隱含碳11問:淨零碳建築承諾中,不容忽視的隱含碳

文字-A A +A

建築物的生命週期當中,有一部分被稱為「隱含碳」,也就是設計規劃與營建階段產生的排放,非常難以計算與消滅。世界綠建築協會估計,光是隱含碳就佔了全球年度能源相關排放量的11%。美國綠建築協會(USGBC)與洛磯山研究所(Rocky Mountain Institute)在去年聯合國氣候大會(COP28)發佈《驅動建築物隱含碳的行動》(Driving Action on Embodied Carbon in Buildings)報告,提出關於隱含碳的11個關鍵問題。


建物在設計規劃與營建階段產生的「隱含碳」經常受忽略。照片來源:C Dustin/Unsplash

能少就少  隱含碳的終極定律

隨著人們對隱含碳/蘊含碳(embodied carbon)的理解越多,建築業的行動呼聲也越來越迫切。

想有效減少隱含碳,由洛磯山研究所和USGBC攜手發布的《驅動建築物隱含碳的行動》報告提醒,最大的阻力可能在於「分析癱瘓」(Analysis paralysis),人們時常陷入過度思考而導致決策行動癱瘓,無法做出行動或決定。

報告認為,利害關係人應為建築業提供能立即採取行動的指引,也必須慎防尋找「靈丹妙藥」的衝動,也就是仰賴單一材料或單一設計策略來減少隱含碳。無論是政策制定、建造專案或產品製造,各個層面都可能具備隱含碳的解決方案。


驅動建築物隱含碳的行動報告。照片來源:擷取自報告封面

在評估建築業會產生的兩種碳排時,營運碳(Operational carbon)跟隱含碳(Embodied carbon)哪一個要優先處理?報告建議:兩者一起考慮。

營運碳約佔美國全年溫室氣體排放三成,約每年19億噸二氧化碳當量。降低營運碳可以憑藉相關能源法規與計畫,提高建築物的能效。建築物可以申請節能減排的專業認證,像是綠建築標章LEED、環保標章Energy Star及美國冷凍空調學會的ASHRAE 90.1空調能效標準。

另一方面,減少隱含碳的終極定律是「能少就少」(Less is less)。建材用得少,產出的碳排放就越少。

研究顯示,與建築物拆除新蓋相較,使用現有建築或建材再利用可以節省75%的碳排。儘管這並不合乎所有情境,但在建築專案初期,人們確實不容易考慮到再利用的可能性。

在設計階段,減少10%建築面積,就可以減少10%碳排。合理的規劃使用面積,調整建築規模是很常用的策略,既可以節省成本,也可以降低隱含碳。

混凝土與鋼鐵的未來

麥克阿瑟基金會(The Ellen MacArthur Foundation)估計,每個建案在營建階段會浪費約10~15%的建材。減少建材的需求,將建材發揮最大效益,最佳化建物的結構系統,以減少建築廢棄物、精準估算數量、將材料預鑄、組裝合成到工地組裝,都是去物質化(dematerialization)的絕佳策略。

選材時可將建材碳排納入評估,在建築結構、機電系統材料方面,通常會比較混凝土、鋼、木造的碳排;而在設計階段,則有許多不同但功能相當的建材選擇,例如可比較石頭、磁磚的碳排。

當各種儲碳產品開始在市面上出現,在建築初期即可考慮納入儲碳建材,或以低碳排產品取代高碳排產品,報告指出,經過精心挑選的替代建材可望節省46%的碳排。

若想確保建築物最大限度減少隱含碳,可以與當地的綠建築組織或專家合作,鑑別建築物生命週期各階段產出最少量隱含碳的策略,並鼓勵在地市場發展更多低隱含碳及符合環保法規的建材產品。即便展示性的建材也應如此。

蓋一棟新建物,使用最多的材料是混凝土與鋼鐵。不過混凝土也是建築物隱含碳的一大來源,在混凝土中,水泥製造的隱含碳占了高達90%。為此,各界開始研發減少混凝土碳排的替代做法,包括使用再生骨材、開發強度較高的混合物、指定特定的石灰石水泥、加強品管來提高混凝土生產效率、電網脫碳、提高生產熟料(clinker)過程的熱能效率和使用替代燃料。


混凝土中的水泥含有90%的隱含碳。照片來源:Ag Shotcreteservices/Pixabay

如今也有實現混凝土碳中和的新興科技,包括在工地使用碳捕捉技術和二氧化碳再利用技術,也有從天然的藻類和菌絲體以生物礦化作用來儲碳的混凝土產品。

鋼鐵產業要降低碳排,關鍵則在廢鋼含量(scrap ratio)不同的產品,有不同的減排方式。混凝土和鋼鐵產業正走在脫離化石燃料的關鍵轉型路上,若加上電網快速脫碳,未來這些建材的隱含碳可望趨近零排放。且隨著新興科技發展,混凝土更可望擺脫巨大碳排放源的標籤,成為儲碳的材料。

在這條道路上同行者已經越來越多了,有一些倡議組織就建築產品隱含碳做出了承諾,比如建築 2030(Architecture 2030)的隱含碳挑戰,就要求到2040年,建築、基礎設施和相關材料的隱含碳排放應淨零;世界綠建築協會(WGBC)則在淨零碳建築承諾中提到要在2030年減少所有運營碳和隱含碳。

隱含碳11問

第一問:隱含碳的潛力有多大?

