社会 效益。 2022年 ，奥 雅 纳 发 布 Reduce, Restore, Remove A Call to Action全球报告，提出遏制和扭转大气 碳排放量上升的三种互补策略 Reduce减少排放、 Restore修复生态、 Remove工 程 除 碳（ 3Rs），为 实 现净零排放必须采取的行动提供明确路径。基于 3Rs框架，我们开展本次专题研究，深入探索中国 建筑环境实现碳中和目标所需关键措施和技术的 发展前景。通过邀请建筑与环境所涉及的各领域 专家参与研讨和调研，促进跨领域交流与合作， 为低碳技术的创新和推广提供更广泛的视角和 更充分的资源。未来，奥雅纳将持续践行前瞻性 和科学性方法，与优秀的合作伙伴携手，借助理 念和技术创新，共同促进中国建筑行业的低碳转 型，为塑造更具气候韧性和可持续发展的未来做 出贡献。 促进系统性变革，共创零碳未来 徐润昌博士 奥雅纳创研院东亚区总监 全球增温趋势 五种排放情景下的气候预估结果（相较于1850-1900年 ），来 自 IPCC 2021 2 5 中国作为全球最大温室气体排放国，拥有世界上 最大的建筑市场。根据中国建筑节能协会发布的 报告， 2020年中国建筑全过程碳排放为 50.8亿吨， 占全国碳排放总量的 50.9。因 此 ，建 筑 业 不 但 是 中国节能降碳的关键，也对全球实现净零排放有 着重要影响。 中国建筑业要实现碳中和，需要转变“大量建设、 大量消耗、大量排放”的发展方式，向绿色低碳可 持续发展全面转型。实现这样的转变，需要创新 技术手段和工具的支撑。但目前，中国建筑业实现 碳中和的技术路径尚未得到充分研究，业界对于 建筑低碳技术的发展状况还不够了解。 因此，在过去一年中，北京交通大学碳中和科技 与战略研究中心与奥雅纳创研院合作开展了“中 国建筑环境脱碳路线图和技术准备评估研究”项 目，旨在就中国建筑部门实现净零排放的技术路 径、建筑的低碳技术发展趋势和驱动力进行深入 研究。 该研究首先全面梳理并分析了现有建筑与环境减 碳技术，结合国际能源署的研究报告、中国国家 发改委、科技部和住建部等部门的绿色低碳技术 推广目录等文献，形成包括近百项技术的减碳技 术清单。研究依据奥雅纳提出的 3Rs框 架 ，对 技 术 清 单 进 行 分 类 和 凝 聚 ，帮 助 业 界 加 深 对 减 碳 技 术 发展状况的认知。在此基础上，为进一步量化技 术 减 排 潜 力 和 市 场 应 用 ，该 研 究 邀 请 了 近 百 位 业 界专家参与建筑与环境减碳技术成熟度评价问卷 调研，量化评价当前中国减碳技术的成熟度，从 而为这些技术的应用推广提供有效参考。 希望这些研究成果为中国建筑与环境减碳技术创 新 和 应 用 提 供 助 力 ，为 建 筑 业 未 来 的 低 碳 和 可 持 续发展注入新的思路与活力。 以创新技术赋能建筑业碳中和 王元丰教授 中国城市科学研究会常务理事兼 可持续土木工程专委会理事长 北京交通大学碳中和科技 与战略研究中心主任 农村居建 公共建筑 16 29 2 18 城镇居建 其他 2 24 9 钢铁 水泥 运 行 阶 段 建 材 生 产 阶 段 施 工 阶 段 2020年中国建筑与 建造碳排放 50.8亿亿 tCO 2 2020年中国建筑与建造碳排放 来源中国建筑节能年度发展研究报告2021 6 3Rs, 实现净零目标的路径 人类活动产生的碳排放是导致当前全球气候变化 的主要因素。若要将全球变暖控制在特定限度之 内，必须快速有效地限制碳排放量。 首 先 ，我 们 必 须“ 关 掉 水 龙 头 ” 当 务 之 急 是 通 过大幅和快速减少碳排放，来减缓并最终阻止大 气中碳的积累。目标和实施路线很重要我们减 少排放的速度越慢，变暖的速度就越快。到 2030 年 ，我 们 需 要 实 现 将 全 球 二 氧 化 碳 排 放 量 比 2010 年的水平减少 45，到 2050年实现二氧化碳的净 零排放，同时大幅减少其他温室气体，特别是甲烷 的排放量 3 。 