下一个气候治理焦点：解码建筑隐含碳，推动绿色建造革命
以下内容来源于碳领导论坛Carbon Leadership Forum，下文简称CLF
隐含碳是指在建筑物、道路和其他基础设施中使用的建筑材料，在其制造、运输、安装、维护和处置过程中产生的温室气体排放。隐含碳占全球排放的很大一部分，需要采取紧急行动来应对。
本文提供了关于隐含碳的高层次概述——其定义、在全球气候危机中的重要性，以及为什么它是政策制定者需要考虑的重要因素。
1. 隐含碳的测量
为了量化隐含碳，从业者使用一种称为全生命周期评估（life cycle assessment，LCA）的方法来追踪产品、建筑物或基础设施在整个生命周期中产生的温室气体排放。这些排放被转换为反映其潜在环境影响的数据指标。其中一个指标是全球变暖潜势（global warming potential，GWP）,以千克二氧化碳当量（kg CO₂e）量化。这个量也通常被称为碳足迹。
LCA 可以在多个尺度上进行。最常见的尺度包括：
- 产品层面 LCA：侧重于量化特定产品的提取和制造影响。
- 项目层面 LCA：侧重于量化用于建造建筑物或基础设施项目在其整个生命周期中所使用的材料和过程的影响。
图1：建筑物各生命周期阶段的隐含碳（黄色）和运营碳（蓝色）
2. 隐含碳仍是气候政策的空白
产品、建筑物或基础设施的大部分隐含排放在建筑物或基础设施建成之前产生（通常称为“前期”或“上游”排放），并且可能分布在全球各地的设施和供应链中。历史上，气候政策很少控制物理地理边界以外的排放，仅关注本地产生的排放。这使得一个地区可以将其排放外包到另一个地区，形成“碳漏洞”。2018 年的一份报告（由 KGM & Associates 和 Global Efficiency Intelligence 共同发布）发现，全球约 25% 的排放量存在于通过这一漏洞进行贸易的商品中。1
3. 隐含碳是全球排放的重要贡献者
建筑物和基础设施是全球气候变化的主要贡献者。解决隐含碳是应对工业排放的关键。全球排放的最大贡献者是工业部门，占全球排放的30%（见图2）。建筑材料是工业排放的最大来源之一，因此是减少该部门排放的潜在解决方案。
用于建筑建造的材料约占全球温室气体总排放量的7%（见图2）。用于建造基础设施的材料占另外10%。
图2. 2019年全球终端用途温室气体排放部门细分。来自建筑和基础设施材料的排放占全球温室气体排放的17%。 资料来源：CLF基于WRI²和IEA³数据的分析。建筑和基础设施材料包括归因于建筑和基础设施（交通、能源及其他）的工业能源相关和过程排放份额，涉及钢铁、水泥和其他非金属矿物（陶瓷、玻璃、石灰）、塑料、铝和其他有色金属、木材和木制品，以及建筑能源使用。
全生命周期中，建成环境的影响分布在：
- 工业：建筑中使用的材料，如混凝土和钢材，对工业排放贡献显著。建筑物和基础设施的大部分隐含排放来自工业部门。
- 农业、土地利用变化和林业：生物基建筑材料的生产会向这些部门贡献排放。
- 交通运输：材料在加工设施、建筑工地和/或垃圾填埋场之间运输，这些排放计入交通运输排放。
- 废弃物：当建筑物被拆除时，大部分建筑材料最终进入垃圾填埋场或焚烧厂，其分解或燃烧被计为废物排放。全球范围内，建筑、翻新和拆除导致约1000亿吨废物，其中约35%被送往垃圾填埋场。⁴
4. 隐含碳是一个紧迫的问题
原材料使用预计到2060年将翻倍——而钢铁、混凝土和水泥已经是温室气体排放的主要贡献者。³ 为避免气候变化的最灾难性影响，我们现在就必须减少隐含碳，并在每个建筑项目中制定低碳建造路径。建筑业转型刻不容缓。
由于持续的节能努力、全电气化建筑的建设以及电网脱碳，建筑物日常运营产生的运营碳排放量可以随着时间的推移而减少。相比之下，一旦前期隐含碳排放进入大气，我们就无法将其收回，而且它们会立即开始影响气候。
CLF在2024年发表了一项研究，重点关注加利福尼亚州一组建筑物的运营和隐含排放的时间与规模。该研究发现，对于加利福尼亚州新建建筑，在2024年至2030年间，隐含碳排放将占总排放量的大约80%；在2024年至2045年间（这是加州许多减排目标的截止年份），将占总排放量的大约70%（见图4和引用报告）。
现在释放的排放比以后释放的排放更为关键，因为（1）排放将在大气中累积，且（2）距离气候危机的临界点剩余时间有限。这意味着在近期，减少隐含碳与减少运营碳同等重要——甚至更为重要。从现在到2030年或2050年短期内减少排放的紧迫性有时被称为“碳的时间价值”。
