看見碳中和建築的世界趨勢


Green Building 綠建築電子刊 2022 FEB-APR VOL.071
2248 2022-03-30

 


受訪者:澄毓綠建築設計顧問公司總經理|陳重仁
整理撰文:棲位工作室|呂慧穎


PODCAST上集:https://open.firstory.me/story/cl1x3ud9v0aah01w6b1my2925

 

故事的開始

 

碳中和這個名詞對大家而言是相對較陌生的,但其實「碳排放」這個故事早在20多年前就已經開始了!

1992年《聯合國氣候變化綱要公約》通過,當時,人類社會已經開始意識到自身的活動所產生的溫室氣體對於全球氣候環境的影響。但是這紙公約並沒有規範任何的減碳責任,僅言明締約國須建立氣候變遷協商與因應框架每年召開締約方會議。直到1997年《京都議定書》作為補充條款的簽訂開始,明確提出先進國家應該共同承擔減碳的責任,以及平均減碳目標,2005年起生效。

而建築相關產業一直屬於高耗能的人類活動,所產生的碳排放量佔所有總量的37%。建築領域學門及專業也很早就意識到這個重要的議題,1973年石油危機之後,相繼在不同區域中誕生「綠建築」的相關概念,包括日本「環境共生建築」、歐美國家「生態建築(EcologicalBuilding)」、「永續建築(SustainableBuilding)」等等,而節能減碳正是綠建築概念的核心。

在2015年《巴黎協定》通過後,以全球平均升溫目標在2℃以內、限制升溫1.5℃為預定目標。然而,即便是2020年之後COVID-19的肆虐,人類的各項活動大幅度降低的情況下,全球升溫的趨勢並沒有顯著的減緩。聯合國「政府間氣候變遷問題小組」(IPCC)於2021年8月9日公布令人惋惜的結果,即使全球今後10年大幅減排,平均溫度仍可能在2030年前就上升到1.5℃的限定目標。

同年COP26最終簽訂的《格拉斯哥協議》中,最受矚目的就是「至2050年實現零碳排」,截至目前為止已獲得124國承諾,而台灣也於2021年4月22日,由蔡英文總統宣布加入全球淨零碳排的行列。
有了「時限─2050年」和「定量─淨零」,淨零碳排(碳中和)已勢不可擋,台灣在實踐國際承諾的背後,事實上必須進行整體社會經濟、能源生產、企業及環境管理的轉型。而淨零碳排不再僅是一種概念性或是理想性的追求,而是涉及國際碳稅、ESG永續企業投資評估、碳交易市場等國際貿易金融與競爭力的現實性。因此身為碳排的「大戶」,建築產業勢必要透過碳中和建築的落實,成為共同推動台灣維持國際競爭力及世代永續的關鍵性一環。


▲2021年建築及營建事業碳排放量占全球總量之比例(資料來源:2021 GLOBAL STATUS REPORT FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTION, UNEP)

 

Q:碳中和建築的概念,以及與全球經濟的關聯性?

 

「所謂的碳中和建築,並非是在建築的生命週期中都不排碳,而是首先運用行為管理和技術,把建築物的碳排放盡量縮減,而剩下的部分再運用綠能或是碳匯的方式來抵銷,這就是碳中和的概念。」因此也可稱為淨零碳排、零碳建築。

論到碳中和建築與國際經濟的連動,首先可以從ESG指標談起。所謂的ESG就是環境(Environmental)、社會(Social)、公司治理(Governance)三個層面去辨別及制定具體永續投資方案的分析工具。環境面,包括氣候風險、天然資源、污染及廢棄物等環境相關主題以及投資機會;社會面,包括勞資關係、勞工身心健康、產品責任、資訊安全風險評估以及利益關係人主張等等;公司治理面,則包含公司決策層之素質等,有關公司治理及行為的相關課題。而上述三個層面又彼此相關聯。

ESG評估制度的誕生,主要因為全球氣候變遷、隱私和數據安全、人口結構變化等課題,正為全球投資者帶來前所未有的新風險,因此投資者也必須重新評估標的公司面臨上述全球議題時,是否具有永續經營的能力。而碳中和建築所致力的正是藉由碳排放的中和,共同努力確保全體人類永續的福祉,在全球經濟脈動上是彼此連動的。


▲ESG評估內容

 

Q:建築之碳中和如何納入綠建築指標之內?在技術面上如何去評估及執行?