减少碳排放至大气 减少 人为工程方式从大气 中捕集并移除碳，将 之封存或加以利用 移除 3Rs 我们需要最大限度减少碳排放，同时通过修复生态系统 和人为工程手段从大气中移除碳，以实现将全球变暖限 制在1.5C的目标。 修复生态系统以发掘 并加强除碳能力 及碳库容量 修复 固碳和移除碳 -无法减少的碳排放 -已经在大气中的碳 排放 未来，我们不可能完全不排放二氧化碳，且已经排 放的碳将继续推动全球变暖。因此，在减少排放 的同时，我们必须“扩大排水口”，考虑如何把这 些不得不排放的二氧化碳固定下来。 我 们 需 要 修 复 生 态 系 统 ，增 强 森 林 、湖 泊 、海 洋 等 自然生态系统的固碳能力。然而，到 2050年 ，仅 靠 深度和快速的减排和生态修复，不太可能实现大 气碳浓度的下降。因此，我们还需要利用技术和 工程开发等创新方法，从大气中移除碳，并将其 永久封存 4 。 “关掉水龙头” “扩大排水口” 7 碳排放 常规模式 减少能源需求 减少能源系统的碳排放强度 脱碳决策次序 通过循环设计原则减少隐含碳 修复生态环境 移除剩余碳排放 以零排放为目标 Fig 4. The approach to decarbonisation in the built environment is important to limiting global warming. 隐含碳排放 运营碳排放 自然碳汇 人工固碳 右图展示了实现净零排放的 3Rs路 线 图 。我 们 必 须 在全生命周期和全系统基础上开展行动，尤其需 要尽一切努力减少运营碳排放和隐含碳排放，避 免 过 度 依 赖 碳 汇 和 碳 捕 集 。只 有 这 样 ，才 能 利 用 修复自然环境和人为工程技术从大气中去除碳， 以抵消残余排放。 一 些 全 球 最 大 的 公 司 和 国 家 已 经 做 出了“ 净 零 ” 承诺，政策和金融市场亦开始为促进脱碳创造 必要条件。各国政府正在通过发布减排目标和政 策 ，推 动 全 国 范 围 内 的 行 动 。 2020年 9月 ，中 国 明 确提出 2030年“ 碳 达 峰 ”与 2060年“ 碳 中 和 ”目 标 ，将 在 包 括 能 源 、工 业 、交 通 、基 建 、经 济 、技 术 等十个领域采取加速转型和创新的政策措施和 行动 5 。 气候变化在带来严峻危机的同时，也蕴含着全球 经济发展的机遇。如果全球共同开展加速减缓气 候变化的行动，必将会在技术、理念上带动新一 轮的创新、发展和增长。 8 减少 隐含碳的潜力 减少 运营碳的潜力 高 高 低 概念 设计 建造 不建 被动设计 需求管理 低碳措施 使用后评估及调试 节能和增效 少建 智慧建造 高效建造 建材再利用 交付 运营 中止使用 Reduce 减少碳排放至大气 在 1.5C的温控目标下，未来十年全球建筑业脱碳首要任务是迅速地、 并从根本上扭转传统工业过程，把温室气体排放减少到最低限度。 减少碳排放需要在建成环境全生命周期、全系统层面上进行，从能源 电气化、网络化、智能化，到改善材料循环性和废弃物处理等各方面 形成有效的脱碳方案。首先，减少建筑碳排放需要从减少能源消耗开 始，例如被动式设计、提高系统运行效率；其次应减少所用能源的碳排 放量，例如电力脱碳化、供热制冷脱碳化等；最后，应该通过“少建、 巧建”，例如延长既有建筑使用寿命等方法 6 ，最 大 限 度 减 少 隐 含 碳 排放。 减少运营碳排放 运营碳问题必须从减少能源需求开始，而无法减少的能源需求则需要 通过选择清洁的产能方式来满足。 减少隐含碳排放 降低隐含碳需要结合优化设计、使用低碳材料、采用循环经济理念 7 、促 进模块化组件化建设等方式来实现。 在建筑单体或系统的整个生命周期内减少隐含碳和运营碳的潜力 在生命周期的早期存在更多的减排机会 8 9 气候变化和生物多样性丧失是我们这个时代最紧迫的两个挑战。