■中德可再生能源合作中心執行主任 陶光遠
全球減少二氧化碳排放，實現碳中和，主要透過五個領域來實現，其中有三個終端用能領域：建築、工業和交通運輸；有兩個二次能源的生產領域：發電和氫能。
在建築領域，二氧化碳的來源主要是在建築使用過程中消耗化石能源產生的排放，其次是建築材料生產過程中排放的。而在建築使用過程中的二氧化碳排放，在我國北方，主要是冬季採暖造成的；在我國南方，則主要是夏季空調製冷造成的。減少建築採暖和空調製冷而產生的二氧化碳排放，一是靠提高建築能效，即建築節能，二是靠使用可再生能源替代化石能源。
提高建築能效需要提高建築外圍護的保溫效能，包括牆體和門窗，減少冬季室內的熱量流失、夏季室外的熱量流入。這些都需要建材發揮作用。
建築領域的二氧化碳排放量在全社會的二氧化碳排放量中佔有顯著的比例，透過使用節能建材可為建築領域的二氧化碳減排作出巨大貢獻。在德國，建築採暖排放的二氧化碳，佔全社會二氧化碳排放的20%左右；提高建築能效，平均可節省建築採暖能耗80%左右，即減少全社會二氧化碳排放的16%左右。在我國，隨著人民生活水平的提高，對居住舒適度的要求也越來越高，建築採暖和空調製冷造成的二氧化碳排放在全國二氧化碳排放總量中的佔比不斷提高。因此，透過使用節能建材降低建築採暖和空調製冷的能耗，是二氧化碳減排的主戰場之一。當然，這也就促進了建材領域的大發展。
我國每年有10多億平方米的新建建築。提高建築能效，單位建築面積的投資要增加數百元甚至上千元，其中有上百元甚至數百元（每平方米）是保溫材料、保溫門窗及輔助材料的購置費用增量，而提高這些建築能效的材料和部件的採購費用每年總計就會增加數千億元。
這些材料和部件包括難燃的保溫材料，如聚苯乙烯泡沫、聚碳酸酯泡沫；也包括不燃的保溫材料，如玻璃棉；還有保溫砂漿及高科技的氣凝膠；另外還有一些保溫牆體的輔助材料，譬如窗框與牆體的彈性填充材料，用來防止冬季由於材料冷縮窗框和牆體間出現透風的縫隙。過去的普通中空雙層玻璃窗傳熱係數K值一般為約3W/（㎡·K），單位面積的價格200元/㎡左右；而現在鍍Low-E膜充惰性氣體使用保溫窗框的雙層甚至三層玻璃窗，單位面積的價格達1000元/㎡左右。
另外，我國還有幾百億平方米的既有建築，未來需要進行節能改造，其改造費用總計達10萬億元以上，其中提高建築能效的材料和部件的採購費用總計達數萬億元。毫無疑問，實現碳中和目標將會給建材產業帶來巨大的商機。
降低建材生產過程中產生的二氧化碳排放，首先要提高建材生產過程中的能效，減少能源的使用，其中餘熱回收利用是重要的手段。水泥、玻璃、燒製磚和陶瓷等產品的生產過程中使用大量的熱，因此餘熱回收利用減排二氧化碳的潛力很大。
其次要在建材生產過程中不斷提高使用可再生能源的比例，直至全部使用可再生能源。需要說明的是，未來電網中有越來越多的過剩風光電，過剩風光電的價格遠低於化石能源的價格。利用過剩風光電，不僅減少了建材生產過程中二氧化碳的排放，還降低了生產成本，同時消納過剩的風光電，為電網的穩定作出貢獻，可謂一箭三雕。
在水泥生產過程中，石灰石（碳酸鈣）焙燒變成生石灰（氧化鈣）會排放出大量的二氧化碳。全國水泥工業每年焙燒石灰石排放的二氧化碳高達好幾億噸，在全國的二氧化碳排放總量中超過5%。這部分二氧化碳只能捕捉後封存到地下，或者與使用風光電電解水製得的綠氫結合，生產碳氫化合物。二氧化碳地下封存技術未來有很大的不確定性；使用氫與二氧化碳結合制碳氫化合物，在技術上成熟，但現在經濟上不合算。不過未來使用風光電電解水制氫的成本會大幅下降，估計到2040年左右，使用風光電電解水製得的綠氫與石灰石焙燒產生的二氧化碳結合生產碳氫化合物在經濟上是合算的。這項技術何時合算，與二氧化碳排放權的交易價格或碳稅的高低有很大關係。目前我國國內的二氧化碳交易權的價格太低，每噸二氧化碳的排放權才50元左右，而歐盟的二氧化碳排放權為每噸50歐元左右。
提高水泥的質量和強度標準，能夠減少水泥的用量，進而減少二氧化碳的排放量，所以需要國家儘快提高水泥的有關標準。
利用廢舊建材替代新建材，能大大減少生產新建材排放的二氧化碳。
BIPV（光伏建築一體化）是將建材與光伏元件結合的產品。按單位功率計算，BIPV的價格比光伏元件高，但其具有建築外裝飾牆板/屋頂的功能。扣除其作為同等裝飾效果的建材成本，則其價格很可能還低於光伏元件。現在光伏發電的成本已經低於從電網購電的價格，因此未來新建建築會大量使用BIPV。至2050年，BIPV在我國的安裝容量會達到數億千瓦，總計投資會達到上萬億元人民幣。每千瓦的BIPV平均每年能減排二氧化碳超過1噸。而全球BIPV的安裝容量會超過十億千瓦，總計投資會達到數萬億元人民幣。現在全球75%左右的光伏元件是中國製造，如果不出意外，未來全球的BIPV也將大部分是中國製造。這也是未來建材行業規模最大、發展最快的行業分支。
現在我國每年進口數千億美元的石油、天然氣和煤炭等化石能源。在碳中和時代，我國幾乎不再進口化石能源。這其中很大一部分就是節能建材、建材生產過程中減少二氧化碳排放和光伏建築一體化的貢獻。我國將每年出口上千億美元的可再生能源產品，包括風力發電裝置、水力發電裝置、電動汽車動力電池、光伏裝置。其中包括平均每年上百億美元的光伏建築一體化及沒有二氧化碳排放的其他建材產品。我國的建材產品，會以更大的規模走向世界。
責編：丁濤
校對：張健
監審：韓鳳鳳
