《零碳建筑技术概论》 课件 第2章 零碳建筑碳排放核算方法

零碳建筑技术概论第二章

建筑碳排放核算方法

时间：2022.08.15CONTENTS目录2.1建筑碳排放基本概念及核算边界2.2建筑碳排放核算方法2.3建筑碳排放的核算软件及数据库PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

012.1建筑碳排放基本概念及核算边界A碳排放基本概念B碳排放核算边界一、碳足迹基本概念51.“碳足迹”概念一、碳足迹基本概念6观点一“碳足迹”为中和化石燃料排放CO2源于“生态足迹”理论，定义“碳足迹”为中和化石燃料排放CO2

。观点二生命周期评价中的“温室效应”影响类别，具有生命周期视角，并且改观点被越来越多的学者接受。碳足迹用于表征产品或服务在其生命周期内直接和间接的温室气体排放，其结果用二氧化碳（CO2）当量（CO2eq）表示，以区别于一般碳排放概念以CO2绝对质量为度量单位。一、碳足迹基本概念7一、碳足迹基本概念8温室气体的种类包括京都议定书规定的6种气体，它们是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、全氟碳化物（PFCS）、氢氟碳化物（HFCs）以及蒙特利尔议定书中管制的气体，如氯氟烃类化合物（CFCs）、氢代氯氟烃类化合物（HCFCs）、水蒸气（H2O）、臭氧（O3）等，不同温室气体温室效应潜值也不相同。碳足迹核算过程可以表示为：一、碳足迹基本概念2.碳足迹核算标准国际碳足迹核算标准国家产品GHGProtocol温室气体核算体系ISO14067产品碳足迹PAS2050商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价企业或组织GHGProtocol温室气体核算体系ISO14064-1温室气体第一部分：组织排放与削减定量、监督及报告规范ISO14064-2温室气体第二部分：项目的温室气体排放和削减的量化、监测和报告规范ISO14064-3温室气体第三部分：温室气体声明验证和确认指导规范IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventory国家温室气体清单指南9一、碳足迹基本概念10PAS2050是全球首个专注于产品碳足迹的标准，根据ISO14040和ISO14044定义的生命周期评价方法制定的，范围局限在商品和服务。它提供了“从摇篮到大门”、“摇篮到坟墓”2种碳足迹核算方法。但是该方法忽略了能量输入和消费者与员工相关的碳足迹。ISO14067主要是量化商品或服务，在其生命周期中因直接及间接活动累积于商品或服务的温室气体排放量。ISO14064系列标准为组织量化、报告温室气体排放提供了程序方法。GHGProtocol帮助各政府和商界领袖了解、量化和管理温室气体排放的计算工具，提供了一个全面而有效的解决方案测量各种类别排放的标准化指南。IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventory基于国家或区域边界，通过排放因子和活动水平核算温室气体排放量。一、碳足迹基本概念中国生命周期碳足迹核算标准我国第一部建筑工程生命周期可持续性定量评价的标准，其功能单位和数据质量要求参照ISO14040。《建筑工程可持续性评价标准》JCJ/T

222-2011《建筑碳排放计量标准》CECS

214-2014提供了清单统计法和信息模型法2种用于核算建筑碳足迹的评估方法。《建筑碳排放计算标准》GB/T

51366-2019强调按照生命周期评价方法，分别计算建筑物运行阶段、建造及拆除阶段、建材生产及运输阶段的碳排放。11二、碳排放核算边界12碳排放核算边界定义为三个范围：范围1——由人、系统或活动直接导致的所有碳排放（如化石燃料燃烧）；范围2——扩大边界，包括上游能源生产导致的碳排放（如发电和蒸汽）；范围3——进一步扩大边界，考虑间接生命周期碳排放。目前，建筑碳排放一般包含范围1及范围2。由于范围3的边界界定比较复杂且相关数据较难获取，所以在选择上具有一定的灵活性。022.2建筑碳排放的核算方法A排放因子法B生命周期评价方法C投入产出法一、IPCC排放因子法141.排放因子概念

IPCC

2006发布的国家温室气体清单指南中，提出碳排放核算的排放因子法（Emissionfactorapproach）。并且将研究区域划分为能源、工业、农林、土地变化和废弃物等，尺度划分为个人、家庭、城市、国家等。对于每种排放源碳排放估算值，为排放源的活动数据与该过程中的排放因子间的乘积。其表达式如下：

一、IPCC排放因子法15层级二推荐使用IPCC数据库中的缺省因子，因各个国家的生产技术力的不同，所造成的排放也有差异，该层级的数据准确度不高；使用详细工厂排放数据，适用于研究检测工作，是准确度最高的层级。层级三层级一在特定国家特定生产水平条件下进行排放因子的清单编写；一、IPCC排放因子法162.基于排放因子法的建筑碳排放核算