进入 本世纪后，气候变化对生物多样性丧失的影响变得越来越大。通过恢复 自然生态系统，我们可以同时减缓和适应气候变化。 在健康的生态系统中，其生物质和土壤可以捕集和储存碳，因此，遏制 对自然栖息地的破坏和恢复自然在限制气候变化方面发挥着至关重要 的作用。 修复陆地生态系统 通过重新造林、泥炭地恢复、土壤碳封存和再生农业来修复陆地生态 系统。其中，土壤储存的碳是植物的三倍多 9 ，在 全 球 碳 循 环 中 起 着 关 键作用。 修复海岸线和海洋生态系统 包括红树林、潮汐沼泽和海草草甸。虽然沿海生态系统占海洋总面积 的比例不到 2，但它们约占海洋沉积物中固存碳总量的一半 10 。 修复城市中的生态系统 包括蓝色和绿色基础设施，以及栖息地恢复，它们可以封存和储存碳， 同时储存雨水径流，促进地下水补给并减轻城市热岛效应。 Restore 修复生态系统以发掘并加强除碳能力及碳库容量 10 地理库 产品库 陆地库 大气中的碳 甲烷氧化 直接空气捕集 人为工程措施 增强自然措施 科技过程 自然过程 CO 2 CH 4 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CH 4 CH 4 CO 2 提取和处理 生物质能碳 捕集 碳利用和储存碳储存 生物质 来源 生物碳 造林和 森林管理 增强陆地 气候 增强海洋 气候 海洋富 营养化 深海巨藻 海洋库 CO 2 移除大气中的碳对于实现净零排放是必要的，但当前起到的脱碳作用 可能有限，因为至今没有一种方法在其整个生命周期中得到充分评估， 也没有形成大规模应用。 目前的当务之急是通过投资与研发，评估碳捕集和利用技术的应用性、 规模化发展途径，测试成本效益并了解潜在的意外后果 11 。一 系 列 方 法 正在被开发，每种方法都结合了自然和人为工程过程 12 。 提高陆地碳捕集和固碳能力 利用土地进行碳捕集和封存需要考虑其与粮食生产和发展的权衡，以 及土地利用变化对生态系统、生计和应对气候变化影响的潜在影响。 增强海洋碳捕集和固碳能力 海洋吸收了至少四分之一的二氧化碳年排放量 13 ，但它们进一步吸收排 放的能力有限。同时，需要评估增加海洋碳消耗的方法，解决因改变海 洋化学成分和初级生产力而可能产生的负外部性 14 。 科技方式进行碳捕集、利用与封存 利用已经或正在开发一系列技术从大气中捕获碳，同时使用或储存碳。 这些过程的组合需要在全系统和全生命周期尺度上进行评估，特别是 需要考虑到长期封存二氧化碳的风险，包括二氧化碳泄漏到大气中可 能导致的气候变化。 移除碳的方法 包括从“人为工程”到“增强自然”方法的整个范围 Remove 从大气中捕集并移除碳，将之封存或加以利用 11 中国“碳达峰、碳中和”目标下的 3Rs路线图 碳达峰和碳中和策略，不仅要有技术路线图以解决个别排放源的问题，同时也需要通过了解各要素的相互关系，找出各种要素增长和发展的联动性，制定和实现不同规模的时序及量化目标。 2021年中 国科学院学部第七届学术年会上，丁仲礼院士发表题为中国“碳中和”框架路线图研究专题报告 15 ，围绕“三端发力”，设定研究专题。可以看出，目前（碳达峰之前） Reduce（ 减 少 排 放 ）依 然 是 框 架 路 线图中最重要的环节，而从碳达峰到碳中和，则需要尽早在固碳端开展系统研究。 发电端 核心在于增加非碳能源和减少火电，这是“碳中和”路线图中最重要的 一条主线，也是能源结构转型最终要回答一个问题我们应该如何走 向低碳、甚至无碳的电力系统 消费端 逐渐实现电力替代、氢能替代涉及到居民生活、交通、农业、工业 等各领域。 2019年我国化石能源利用排放的二氧化碳之中，发电端 排放占了 47，消 费 端 排 放 占 了 53。发电和消费这两端必须共同 “发力”，才能真正实现降碳。 固碳端 即使到了 2060年，我们也不可能完全不排放二氧化碳。所以，必须要考 虑如何把这些不得不排放的二氧化碳固定下来包括如何通过生态建 设让陆地生态系统增加碳汇，如何实现工程封存固碳等。这是一个很 大的系统工程。 非碳能源技术研 发迭代需求 非碳能源占比 阶段性提高途径 不可替代化石 能源预测 陆地生态系统未来 固碳潜力分析 未来能源消费 总量预测 陆地生态系统 固碳现状测算 碳捕集利用封存 技术评估 Remove