图3. 年度和累计隐含碳强度（ECI）与运营碳强度（OCI）的中位数。基于加利福尼亚州建筑物结构和围护结构生命周期模块A-C的隐含和运营排放建模。注意，年度影响的y轴（上图）在50和320 kg CO₂em²之间显示有间断。 改编自 Benke, B., Roberts, M., Lewis, M., Shen, Y., Carlisle, S., Chafart, M., and Simonen, K. (2024). 加利福尼亚碳报告：政策制定者的六个关键要点。碳领导论坛，华盛顿大学。西雅图，华盛顿州。
5. 隐含碳与公共卫生和公平性直接相关
公正转型的概念源于环境正义团体与工会之间的合作。IPCC将公正转型定义为“一套旨在确保在从高碳经济向低碳经济转型的过程中，任何人群、劳动者、地区、行业、国家或区域都不被落下的原则、流程和实践。”5 公正转型旨在从榨取式经济转向可持续和可再生经济。公正转型的原则和气候正义运动的工作强化了这样一个理念：应对气候变化和公平性问题不能孤立进行。向低碳未来的转型本身必须是公平的，并为关注新的权力结构和问责制创造空间。
隐含碳与气候正义以及公共卫生和公平性问题有着内在联系，其影响在局部地区可以体现在围栏社区（即那些紧邻供应链建设区域的社区）中，在全球范围内则体现在前沿社区（即那些最先且最严重地受到气候变化影响的社区）中。
图4. 隐含碳与气候正义以及公共卫生和公平性问题有着内在联系。
图 5. 建筑物全生命周期各阶段所产生“ 隐含碳 ”的潜在生态影响（橙色部分）与人类活动影响（灰色部分）。
6. 可以利用现有工具和策略立即减少隐含碳
隐含碳长期以来一直是可持续设计运动和整个建筑业的盲点。
不久以前，要找到并了解一些常见建筑材料的碳足迹几乎是不可能的。但在过去十年中，人们对于解决隐含碳的兴趣和知识积累激增。
如今，我们拥有必要的工具、数据和策略，使得设计师和建筑商能够立即在各自的项目中实现显著的碳减排效果。
CLF城市隐含碳减排清单（CLF Urban Embodied Carbon Reduction Checklist）提供了一个可下载的Excel工作表，供项目团队使用，以确保他们考虑了可能与其项目相关的策略。这些策略按类型组织，从过程和工具开始，还包括：
了解更多关于隐含碳政策机遇的信息
政策可以成为推动大规模碳减排举措的手段，并将其推广至整个建筑和基础设施的范围。对于隐含碳排放而言，并不存在适用于所有情况的统一政策解决方案。许多政策手段是相互补充的，它们建立在相关政策的成功基础之上。
欲了解更多，请参阅 CLF (carbonleadershipforum.org)隐含碳政策工具包系列的其余内容：
政策使用的报告机制：
- EPD 101：材料隐含碳核算
- Building LCA 101：建筑隐含碳核算
政策路径：
- 清洁采购政策：概述与实施
- 建筑尺度隐含碳性能要求
- 隐含碳与建筑规范
- 解构、回收和再利用政策
另请查看CLF的政策报告和案例研究，包括：
- 推进LCA生态系统：减少隐含碳的政策路线图
- 太平洋海岸合作：隐含碳政策案例研究
- 美国东北部和加拿大隐含碳政策案例研究
专业术语表
隐含碳 Embodied Carbon
由用于建筑物、道路和其他基础设施的建筑材料在其制造、运输、安装、维护和处置过程中产生的温室气体排放。“隐含碳”、“隐含碳排放”和“隐含排放”这些术语可以互换使用。
全球变暖潜势 Global warming potential (GWP)
通过全生命周期评估的产品或过程对气候变化的潜在影响。GWP以二氧化碳当量单位报告，是追踪隐含碳的公认指标。
全生命周期评估 Life cycle assessment (LCA)
一套用于编制和评估整个生命周期内产品、过程或系统的材料和能源输入和输出，及其直接相关的环境影响的系统性程序。LCA的结果可以揭示建筑物的哪些部分具有特别高的环境影响。
“整栋建筑的全生命周期评估”包含哪些内容？
“整栋建筑全生命周期评估”（WBLCA）是一个常被用来指代建筑物全生命周期评估的术语。
然而，并非所有的“整栋建筑”的生命周期评估都能真正涵盖整栋建筑的各个方面。通常，这些评估仅涵盖某些组成部分，例如结构和围护结构，而未包括其他重要的组成部分，如机电工程、现场施工或室内装修等。