 

「綠建築指標與碳排放最為密切相關的就是節能,又可分為建築外殼節能及日常使用行為兩類,後來也納入再生能源如風能、太陽能等項目的加分,這個部分的權重在近年來也被提高。」

目前國內的系統尚未與國際接軌的部分主要在於方法學,國內的綠建築評估將建築節能的部分簡化為一個公式,目的是更方便於操作;在國外則是運用模擬軟體去精準計算建築物的耗能。以LEED為例,本身是評估基地環保、節水、節能、建築材料等綜合性的評估系統,而最新的LEED ZERO,是指碳排放、水、能源、廢棄物等,當中的零碳所指就是能將建築物的碳排放量全部抵銷即為達到零碳建築標準。

如果以建築全生命週期來看,碳排放包括了營建階段的隱含碳以及營運使用階段的碳排放。但為了先求有、再求好,目前相關的規則是暫時不去檢討營建階段的隱含碳,包括建材從開採、製作、各期運輸、施工階段等所有碳排放量的總和(等於房子蓋好時,本身就擁有隱含碳了);而是先以營運使用階段的碳排放量來計算。根據國際能源署的資料,建築的隱含碳大概是占全生命週期碳排放量的1/4,剩下的3/4則是營運使用期間的碳排放量。



▲建築全生命週期碳排放

 

Q:若以營運使用階段的碳排放而言,主要項目有哪些,如何達成碳中和?

 

不同的產業或是建築的使用類別會有不同的主要排放項目,住宅、建築辦公室或是廠房等都有所不同。以與我們切身相關的住宅建築而言,其實政府以及相關部門一直以來所推動的節能減碳作法是有一定的貢獻的。一日當中我們於住宅中的所有行為,事實上都與碳排放有關。所有的水資源、能源的消耗也都可以換算出相對的碳排放量,「我們可以從水、電、瓦斯費的帳單發現當中就會列出,每一度電或是水相當於多少的碳排放量」。所以在住宅和辦公室建築的使用上,可盡量從行為上的改變去做到減少碳排放量。

另一方面則是從設備方面來改善,例如採用高效率的空調系統及電器,住宅中運用高效率的燃具能大大減少瓦斯的使用量。「以傳統的瓦斯爐而言,在燃燒瓦斯加熱時,事實上有很多的熱能是逸散掉的,一般而言效率大約僅有6成,傳統的熱水器則大約是7成;如果烹煮使用高效率的IH爐、熱水器使用熱泵熱水器,提高能源使用效率就能減少碳排放。有些廠商甚至將熱泵與空調結合,為建築的能源使用產生更高的效益」。

至於建築外殼本身的改善,因為牽涉到專業問題,一般民眾較難自行處理。以常見的西曬問題為例,可在外牆內側採輕隔間方式,中間填塞隔熱綿再行封板的方法,就能大幅改善,而無須更動到建築外牆的結構或外觀。而辦公室建築若非一開始就以綠建築的標準建造,後期進行外殼性能改造也相對不易,大部分會先從空調與照明設備汰換做起,等到要進行拉皮或整建時才進行大規模外殼節能升級。陳重仁老師分享到一般辦公大樓經常使用大面積開窗的外觀,可以運用玻璃隔熱貼膜達到很好的節能效果;家中若有陽光受熱面的窗戶也適合使用這個方法。

 

Q:可否進一步請教有關廠房如何朝向碳中和?

 

我們大略可分為高科技廠房及傳統產業兩個部分來說明。「傳產大多是鐵皮屋起家,通常都是隔熱效果不佳,太陽直曬時室內溫度及升高,加上開窗不足,導致通風不良、室內不易降溫,或僅以風扇加強空氣對流。」現行的法規對於廠房隔熱值已有基本的要求,業主可以自行提高隔熱值,但相對建築成本也會提高,端看業主的預算決定。此外,因為全球氣候變遷,台灣的夏季平均溫度也節節上升、冬季也越來越常遭遇超級寒流,因此,許多業主在廠房設計上除了希望能夠達到節能減碳的目的,也希望同時達到照顧員工工作環境的舒適度。如果以ESG的概念來看,這就是從Social與Governance有關人與健康的層面出發,同時影響到Environmental層面。

而高科技廠房例如半導體、面板等等,通常廠房設計規格要求較高,例如無塵室等都有嚴格的環控要求。雖然這樣的控制是為了機器設備的運作,而非以人為本;但在這樣的廠房內確實會有較佳的溫濕度控制和換氣,而代價就是耗能。因此高科技廠房的節能減碳,重點會放在空調系統、換氣系統、內外氣壓控制等設備的效能提升,因為高科技廠房建築外殼通常都已擁有好的隔熱效果。「但因為製造業生產行為本身就是耗能的過程,而半導體等高科技產業製程的巨大耗能,一般是無法依靠廠區內加設太陽能板就能平衡碳排放量的,所以必須靠外購綠能、再生能源憑證或是碳抵換來中和」。

「就綠建築的遊戲規則來看,無論是on-site(基地內)、off-site(基地外)的綠能,只要綠能或是碳抵換全部總和可以抵銷本身碳排放量,就可以稱為淨零碳(Net Zero Carbon)。這也就是為什麼我們經常聽到,台積電需要大量購買再生能源或是再生能源憑證等。而這些不同的途徑是可以透過市場機制進行碳轉換交易的」。



▲達成建築碳中和的方法

 

Q:可否請您進一步分享碳交易、再生能源憑證等運作的概念?