工程除碳 Restore
修复生态 Reduce
减少排放 消费端 固碳端 发电端 12 中国建筑与环境 3Rs技术发展趋势分析 实现碳中和目标的关键是科技创新，未来10年是低碳技术发展的重要 机遇期。以往低碳技术推广中，容易忽视净零行动的全生命周期和全 系统性。因此，在构建技术评估体系时，进行综合、多维度评估，对低 碳技术发展至关重要。 奥雅纳与北京交通大学碳中和科技与战略中心发起联合调研，旨 在研究中国建筑与环境净零技术的发展趋势和驱动力。本次调研 以“ Reduce 减少排放, Restore修复生态, Remove工 程 除 碳（ 3Rs）”为 框 架，进行政策报告、学术文献和实践案例的全面调研分析，制定一份中 国建筑与环境净零重点措施技术清单。通过问卷调研和访谈，我们邀 请建筑与环境各领域专家对技术的成熟度和影响进行评估，并分析驱 动和阻碍技术应用推广的关键因素。参与本次调研的81位专家来自建 筑行业、建材行业、环保行业等领域。 成熟度分析 科技成果的成熟度问题是制约成果转移转化的最重要因素之一。本报 告对中国建筑行业减碳技术中32项技术进行技术成熟度评估，有利 于综合考察科技成果的技术实用性程度、在技术生命周期中所处的位 置，以及实施该成果的工艺流程与所需配套资源的完善程度等。 本次调研中的技术成熟度评估，主要参考相关国家标准新材料技术成熟度 等 级 划 分 及 定 义（ GB/T37264-2018） 16 ，该 标 准 将 技 术 成 熟 度 划 分 为 9个等级。我们将其归纳为“未来技术、需求技术、推广技术”三个阶 段 ，对 技 术 成 熟 度 进 行 评 估 。 未来技术 ● 依据基本原理提出了该技术的基本组分、结构，并预测了基本性能及使用性能 ● 完成了技术原理验证，明确了关键技术指标和主要使用性能 ● 完成了结构和主要性能的实验室测试 需求技术 ● 技术试验的结构和性能通过实验室验证 ● 技术通过了模拟环境测试 ● 完成了技术在使用环境中的测试，并通过应用评价 推广技术 ● 完成了技术使用环境中的全面测试和鉴定，完成了规模生产装备的建设，生产线完整，掌握了产业化制备工艺技术 ● 技术经验证满足使用要求，具备稳定生产的能力 ● 产品技术性能全部满足使用需求，技术具备稳定的市场 13 3Rs重点技术清单 调研中的技术来源为国际能源机构（ IEA）、国 家 绿 色 技 术 推 广 目 录 2020、上 海 市 绿 色 技 术 推 广 目 录 2022等报告。 我们最终确定了 32个重点技术领域。本报告对这些技术的调研结果进行了系统性分析。 Reduce 减少排放 A1 装配式建造技术 A2 建材行业减碳技术 A3 低碳零碳钢铁生产技术 A4 低碳零碳水泥生产技术 A5 绿色运输技术 A6 新能源施工机械技术 A7 绿色施工技术 A8 智能建造技术 A9 可再生能源技术 A10 建筑围护结构保温隔热性能提升技术 Restore 修复生态 B1 森林生态系统修复技术 B2 草地生态系统修复技术 B3 农田生态系统修复技术 B4 湿地生态系统修复技术 B5 河流生态系统修复技术 Remove 工程除碳 C1 碳汇类技术 C2 碳汇核算与监测技术 C3 碳捕获技术 C4 碳储存技术 C5 自然及生物固碳 A11 智能照明节能技术 A12 热电联产技术 A13 节能暖通和空调技术 A14 热泵技术 A15 清洁供热技术 A16 综合能源系统技术 A17 建筑节能智能控制技术 A18 高效节能装备技术 A19 电气化技术 A20 储能技术 A21 资源循环利用技术 A22 废弃物处理技术 14 46 44 10 20 37 44 推广 未来 需求 技术成熟度 减碳贡献度 非常高/高 47 39 14 未来 需求 未来 推广 推广 需求 70 69 60 Reduce 减少排放 Restore 修复生态 Remove 工程除碳 3Rs技术的减碳贡献度及技术成熟度分析 本次调研中，70的专家认为 Reduce（减少排放）技术 对减碳有高度贡献；69的专家认为 Restore（修复生 态）技术对减碳有高度贡献；60的专家认为 Remove （工程除碳）技术对减碳有高度贡献。