我国建筑碳排放国家标准《建筑碳排放计算标准》GB/T51366-2019，其中采用排放因子法对建材生产及运输、建筑建造、建筑运行、建筑拆除阶段的碳排放核算进行了规定。①建材生产及运输阶段碳排放计算一、IPCC排放因子法

②

建筑建造阶段的碳排放计算

③

建筑运行阶段碳排放计算17一、IPCC排放因子法18

④建筑拆除阶段碳排放计算二、生命周期评价方法1.LCA概念与方法中国ISO对一个产品系统的生命周期输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。EPA联合国环境对特定产品、过程或服务的整个生命周期的分析。评价一个产品从原材料生产和加工，到产品制造、包装、使用、再使用，直至再循环和最终废弃处理全部阶段的环境影响工具。SETAC一种对产品、生产工艺以及活动的环境负荷进行评价的客观过程，它是通过对物质、能量利用以及由此造成的废物排放进行辨别和量化来进行的，其目的在于评估能量和物质的利用，以及废物排放对环境的影响，同时寻求改善环境影响的机会，以及如何利用这种机会。生命周期评价方法技术框架19二、生命周期评价方法

目前，ISO14040LCA方法学是当前世界上影响和应用最为广泛的LCA理论01目标和范围的确定（GoalandScopeDefinition）简而言之，就是说明开展此项LCA研究的最终目标。同时明确系统功能单位、系统边界、分配方法、环境影响类型及影响评价的方法学及数据的质量要求、假设、限制等。02生命周期清单分析（LifeCycleInventory,LCI）LCI是基于系统内单元过程，来建立能量与物质流的输入输出流（基准流），包含能量、资源的输入及对环境的排放等。20二、生命周期评价方法03生命周期环境影响评价（LifeCycleImpactAssessment,LCIA）

其目的是根据清单分析阶段的结果对产品生命周期的环境影响进行评价。这一过程将清单数据转化为具体的影响类型和指标参数，更便于认识产品生命周期的环境影响。

04生命周期解释根据LCI和LCIA结果寻找并评价该产品生命周期内降低环境影响的可能性与途径，并提出相应的改进措施。结果解释与生命周期评价的其他阶段紧密相连，结果解释和目标与范围确定阶段共同决定了LCA的研究意图与意义。21二、生命周期评价方法LCA分为基于过程LCA方法与混合LCA方法两类。其具体介绍如下：单击此处添加文本具体内容通过生命周期评价目的和范围来确定研究范围并建立参评的生命周期模型，收集并计算单元过程中各项水平活动数据，基于过程分析从上到下累计汇总的产品生命清单结果；可以改进或提升的单元过程，并对比不同产品的生命周期清单结果。基于过程LCA方法混合LCA方法该方法是将基于过程LCA方法与环境投入分析相结合，在国民经济系统边界内更准确地评价某种技术或产品产生的环境影响；既刻画某个具体技术或产品的生命周期影响，又拓展基于过程LCA模型的系统边界。22二、生命周期评价方法基于过程LCA方法与混合LCA方法对比23二、生命周期评价方法2.LCA相关标准国际生命周期评价相关标准24二、生命周期评价方法中国生命周期评价相关标准25二、生命周期评价方法3.基于LCA的建筑碳排放核算建筑LCA包含原材料的开采、建筑材料/构件生产、使用、拆除和废弃物处理等全部过程。其中，需要考虑的生命周期环境影响类型包含使用资源（水土资源、原材料）、能源消耗（可再生能源利用、不可再生能源利用）、生态效益/环境排放问题（温室气体排放情况、臭氧损耗情况等）及人类健康（污染物对人体健康的影响）。在建筑领域使用LCA方法，其评价目标可以是建筑材料、建筑构件、单体建筑及某个城市片区的建成环境。目前，最常用的评价方法是基于单元过程的LCA方法。26二、生命周期评价方法对建筑生命周期进行碳排放核算时，应考虑生命周期范围及阶段划分。通过对国内外文献调研发现，对建筑材料生产及建筑运行阶段的研究较多，并且指出这2个阶段的能源消耗及碳排放在建筑生命周期阶段的占比是最大的。27三、投入产出法1.IOA概念和框架投入产出分析（Input-OutputAnalysis，IOA）是一种“自上而下”的分析方法，又称为部门联系平衡法。现阶段应用的投入产出模型主要包括实物型投入产出模型、价值型投入产出模型和混合投入产出模型。投入产出模型作为一种数学经济模型，它的基本表达式为：(I-A)X=Y通过编制棋盘式投入产出表并建立相关线性代数方程组进行计算，用定量的方法模拟分析经济系统结构和产品生产过程。在社会经济活动中，各生产部门间存在着紧密联系，当某一部门产量发生重大变化时，必然会导致与之相关部门发生变化。28三、投入产出法（1）实物型投入产出模型该模型将经济系统按产品划分若干部分，以实物为计量单位，用于分析环境系统和经济系统的关系。在投入产出模型建立过程中首先将经济系统划分为n个部门，每个部门生产一种或者一类商品，每个部门消耗其他部门的产品同时又将产品进行加工变成本部门的产品。在这一过程中所消耗产品被称为“投入”，主要包括中间投入和初始投入，两者之和为总投入。其中，中间投入是指在生产过程中某一部门产出的产品又作为其他部门的投入进行生产，初始投入包括环境投入、劳动报酬等。生产的产品被称为“产出”，主要分为中间使用和最终需求。对于某一部门或产品，该部门的总投入等于该部门的总产出。而对于一个经济系统而言，所有部门的总投入之和也应等于总产出之和，这样才能达到平衡。实物型投入产出表29三、投入产出法根据投入产出的平衡关系，总产出=中间产品+最终产品，得代数关系式为：表示Leontief逆矩阵，表示获得第j个部门单位最终产品需要消耗部门i投入的产品数量，是投入产出理论的核心概念。30三、投入产出法（2）价值型投入产出模型该模型是投入产出分析中应用较广泛的模型，主要以货币为计量单位将国民经济划分若干部门，按照产品的产出和消耗方向制成的棋盘式表格。在价值型投入产出表中，行的方向表示了各部门产品实物运动过程，而列的方向反映了产品部门的价值形成过程。价值型投入产出模型同样由初始投入和最终需求构成，初始投入主要包括了劳动报酬、固定资产折旧、营业盈余等。与实物型投入产出模型相比，价值型投入产出表中不论部门数量多少都涵盖了整个经济系统，而且它比实物型投入产出表包括的范围更广，数据来源通常可以从政府统计数据中获得，整体应用价值更大。价值型投入产出表