 

碳交易簡而言之就是可以透過商業的交易行為,來達到減碳的目標。首先對各業者碳排放量設定限制,允許排放量低的行業將它的額外配額出售給排放量大的業者。從《京都議定書》之後,各先進國家開始針對氣候變遷、溫室氣體排放等等制定因應方案,而碳排放、碳權、碳交易也從那時開始被討論;在2015年《巴黎協定》以及2021年的《格拉斯哥協議》之後則更加深了執行的力道;所以整個碳交易市場其實已有20年的歷史,全球交易量最大的兩個區域則為歐盟及中國。

而再生能源憑證則是另一種轉換方式,企業在生產過程中因使用化石燃料所生的電力,導致產生溫室氣體排放,可購置再生能源憑證來減少或抵換原本電力的溫室氣體排放。而這項交易最重要的一點,就是要一套嚴格的追蹤機制,來確保憑證額度沒有被重複交易,額度賣掉就沒了,「就像一張特定股票不能重複買賣」陳重仁老師說道。

「而無論哪一種方式最終都會牽涉到碳定價,價格高推不動、價格低沒動力,必須回到市場的供需面去調整碳定價,讓整個機制可以操作運行。而這個機制的運行必須要有交易中心、碳帳戶以及跨區域的對接,最重要的基準是一噸碳無論到哪裡都是一噸碳,只是各處的價格不同而已」。

在操作碳中和建築時,碳交易是很重要的手段,它並非傳統討論節能減碳時單純涉及到建築或設備技術面課題,而是牽涉到實際的綠色金融、碳金融等手段,必須透過經濟貿易面進行操作。

 

Q:台灣未來如何推動碳中和建築的發展?

 

這可從「新建建築」與「既有建築」兩個方向來談。一般認為從建築新建一開始就導入碳中和概念,在執行面上較能一步到位。從法規面來說,現在無論在環評機制、中央法規或是地方自治相關條例中,都已經漸漸加入碳排放的相關規定,且比例正不斷的提高。從技術面來說,建築無論是節能、減碳、節水、減廢等等,以現在對於科技的掌握及想像而言,建築節能表現都尚未達到物理極限,效率甚至還有將近一倍的提升空間。

既有建築的部分,首先要去盤點一個建築單元(或是以組織為單元)當中碳排放的來源為何。從水電、燃料、交通到日常活動當中,可能產生的直接或間接排碳量,而後進行監控。通常是收集一年的數據後,集結分析成為碳排放報告。若要達到碳中和,就需要針對每個環節進行分析檢討,進而擬定有效的減碳或是抵銷措施。這就是目前國際上正規的碳中和方法學。

營運期間的節能減碳,「如何才能過低碳的生活」可能是重點所在,除了常見的減廢、節水生活外,還包括選用家具時導入循環經濟的概念,使用回收再製的物品,以及我們前面提到的採用高效率的設備等,就能一點一滴累積達到減少碳排放的目標。另外比較少被提及的是交通碳排放的部分,除了步行及自行車,只要是使用到機動車輛就會產生碳排放。在碳盤查時除了應該檢討建築使用階段的碳排放外,也必須交交通層面計入。因此從交通方式上的改變,鼓勵步行及自行車,以及電動車輛(或是氫能源車輛)的普及。

 

結語

 

建築物的全生命週期碳排放的盤查,包括建築設計完成後到營建完工,決定了建築物的隱含碳;另外則是建築物完工後,進入使用階段它的整體性能表現。傳統的綠建築一直以來皆以後者為主角,積分比重約占了各評估系統的1/3;隱含碳的部分則相對比較低。

根據台灣目前學術界的統計資料,台灣建築物的隱含碳比例是遠高於全球平均值。若要降低這部分的比例,建築師和相關工程技師們就扮演很重要的角色。在選材時應盡量選擇隱含碳低的材料,例如本身含有回收再製的成分、比例越高越好;再者是選擇低碳排放量製程的材料,例如常溫產程的碳排放量會低於高溫燒製。另外,也鼓勵使用木材等本身為具有固碳作用之原料所製成的建材,這類的建材在適當的製程、運程和施工的控制下,本身的最終隱含碳有可能是負值。而建築性能設計面,可以依循綠建築的標準,包含建築外殼、空調與照明等設備系統的節能。如此一來就能在設計階段將隱含碳降低。

另外,由於台灣已由總統蔡英文宣布於2021年4月宣布加入全球2050淨零碳排放的行列,包含經濟部等各級單位皆積極投入各項策略的擬定與實施。對於企業而言,碳中和已經成為一個鋼性需求,因為面對的是國內各監管單位的稽查以及國際ESG評估,涉及的可能是外資投資、股價波動甚至是稅徵和罰鍰,無論是從建築、生產或是企業經營的其他方面而言,都需要積極尋求碳排放的改善與技術的轉型。而從國際貿易對於台灣經濟命脈的重要性、全球環境維繫的迫切性來說,我們都必須努力與世界接軌。

 

 

2248 2022-03-30

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