同时，调研结果 显示 Reduce及 Restore相 关 技 术 渐 趋 成 熟 ，有 望 加 强 应 用 推 广 的 力 度 ；而 Remove相关技术较多处于研究试验 阶段，仍需更多应用实证。 调研要求专家对 32项技术的减碳贡献度和技术成熟度分别进行评价。 问题 1该项技术对减碳的贡献度如何 1. 非常高 2. 高 3. 一般 4 . 低 5. 非常低 6. 难以判断 问题 2请评价该双碳技术的技术成熟度 1. 推广技术 2. 需求技术 3. 未来技术 （具体划分标准请见第 12页说明） 15 3Rs技术矩阵 左图为根据本次调研中减碳贡献 度及技术成熟度分析， 32项 3Rs技 术的影响力分布，技术矩阵凸显 出不同的技术需要相应的策略支 持以促进技术发展和双碳目标的 实现。 Reduce 减少排放技术 Restore 修复生态技术 Remove 工程除碳技术 A4低碳零碳水泥生产技术 A3 低碳零碳钢铁生产技术 A16 综合能源系统技术 A20 储能技术 A21 资源循环利用技术 A8 智能建造技术 A6 新能源施工机械技术 C3 碳捕获技术 C4 碳储存技术 C5 自然及生物固碳 C1 碳汇类技术 B1 森林生态系统修复技术 B2 草地生态系统修复技术 B3 农田生态系统 修复技术 B5 河流生态系统修复技术 B4 湿地生态系统 修复技术 C2 碳汇核算与 监测技术 A18 高效节能装备技术 A14 热泵技术 A19 电气化技术 A1 装配式建造技术 A11 智能照明节能技术 A7 绿色施工技术 A12 热电联产技术 A5绿色运输技术 A22 废弃物处理技术 A17 建筑节能智能控制技术 A2 建材行业减碳技术 减碳贡献度 技术成熟度 应用推广成长提速 创新开发 规模发展 A9 可再生能源技术 A15 清洁供热技术 A13 节能暖通和空调技术 A10 建筑围护结构保温隔热 性能提升技术 16 Reduce 减少排放 减少隐含碳排放 推广采用低碳建材及建造技术 建材行业减碳技术 减少运营碳排放 以高效的能源管理系统促进系统推 动减碳 综合能源系统技术 Restore 修复生态 修复城市中的生态系统 可配合城市中的蓝绿建设加强河流 生态系统修复力度 河流生态系统修复技术 Remove 工程除碳 提高陆地碳捕集和固碳能力 陆地碳汇为当下碳汇类技术中最成 熟及最有影响力的途径 碳汇类技术 3Rs重点技术发展驱动因素分析 本次调研邀请专家就市场需求、推广应用、成本下降、政府扶持对具体技术发展的驱动力度进行评价。 本报告将以四项需求技术为例，具体分析当前显著影响该技术发展的驱动因素和技术发展趋势。 17 Reduce | 减少隐含碳排放 建材行业减碳技术 建材行业减碳技术主要是指在生产、使用和回收过程中减少全生命周期碳排放的技术，包括 1. 节能生产技术提高生产设备效率，减少能源浪费； 2. 再生材料技术使用回收材料，减少原材料消耗； 3. 生产工艺技术优化生产流程，降低碳排放； 4. 智能化技术应用智能化技术监测和控制碳排放。 重点技术领域 固废制备绿色新型建筑材料技术 新型低碳建筑材料如固废制备装配式建筑绿色轻质墙材，利用废旧物资作为原料，经过研发和技术改 造，生产出具有高强度、隔热、保温、环保等特点的装配式墙材，并通过智能化设备对生产过程进行监 控和控制。 