什么是零碳?xì)庀筚Y源？如何實(shí)現(xiàn)全年“零碳居住”？
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，涉及生活的方方面面，探索各行各業(yè)的碳中和之路，是迫在眉睫的任務(wù)。筆者認(rèn)為，開發(fā)利用好人居環(huán)境中的零碳?xì)庀筚Y源，是人居領(lǐng)域能否率先走上碳中和之路的關(guān)鍵。
冷暖工程是人居環(huán)境中的主要碳源。人類生活的適宜溫度是相對恒定的，太冷或太熱都要借助技術(shù)手段來改善居住條件，以獲得適宜溫度，而這個(gè)過程需要碳排放。換句話說，人居環(huán)境中碳排放的多寡，實(shí)際上取決于自然氣象條件與人類適宜氣象條件的差異，這個(gè)差異越大，人居環(huán)境的碳消耗也就越大。
從碳排放角度看，氣象條件本身就是一種資源，它從根本上決定了一個(gè)地方人居環(huán)境的碳排放強(qiáng)度，并由此派生出“零碳?xì)庀筚Y源”的概念。狹義的“零碳?xì)庀筚Y源”可以看作是大氣環(huán)境資源的一部分，指某地全年不需要碳排放即可維持適宜氣象條件所占的時(shí)長，它涵蓋氣溫、比濕和風(fēng)環(huán)境等要素。
考慮到人體的適宜氣溫，可以將某地一年中氣溫處于18℃—27℃之間的時(shí)長看作“零碳?xì)庀筚Y源”的絕對量，在此期間，適宜人居環(huán)境的維持處于零碳狀態(tài)。
進(jìn)一步考慮現(xiàn)代建筑的作用，按照目前的平均水平，高溫時(shí)段室內(nèi)外溫差約為3℃，低溫時(shí)段室內(nèi)外溫差約為5℃。雖然不同城市、不同氣候類型這個(gè)數(shù)據(jù)可能有所不同，但我們?nèi)圆环翆鉁靥幱?3℃—30℃之間的時(shí)長定義為人居“零碳?xì)庀筚Y源”的基準(zhǔn)線。這是普通建筑在零碳條件下可以維持適宜溫度的氣溫區(qū)間。這意味著，現(xiàn)代建筑技術(shù)，人為地將“零碳?xì)庀筚Y源”向上爭取了3℃，向下爭取了5℃。
那么，能否繼續(xù)爭取呢？這是“雙碳”背景下現(xiàn)代建筑體系需要回答的問題。相關(guān)資料顯示，高標(biāo)準(zhǔn)的建筑設(shè)計(jì)，可以將高溫時(shí)段室內(nèi)外溫差提高到5℃，將低溫時(shí)段室內(nèi)外溫差提高到8℃；谶@種考慮，我們可以將氣溫處于10℃—13℃和30℃—32℃的時(shí)段，定義為“零碳?xì)庀筚Y源”的可開發(fā)量，因?yàn)樵谶@個(gè)氣溫區(qū)間，通過建筑改良，仍可以實(shí)現(xiàn)零碳居住。
建筑工藝水平的作用發(fā)揮完畢后，似乎還有不少時(shí)間無法實(shí)現(xiàn)零碳居住。接下來就要從碳中和的角度來考慮了。
實(shí)現(xiàn)碳中和大致有兩個(gè)思路：一是整個(gè)活動過程中產(chǎn)生的碳量，被以其他形式的碳匯給固定下來了，如生物固碳、碳捕捉等；二是整個(gè)活動過程中使用的碳，是綠色可以循環(huán)的碳，如使用綠色能源等。
一個(gè)地區(qū)的人居“零碳?xì)庀筚Y源”，從碳中和角度來說，首先要考察這一地區(qū)的太陽能資源。高于32℃、低于10℃的時(shí)間，采用制冷和取暖技術(shù)所消耗的能源有多大，此地的太陽能資源在現(xiàn)有技術(shù)條件下是否可以補(bǔ)償，是需要進(jìn)一步挖掘的問題。如果太陽能資源足以抵消取暖和制冷的能耗，則說明這一地區(qū)具有實(shí)現(xiàn)“零碳居住”的潛力。
例如，江蘇某地的“零碳?xì)庀筚Y源”絕對量為2506個(gè)小時(shí)，占全年比例28.61%。“零碳?xì)庀筚Y源”基線為4586小時(shí)，占全年比例52.36%。也就是說，這里全年有一半以上的時(shí)間處于“零碳居住”狀態(tài)。此地的“零碳?xì)庀筚Y源”可開發(fā)量為1040小時(shí)，占全年比例11.87%。這說明，如果進(jìn)行一次建筑技術(shù)升級，“零碳居住”時(shí)長可以提升1000多個(gè)小時(shí)，節(jié)約10%以上碳排放。此地需要制冷和取暖的時(shí)長為3133小時(shí)，占全年比例35.77%。
