中国居民建筑需求侧解决方案的减排与成本节约潜力研究

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:Nature Communications 15.7

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  为解决建筑部门在气候变化减缓中的关键作用及需求侧解决方案(DSS)的减排潜力问题,研究人员开展了针对中国居民建筑(CRB)的LCA-ASI框架研究。通过构建动态终端技术模型,发现最优成本效益方案可在2020-2060年间累计减少47%的CO2排放(42.21 Gt CO2-eq),同时实现16%的净现值成本节约。该研究为发展中国家建筑部门碳中和路径提供了跨部门协同治理的新范式。

  

建筑部门作为全球近40%碳排放的来源,其需求增长在发展中国家尤为显著。尽管供应部门通过能源结构调整提升了产品碳效率,但不断膨胀的建筑需求可能抵消这些减排努力。中国居民建筑(CRB)年排放量达2 Gt CO2-eq,相当于整个欧盟的排放总量,凸显需求侧解决方案(DSS)的紧迫性。北京理工大学能源与环境政策研究中心联合香港理工大学等机构的研究团队,在《Nature Communications》发表研究,首次构建了覆盖建筑全生命周期与多供应部门的LCA-ASI分析框架。

研究采用动态终端技术模型,整合11项DSS措施(7项避免措施、2项转移措施、2项改进措施),通过蒙特卡洛模拟评估参数不确定性。模型创新性地将建筑存量驱动(SDF)与技术流耦合,动态追踪建筑材料、家电等技术载体的效率演变。数据来源于中国建筑能效标准(BEES)、家电能效标签及共享社会经济路径(SSP2)等。

需求侧措施的减排效益

最优成本效益方案(PCE)显示,CRB累计减排潜力达47%,其中建筑运行阶段贡献56.11%的减排量。转移低碳家电模式(M9)效果最显著,仅此单项即可推动CRB碳达峰提前至2030年前。延长建筑寿命(M2)虽减少建材相关排放4.32 Gt CO2-eq,但会阻碍围护结构技术更新,需通过区域差异化代谢策略平衡。

成本效益分析

避免措施实现最高净现值节约(13.72%),而转移和改进措施分别增加成本2.39%和6.08%。研究揭示中国高层建筑大规模围护结构改造(M5)不具备经济性,建议重点针对无保温层农宅实施改造。太阳能热水器在光照充足区域、多户共享热泵系统在高密度住宅区展现最佳性价比。

碳中和路径的不确定性

DSS使2060年CRB排放误差范围从±346 Mt CO2-eq缩小至±96 Mt CO2-eq。水泥碳化作用可抵消该行业短期减排压力,但城镇住宅仍需碳移除(CDR)技术完成"最后一公里"减排。农村住宅在PD方案下有99.97%概率于2050年前实现碳中和,这得益于其低层建筑特性带来的屋顶光伏潜力。

该研究突破传统建筑-能源二元分析框架,首次量化了DSS对建材、运输等多部门的异质性影响。提出的LCA-ASI框架为发展中国家建筑减排提供了可复制的技术路线,其关于"建筑代谢速率与能效更新平衡"的发现,对发达国家破解既有建筑锁定效应具有启示意义。研究建议政策制定者建立跨部门产品需求协调机制,将财政激励重点从单一能效提升转向需求侧系统性优化。

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