推广使用受制于应用场景 市场需求及政策支持推动成本下调 绿色建造虽然已取得长足发展，但是目前仍处在起步阶段，尚存在绿色建造意识薄弱、激励政 策不够完善等问题。再生物料等低碳建材仍需进一步推广 ，使市场广泛认知接受，以市场为导 向推动规模化发展。 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 显著* 非显著 * 基于本次调研中，专家对驱动技术发展四大因素的相关性评价，该因素对被评价技术的驱动力度相较其它技术位列前五。 18 Reduce | 减少运营碳排放 综合能源系统技术 综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、 石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、 协同管理、交互响应和互补互济。该系统是在满足系统内多元化用能需求的同时，有效提升能 源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化能源系统。 重点技术领域 智慧能源管理系统技术 智慧能源系统是一种以冷热量平衡为核心，整合多种可再生能源，运用冷热回收、蓄能、热平衡、智能 控制等新技术对各种能量流进行智能平衡控制，达到能源的循环往复利用，一体化满足多种需求功能 的系统设备。 * 基于本次调研中，专家对驱动技术发展四大因素的相关性评价，该因素对被评价技术的驱动力度相较其它技术位列前五。 运行及管理环境规范出台促进加强市场需求 综 合 能 源 系 统 因 长 产 业 链 特 征 ，受 多方 驱 动 能源价格及不稳定性加速市场的接受程度，多类相关技术也不断突破，成本有望进一步下调。 通过嫁接数字技术重塑价值链和产业链，在设计前期和运营期间通过大数据结合人工智能、智 慧管理等方式，可以推动更积极、更有效的建筑减碳。 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 显著* 非显著 19 河流生态系统 修复技术 通 过 河 流 工 程 修 复 技 术 手 段 ，改 善 河 道 河 岸 带 连 通 性，丰富河流底栖生境多样性，减少河流碳排放的 一系列技术。绿色基础设施在管理洪水风险和改善 水质方面具有优势，基于自然的绿色基础设施解决 方案，也可以在运行中封存碳并减少能源使用。 重点技术领域 基于分散面源污染梯级阻控的河岸带重建与生态修复技术 利用河岸带改造实现原位处理，能有效解决城市黑臭河道的点源氨氮污染和径流面源污染问 题。该技术适用于污染负荷高、自净能力差、黑臭严重的城市河道。 集成城市支流河入浑河干流河口区多塘与湿地耦合水质保障与生态修复技术 针对河口区域生态空间条件，优化设计塘-湿地生态处理技术系统，利用不同类型塘和湿地对 污染物的去除能力优势，研发类虹吸流人工湿地、循环流人工湿地及水平潜等生 态恢复工程建设。 河流脆弱生境生物多样性保护关键技术 通过工程技术手段，提高底质异质性、改善河道河岸带连通性、丰富河流底栖生境多样性，进 而提高河流生境生物多样性。 工程修复技术发展主要由政策带动 提升宜居性和增进健康福祉，推动亲自然方法在城市规划设计中运用 城市生态修复不仅能带来巨大的环境效益，还将带来显著的社会与经济效益。 技术发展驱动 因素分析 * 基于本次调研中，专家对驱动技术发展四大因素的相关性评价，该因素对被评价技术的驱动力度相较其它技术位列前五。 技术发展驱动 因素分析 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 显著* 非显著 技术发展驱动 因素分析 技术发展驱动 因素分析 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 非显著 显著* 非显著 显著* 非显著 Restore | 修复城市中的生态系统 集成城市支流河入浑河干流河口区多塘与湿地耦合水质保障与生态修复技术 态恢复工程建设。 