CLF 倡导将这些其他组成部分纳入标准做法中，以便在数据、方法和工具不断发展的过程中，能够全面评估建筑的环境影响。
基准 Benchmark
一组作为参考点的环境影响结果，据此可以评估其他建筑物的相对性能。例如，运营能效基准使用能源使用强度来测量。
碳的时间价值 The time value of carbon
当前排放的碳量比之后排放的碳量更为关键，原因在于：（1）排放物会在大气中累积；（2）距离气候危机的临界点已经所剩时间不多了。这意味着在近期，减少隐含碳与减少运营碳同等重要——甚至更为重要。从现在到2030年或2050年短期内减少排放的紧迫性有时被称为“碳的时间价值”。
前期隐含碳排放 Upfront embodied carbon emissions
在建筑物或基础设施开始使用之前的产品和建造阶段释放的二氧化碳当量排放，也称为“从摇篮到实际竣工”。建筑物总隐含碳的大部分在建筑寿命之初的产品阶段（生命周期阶段A1-A5）作为前期排放释放。
气候正义 Climate justice
一项道德伦理原则，旨在解决气候变化对脆弱社区和子孙后代的不成比例影响。气候正义认识到气候变化的后果并非平均分配，边缘化和弱势群体往往首当其冲（联合国气候正义全球联盟，United Nations Climate Justice Global Alliance）。
围栏社区 Fenceline communities
围栏社区紧邻高度污染的设施，如化石燃料基础设施、工业园区或大型制造设施——并直接受到该设施的交通、噪音、运营、化学品和化石燃料排放的影响（气候现实项目，The Climate Reality Project）。
前沿社区 Frontline communities
前沿社区“最先且最严重”地经历气候变化的影响。他们是由于系统和历史的社会经济差异、环境不公或其他形式的不公义，最容易受到气候变化和不公平行为影响，并将受到最不利影响的社区（白宫 Justice40 倡议，White House Justice40 Initiative）。
“碳”的多种名称
以下术语经常在一定程度上互换使用，指代与气候变化或全球变暖相关的排放：
- 隐含碳
- 碳足迹
- 二氧化碳
- 二氧化碳当量
- 温室气体排放
- 化石燃料排放
- 全球变暖潜势
- 气候变化潜势
这些术语的含义并不相同。尽管“碳”这个词通常与气候变化相关联，但从技术上讲，导致气候变化的不是单质碳，而是二氧化碳气体以及许多其他物质，如氧化亚氮和甲烷。然而，“碳”经常被用作全球变暖潜势的缩写。
（CLF（2018），《建筑全生命周期评估：实践指南》）
参考文献：
- Daniel Moran et al. (2018). The Carbon Loophole in Climate Policy: Quantifying the Embodied Carbon in Traded Products.
- World Greenhouse Gas Emissions: 2019, World Resources Institute (WRI), 2022.
- IEA (2023). Energy Technology Perspectives 2023, see pg 91. “Estimated end-use shares of global consumption for major materials, 2021”.
- United Nations Environment Programme. (2022). 2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emissions, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. Nairobi.
- IPCC. (2022). Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Working Group III Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Chan
作者：Michelle Lambert，Meghan Lewis
平面设计：Sindhu Raju
最后更新于2024年6月
