建筑商的肮脏秘密

过去十年中最令人印象深刻的环境成就之一是英国国家电网的近乎转型。2020年第一季度，英国40%的电网电力来自可再生能源——主要是风能和太阳能。

由于英国在4月份的封锁，其电网连续两个月没有使用煤炭，这是英国自工业革命以来经历的最长的无煤期。其他领域，如汽车行业，也在朝着令人鼓舞的方向发展，因为它进一步转向电动汽车。在我们努力实现《巴黎协定》到2050年实现净零排放的目标之际，一切似乎都进展顺利。

嗯，几乎所有的事情。

一个重要的痛点是建设。根据全球建筑与建筑联盟(Global Alliance for Buildings and Construction)的数据，建筑行为(包括制造钢铁和水泥等材料)估计占全球二氧化碳排放量的11%。这在业内被称为“具身”碳。一些独立学者认为，这甚至可能是一个低估的估计，如果采用替代方法，真实数字更接近20%。一旦你把建筑寿命期间的预期碳排放——“运营”碳——包括在内，这个数字接近全球排放量的40%。

根据利兹大学工业气候政策研究员Jannik Giesekam博士的数据，就绝对值而言，英国建筑行业每年的总碳排放量就高达5000万吨。那么，建筑行业需要做些什么了。

然而，这一挑战的规模可以从该行业处理这一问题的方式中看出。2013年，绿色建筑委员会(Green Construction Board)发布了《建筑环境低碳路线图》(Low Carbon Routemap to Built Environment)，这是第一次认真寻找解决方案的尝试。该报告呼吁到2050年，二氧化碳排放量比1990年减少80%。

Giesekam解释道:“当它问世时，人们的反应非常复杂。基本上，每个人都认为我们必须这么做。然后，所有人都对所需的变革规模感到惊讶。”

不幸的是，自那以后，挑战被放大了:2050年的目标不再仅仅是减排，而是零排放。

更糟糕的是，自2008年金融危机导致碳排放短暂停滞以来，建筑碳排放量每年都在持续上升。“这些供应链的碳强度一直在缓慢下降。但我们一直在做的是建造更多。”

换句话说，尽管在更可持续地生产建筑材料方面取得了渐进式的改进，但建筑的总量还是增加了，抵消了效率的提高。

这个行业该怎么做?“挑战中最简单的部分是减少建筑物的碳排放，”Giesekam说，“因为你可以在很大程度上为取暖等设施供电，然后为这些设施提供可再生能源。当涉及到建筑材料的生产时，你的选择要少得多。”

在一般的建筑工地上，还有一些绿色替代品的空间。举个例子，2020年7月，JCB宣布了其首款以氢而不是柴油为动力的挖掘机。氢气发电机现在也可以取代柴油发电机。然而，阻碍采用的是可用性。由于柴油发电机和柴油燃料无处不在，建筑公司知道他们可以打个电话，第二天就能在现场安装一台，而氢燃料还不是这样。

在任何情况下，工具只是项目生命周期中排放的一小部分。产生二氧化碳的最大原因在于原材料:用于制造结构的钢铁、水泥和砖。

这就是环境问题与化学现实的冲突之处:水泥等材料的生产在反应过程中会排放大量的二氧化碳。Giesekam说:“即使你可以为这一过程提供可再生能源，你仍然会有大约三分之二的排放量。”

这意味着工程师们面临着一个选择:抵消碳排放，或者使用替代材料。就前者而言，用Giesekam的话说，至少在英国，碳捕获和存储解决方案的成本可能是“一袋水泥的两倍”，这可能会让建筑公司望而却步。

另一个选择，替代材料，可能是一个更有成效的路线。“我们上次在材料方面的创新是什么时候?巴斯大学建筑与土木工程系讲师丹·马斯凯尔博士问道。

“你向窗外望去，看到了钢铁和混凝土。就现代钢铁和现代混凝土而言，它们已经有150多年的历史了。我们上一次在这个领域进行创新是什么时候?”