這一部分時(shí)間如果想實(shí)現(xiàn)“零碳居住”，則需要通過碳中和來完成。再對此地的太陽能資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)太陽能資源約為1354千瓦時(shí)/平方米·年，按照2.5的容積率（高層住宅）計(jì)算，人居太陽能資源約為540千瓦時(shí)/平方米·年，按照15%的利用率估算，人居太陽能資源約為81千瓦時(shí)/平方米·年。要實(shí)現(xiàn)3133小時(shí)的制冷和取暖，按照現(xiàn)行民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范的能耗估算，大約需要62.7千瓦時(shí)/平方米·年的能耗。到這里我們大致就會明白，如果再加上太陽能的碳中和，江蘇此地的人居“零碳?xì)庀筚Y源”量就超過了8760個(gè)小時(shí)，完全有條件實(shí)現(xiàn)全年的“零碳居住”。
大自然是人類賴以生存發(fā)展的基本條件。尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的內(nèi)在要求。在實(shí)現(xiàn)碳中和的道路上，我們首先要做的就是從自然界中找答案。
事實(shí)上，人居環(huán)境中的“零碳?xì)庀筚Y源”比想象中要豐富得多。我國早在工業(yè)革命之前，就對“零碳?xì)庀筚Y源”的開發(fā)利用做了很多探索，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)建筑的選址、設(shè)計(jì)、工藝和材料，附屬設(shè)施的構(gòu)造，無不透著古人對天然氣象條件利用的智慧。只是現(xiàn)代技術(shù)的快速更迭，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，讓我們一時(shí)無法靜下來思考這個(gè)問題。
在人居“零碳?xì)庀筚Y源”的框架下，對居住環(huán)境的減碳任務(wù)進(jìn)行逐步分解，碳中和的任務(wù)就顯得沒有那么困難。一個(gè)地方，一年有多少個(gè)小時(shí)的“零碳?xì)庀筚Y源”，有多少小時(shí)的冷暖需要通過分布式光伏電站來中和，本地的太陽能資源夠不夠，是否具備建設(shè)“零碳小區(qū)”的天然條件，或?qū)⒊蔀榈胤秸枰P(guān)注的問題。因?yàn)樗P(guān)系到本地碳中和任務(wù)的完成和國家碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
隨著更多的氣象和環(huán)境衛(wèi)星上天、地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不斷完善，我國已經(jīng)完全有能力進(jìn)行全方位精細(xì)化的“零碳?xì)庀筚Y源”摸底統(tǒng)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上確定“零碳居住氣候區(qū)”，優(yōu)先在“零碳?xì)庀筚Y源”相對豐富的地區(qū)推動“零碳小區(qū)”試點(diǎn)建設(shè)工程，探索人居領(lǐng)域的碳中和之路。
作者系粵港澳大灣區(qū)氣象監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)中心副主任、深圳氣象創(chuàng)新研究院副院長
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