河流脆弱生境生物多样性保护关键技术 通过工程技术手段，提高底质异质性、改善河道河岸带连通性、丰富河流底栖生境多样性，进 而提高河流生境生物多样性。 20 竹林固碳减排综合经营技术 通过综合采用竹林养分调控技术、竹林结构优化技术、竹林土壤稳碳减排技术和竹产品延 缓释放技术等，实现竹林低碳高效经营。 油料植物能源化利用过程的二氧化碳减排技术 选 育 高 产 、高 含 油 、高 光 效 、高 抗 逆 和 土 地 适 应 性 强 的 良 种 推 广 种 植 ，实 现 储 碳 功 能 。采 用 生 物质气化、液化、成型固化及热电联产技术等，替代部分燃煤，实现减排。 政策补助带动成本下调 需更多应用场景以増加市场需求 目前碳捕集与封存规模不大的原因之一是缺乏有效的二氧化碳利用市场来拉动。通过 发展二氧化碳的利用技术，使其成为真正的资源，形成效益，可以促进碳捕集与封存的 推广 。 Remove | 增强陆地碳汇 碳汇类技术 开展耕作制度变革及耕地质量提升 行动，实施黑土、黄土和红壤的保护 工 程 ，提 升 土 壤 碳 库 及 其 稳 定 性 。 重点技术领域 农作物秸秆热压制板技术 以农作物秸秆为原料，以异氰酸脂 MDI为胶粘剂，将原料破碎、施胶并进行铺装，在高温高 压条件下压制成板材。 * 基于本次调研中，专家对驱动技术发展四大因素的相关性评价，该因素对被评价技术的驱动力度相较其它技术位列前五。 技术发展驱动 因素分析 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 技术发展驱动 因素分析 市场需求性 易被推广应用 成本下降趋势较快 政府政策及 经费扶持 显著* 非显著 显著* 非显著 显著* 非显著 21 3Rs协同发展未来情景 减少排放或移除大气中碳的方法需要产生根本性效果， 并且不得导致未来排放量再增加；不得通过增加另一个部 门的排放量，来减少一个部门或地区的排放量。 Reduce 减少排放 集中减少现时能耗及相关的碳排放，以对问题 的根源产生直接影响，也能直观反应在减排账 单中。在生命周期中，部分措施或互为影响，如 减少建材中的隐含碳，会涉及生产制作的能耗 及效率。 Restore 修复生态 针对自然系统中的碳循环及生态服务，生态修 复可以，且必须在当下扩大规模以便大自然 在十年内恢复其吸收碳的潜力，为未来做准 备 ，减 少 气 侯 剧 变 将 带 来 的 影 响 。 Remove 工程除碳 移除已排放在大气中的碳，减少大气中的 碳浓度，处理过去积累的碳排放影响及脱 碳过程中难以完全脱碳的运营。必须仔细 考虑移除的技术手段，并与“减少排放”和 “修复生态”同时开发，部署最合适的方法， 并在十年内取得收效。 可能的未来情景 建筑用能淘汰煤炭、天然气等化石能源，更广泛地应用洁 净和可再生能源，实现全面电气化，汇入智慧管理，可最 大限度减少运营能耗。采用光储直柔技术的建筑，可以实 现 24小时按照可再生能源发电规律或电网调节指令进行 连续调节。充分利用核电、工业和火电余热，建立余热共 享系统，经过热泵变换，满足中国北方建筑供热需求，从 而实现零碳供热。减碳力度更多集中在建材的生产过程 中，转向再生利用，进行更新设计而不是重建。将更多在 地资源及可再生的生物质材料用于建筑，建造过程亦形成 标准化及工业化。 自然生态融入城市及建筑设计，蓝绿建设普遍化，生态海 岸比例增加，旧有建筑及材料被活化成生态建设的一环， 如人工珊瑚礁鱼礁等。在城市中建设有生态走廊，连接生 活环境与自然保护地，亦有持续发展的物料供应规划，如 为植林作木构建筑的修缮准备。 碳捕集技术开始在固定的点源排放上应用，包括电力及 钢材等相关重工业，海边出现微藻固碳及封存的实验设 施。再利用技术在更多场景进行试验应用，尤其是结合在 建 材 之 中 ，包 括 如 矿 化 ，及 通 过 电 化 学 转 化 生 产 甲 烷 、甲 醇和一氧化碳等化学原材料。