Maskell对生物基材料的潜力最感兴趣，比如稻草包或大麻石灰结构，以及使用木纤维和木结构来取代传统材料。尽管这些材料还没有被广泛使用，但已经有几十个使用新技术的小型项目。

例如，一家名为ModCell的公司将稻草捆技术应用于住房项目、学校和办公楼。

同样，Adnams在萨福克郡的啤酒厂配送中心是英国最大的使用大麻石灰的建筑之一，它比标准材料提供更好的绝缘性能。墙壁由当地种植的大麻、石灰和采石场废料制成的90,000多块积木制成。

Maskell还敏锐地指出，新材料不仅仅适用于小型或低洼的建筑。事实上，去年在挪威的Brumunddal，一座18层的完全木结构的塔已经完工，东京也提出了一个类似的70层的塔。

然而，业界对转向这些新材料持保留态度。

建筑材料供应商Marshalls plc的可持续发展和营销总监克里斯·哈罗普(Chris Harrop)说:“人们提供了各种聪明、创新的新产品，但这些产品必须经久耐用。如果你用一种非常聪明的低碳产品建造东西，你需要知道它在60年或100年后仍然存在。”这可能是该行业发展缓慢的原因之一。”

鉴于此，哈罗普认为，最有效的减少隐含碳的方法之一可能是一个相当不寻常的候选人，因为它的名声:混凝土。根据环境产品声明系统，尽管混合水泥的碳强度很高，但混凝土的影响仍比传统粘土砖低49%。因此，如果能说服建筑商改用混凝土砖，就能真正减少排放。

与粘土砖相比，混凝土砖的可持续性也有优化的余地。哈罗普说:“你想要用最少的水泥来达到最大的强度，所以你可以减少水泥的强度，直到达到目标强度为止，但随后你可以使用替代品来帮助产品的结合，这样就不会随着时间的推移影响其性能。”

如果有潜在的材料解决方案，为什么新材料还没有大规模普及呢?其中一个因素可能是经济。根据Maskell的说法，建筑工地生产或使用的材料有50%被浪费是很正常的，但建筑公司并不担心这种低效率，因为主要的费用不仅仅是材料，还有时间和劳动力成本。在资产负债表上，实际材料的成本不那么重要。

“现实情况是，与我们目前使用的主要水泥来源相比，这些水泥的产量微不足道，”Giesekam说。怎样才能改变现状?

马斯凯尔说:“最终，这取决于规划控制或建筑法规方面的政策和指导。”他认为，该行业需要受到挑战，以达到更高的标准。“我认为这根本不是一个技术问题。我认为我们已经做到了——我们已经证明了我们可以做到。”

一些监管改革已经产生了影响。例如，欧盟关于中型燃烧工厂的指令已经生效，包括在英国，空气质量要求影响了许多建筑设备上柴油发电机的使用。这将不可避免地导致氢和可再生替代品的更广泛应用。

地方当局也在做出改变。例如，大伦敦市政府(Greater London Authority)坚持要求伦敦市内的大型建筑项目进行“全寿命”碳评估，即评估一个项目在建造、使用甚至拆除过程中的碳影响。

目前，这只影响到大约150个最大的项目——尽管这意味着这些需求在未来几年可能会下降，也会提高对较小项目的要求。

Giesekam指出，几年前荷兰也出台了类似的要求。“他们基本上收集了多年的数据，让整个行业熟悉了进行评估的过程，了解了数据以及不同材料的影响。一旦有了这些数据，他们就可以设定目标。”

这意味着，与其像法国那样对项目的设计设定严格的规定要求，比如规定必须使用替代材料的比例，不如关注结果，让建筑商在如何实现这一目标上有更多的灵活性，从而减少碳排放。

吉塞卡姆预计，未来几年其他地方政府也会推出这类要求，但即使只有少数几个地方政府做出改变，也会产生巨大的影响。“即使只是曼彻斯特+伦敦+布里斯托尔和其他几个地方，你也将覆盖英国建筑市场的很大一部分。”

还有最后一个因素可能会产生重大影响:标准。Giesekam警告说:“我们没有任何形式的隐含碳的常规评估。”

“我认为最重要的是，每个人都开始使用相同的语言和相同的方法，”哈罗普说，他指出，就目前的情况来看，几乎没有一致的衡量包含碳的标准，这使得建筑公司很难比较不同产品和材料对环境的影响。

哈罗普认为，目前的情况是，公司和组织可以选择自己的衡量标准，但这并不是真正有效的。他笑着说:“我有一个方法论，而我的方法论恰好让我的产品看起来比你的产品更好。”

他以PAS2050标准为例，该标准被用于计算商品和服务的碳足迹。另一个系统是环境产品声明，但这是自愿的，只有一小部分建筑行业使用它们。

Giesekam解释说:“除非你有这样做的要求，否则行业中只有少数人会这样做。英国的最佳实践与世界上任何地方的最佳实践一样好。”但英国的大部分做法低于我们的许多欧洲邻国已经采取的做法。”