答:一項2021年的研究表明,普通的新建築只需花費很少甚至零成本,就能減少19%至46%的前期隱含碳排放量。我們只需要從包括建材設計、去物質化和使用既有的低隱含碳建築材料等方面著手,就能實現這些減排目標。

第二問:營運碳跟隱含碳,哪一個更應優先解決?

答:兩者並不對立,且可以同步進行。

在過去的40、50年間,節能建築的重點主要是提升建築能效,因為這可以直接減少能源消耗和碳排放。但是僅僅減少運營碳排放是不夠的,根據世界綠建築協會的要求,到2050年,所有建築都需要達到淨零排放,這也包括隱含碳。值得慶幸的是,我們目前積累的經驗以及相關的體系(以 LEED 為例)也能夠迅速將隱含碳提升到和運營碳同等重要的位置。

第三問:減少隱含碳,最重要的是什麼?

答:正如文章所說,減少隱含碳沒有靈丹妙藥。任何一種單一產品或策略都無法大幅降低建築的隱含碳。報告列出七項策略:再利用(Reuse)、去物質化(dematerialize)、使用碳儲存材料、用低碳排產品替換高碳排產品、材料採購、循環設計。

第四問:低隱含碳的材料花費更多嗎?

答:減少建築中的隱含碳不一定會影響項目的硬成本或施工進度。一些案例研究表明,在成本溢價不到1%的情況下,前期隱含碳可以降低20%到46%不等。

第五問:要解決隱含碳,我應該如何量測(measure)?量測哪些面向?

答:選擇合適的生命週期評估(LCA)方法。

比如:全建築生命週期評估(Whole Building Life-Cycle Assessment ,簡稱 WBLCA),這種方法涵蓋了建築物整個生命週期、所有環境指標的影響;全生命週期碳評估(Whole-life Carbon Assessment,簡稱 WLCA),這種方法只關注隱含碳的全球變暖潛能值;從搖籃到大門(Cradle-to-gate)方法則只考慮產品階段的排放。

第六問:現有關於隱含碳的數據夠確實嗎?

答:「數據」不應該是阻礙決策的因素。在現階段,儘管我們會說「計算」和衡量隱含碳的數據,但使用「估算」更加恰當。就隱含碳來說,現在沒有完美的數據,但已有的數據已經足夠支撐並引導我們前往正確的方向。

第七問:在室內裝修和家具方面是否有足夠的數據支持?

答:目前,室內裝修材料的隱含碳規模數據仍不明確。一項研究表明,假設室內裝修材料的使用週期為12-15年,那麼在一棟建築的整個生命週期中,這些材料所產生的隱含碳可能等於甚至超過建築結構的初始碳足跡。

製造商需要發佈更多家具家飾的產品環境宣告(EPD),以幫助市場瞭解並填補剩餘的數據空白。

第八問:混凝土與鋼鐵產業將走向何方?

答:儘管它們是碳排放最密集的建築材料,但在可預見的未來,混凝土與鋼鐵仍然在建築施工中發揮重要作用。值得慶幸的是,混凝土和鋼鐵產業都有到 2050 年實現脫碳的可行路徑。

第九問:木製產品對氣候更友善嗎?

答:木材的來源是核心 —— 如果木材來自對氣候有不良影響的林業活動,這會對土地利用和環境造成更大的負面影響,反而會導致碳排放的增加。反之,建築中的木材就有可能成為可再生的、能夠進行碳儲存的材料,進而減少隱含碳排放。

木材供應鏈需要公開更多資訊,增加木材的透明度和可追溯性,並鼓勵業界以高於現有標準和法規的要求進行森林管理。

第十問:把碳儲存在建築物中,真的可行嗎?

答:答案是肯定的。

碳儲建築材料有很多形式,每一種形式都有不同的生命週期影響。現今的碳儲材料主要有兩大類:生物質碳儲材料(Biogenic Carbon Storage)以及礦化物碳儲材料(Mineralized materials),前者包括農業廢棄物、竹子、玉米、木材等,後者則包括藻類和微生物生成的水泥、合成的石灰石骨料等等。

第十一問:關於隱含碳的全球政策是怎麼樣的?

答:2017年起,關於建築營造隱含碳的倡議及法規逐漸增多。2023年8月,加州成為美國第一個通過全建築隱含碳政策法案的州政府。此外,英國倫敦要求對大型開發計畫進行強制性的全生命週期評估(WLCA)。

參考資料

USGBC Driving Action on Embodied Carbon in Buildings

RMI Driving Action on Embodied Carbon in Buildings

Concrete Products(2023年9月29日),USGBC, RMI release “Driving Action on Embodied Carbon in Buildings”

LEED(2023年11月17日),報告 | 關於隱含碳的11問,USGBC 給出了答案

FB留言板

PeoPo 討論區

回應文章建議規則:

  • 文章屬於開放討論空間,回應文章的議題與內容不代表本站的立場
  • 於明知不實或過度謾罵之言論,本站及文章撰寫者保留刪除權
  • 請勿留下身份證字號、住址等個人隱私資料,以免遭人盜用,本站不負管理之責
  • 回應禁止使用HTML語法
0

加入時間: 2007.11.14

台達電子文教基金會

加入時間: 2007.11.14
1,545則報導
1則影音
3則OnTV

作者其他報導

隱含碳11問:淨零碳建築承諾中,不容忽視的隱含碳

搜尋表單

目前累積了189,557篇報導,共12,954位公民記者

目前累積了189,557篇報導

12,954位公民記者