碳捕捉技术也试验应用于 都市中，走向小型化。 Remove 工程除碳 Restore 修复生态 Reduce 减少排放 22 在可见的未来， 3Rs技术将融入各类已建及新建的项目，亦将触 及生活的各个层面，牵动整个城市为包括能源结构、交通出行、 及居住模式等带来影响。建筑在设计和运营阶段都要考虑净零 理念。科技的应用推广，亦需考虑社会求及政策环境。因此，不 能仅把碳达峰、碳中和理解为完成数字指标，它更是一种发展模 式 ，一 种 生 活 方 式 ，一 种 对 环 境 责 任 、社 会 责 任 的 担 当 ，贯 穿 在 人 民生活的方方面面。 成功案例之一碳普惠 17 ，它将生活各环节与节能减碳相结合， 我们可以看到越来越多的产品上已提供碳标签。“碳”成为另 持续吸收碳的材料及建筑 碳捕集及储存的建筑 基 于 自 然 的 解 决 方 案（ NbS） 依靠自然的力量和基于生态系统的设计 再生建筑 模仿自然的生物技术，可净化空气的建筑表层，水净化的结构 一种能力指标，从个人到企业，以至国家、城市内的种种经济行 为 ，都 可 以 进 行 碳 减 排 量 化 。 减碳措施将打破城市建筑环境与温室气体排放的必然关联。若把 Restore（ 修 复 生 态 ）及 Remove（工程除碳）策略和措施纳入城市 规划及设计中，可以在不同建筑环境尺度上探索并实践可能的创 新解决方案。 新的应用场景和领域包括与当地气候相适应、形式和品种多样 的持续吸收碳的材料及建筑，以及再生建筑、基于自然的解决方 案、无废循环性、经济可负担性、集群脱碳性等。 其他未来值得进一步关注的技术包括 光催化制太阳能燃料，人工光合作用，及生物质能热电联供等。 加速净零技术应用场景创新落地 23 Reduce 减少排放 创新应用场景和案例 实 践 案 例 香 港 零 碳 天 地 香港建造业议会（ CIC） 的 “ 零 碳 天 地 ”（ ZCB）直 接 连 通 至 当 地 电 网，利用光伏板和生物柴油推动的三联供系统，现场生产可再生 能源，以抵消每年运营所消耗的能源。剩余能源输送至公共电网， 以抵消建造过程及建筑材料本身在制造和运输过程中所使用的 能源。 “零碳天地”大规模使用由厨余油炼制的生物柴油发电，这在香 港尚属首次。转废为能的技术可同时解决废料处理和能源生产两个 问题。 “零碳天地”还拥有香港首个都市原生林地，其中包括 40多个品 种， 220棵 原 生 树 木 以 及 多 种 灌 木 。林 地 营 造了一 个 高 质 量 的 生 态 系 统 ，为 环 境 和 人 们 的 生 活 带 来 裨 益 18 。 零碳建筑 24 实践案例 Neuron智慧能源管理系统 Neuron 奥智元）利用智慧能源管理系统技术及数字孪生技术进行 建筑能耗预测和监测，提供数据整合、处理和中央数据池的大数据 平台。它抓取整个建筑生态系统排放的完整记录，包括直接和间 碳排放源，如制冷系统到公司车辆，采购能源、水、材料，和废弃物 循 环 。这 些 Neuron算法提供的分析，帮助企业设立目标及减排执行 计 划 ，优 化 资 产 管 理 。 实践案例低碳材料 日本阿波银行大楼内部结构利用木材混凝土复合板，以胶合层压木 板及混凝土复合而成，减轻用材重量。木质材料提供美观的天花设 计 ，模 块 化 亦 加 快 施 工 速 度 ，减 少 建 筑 隐 含 碳 排 放 。 实 践 案 例 再 生 材 料 奥雅纳与 MOGU合作开发 FORESTA模块化吸音板。吸音板由真菌 菌丝体和升级再造纺织材料的独特混合物制成，柔软表面和多孔结 构使其具有良好吸音性能，模块亦便于拆卸和组装。这些原材料在 其生命周期结束时可以重复使用或堆肥，从而帮助企业从“获取-制 造-浪费”系统转向循环经济模式。 创新应用场景和案例 Reduce 减少排放 mogu 25 Restore 修复生态 海洋新城 创新应用场景和案例 实践案例深圳海洋新兴