31三、投入产出法（3）混合型投入产出法混合型投入产出模型是价值型投入产出模型与实物型投入产出模型的折中选择，其以混合单位（如用吨刻画水和矿物质资源，用焦耳刻画能源，用货币单位刻画服务行业等）刻画经济系统的物质流动。混合型投入产出表中，代表目标部门的行以实物单位表示，代表其他部门的行则以货币单位表示。混合型投入产出模型通常是在价值型投入产出模型的基础上改造而成，其将所要分析的m个子部门从价值型投入产出模型的n个部门中分离出来，而构建成具有（m+n）个部门的混合型投入产出模型。混合型投入产出模型只有行平衡关系，由于混合型投入产出模型的每一列的元素具有不同的单位，因此其没有列平衡关系。32三、投入产出法将碳排放强度系数矩阵作为投入产出模型的卫星账户，可以得到碳排放投入产出模型。定义1×n行向量p代表各个部门产生的碳排放，假设建筑部门为第k个部门，则元素pk为建筑部门的碳排放。我们可以通过下列公式计算得到各个行业的1×n碳排放强度因子f，其中元素fk代表建筑部门生产单位产出所产生的碳排放。2.基于IOA的建筑碳排放核算其中，CF——表示经济系统下的碳排放，主要描述经济碳排放与最终需求的关系。33032.3建筑碳排放的核算软件及数据库A排放因子法数据库B生命周期评价软件及数据库C投入产出法数据库一、排放因子数据库

35《IPCC国家温室气体清单指南》鼓励使用现场或本土化的排放因子，然而国内在此领域研究成果相对有限，因此指南中的排放因子不能完全反映我国实际情况，使用时需对其数据源和数据质量进行详细考察。IPCC搭建了排放因子数据库（EmissionFactorDatabase，EFDB）在线平台，提供了多种排放源的碳排放因子缺省值，各国学者及研究机构可以上传或查询特定情况下温室气体排放因子的数值，也可以根据IPCC提供建设清单方法构建符合国情的源排放因子。该数据库具有格式统一、时间序列长、国家全面、燃料品种全、部门分类详细等特点，为国家之间的碳排放因子数据提供了良好的可比性。排放因子数据库一、排放因子数据库

36美国碳核算体系成熟，早在1968年发布的《空气污染物排放系数汇编》就已经包含了部分温室气体的排放系数，之后通过学习和借鉴IPCC方法及数据，公布了多个改进的国家温室气体排放清单，并建立国家排放因子数据库。《EMEP空气污染物排放清单指南》为欧盟成员国应用IPCC指南