双碳背景下建筑企业装配式建筑业务绿色低碳发展路径研究

徐静 XU Jing

（中铁六局集团有限公司，北京 100000）

0 引言

温室气体过度排放导致的温室效应，已成为国际社会关注的重点。为解决这一刻不容缓的生态环境问题，目前已有超过130个国家和地区提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，中国也于2020年9月提正式提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标，但当前中国碳排放总量仍呈上涨趋势，要在30年内实现“碳中和”，时间任务明显比发达国家更为紧迫。双碳战略目标的提出，同时叠加人口红利衰减加速、新一代产业科技变革的宏观环境变化，建筑行业转型发展的重要性必要性显著提升，而装配式建筑低碳节能的特性，成为推进建筑业向绿色化、工业化、智能化转型发展的有力抓手。

近年来行业内对装配式建筑发展前景、装配式建筑碳排放等方面研究较多，但从建筑企业层面如何在建筑业改革洪流中主动开展装配式建筑业务低碳管理方面的研究较少。本文从国内外建筑业碳排放现状、国内装配式建筑发展特点及前景、装配式建筑碳排放优势等维度，浅析装配式建筑模式是绿色建造的具体表现形式和实现路径，进而提出装配式建筑业务绿色低碳转型发展是大型建筑企业的战略需求和重大战略选择，并探索实现装配式建筑绿色低碳发展的重要举措。

1 国际国内建筑业碳排放现状分析

我国作为世界上最大的新兴经济体，工业、交通、建筑业是碳排放的“三巨头”。其中建筑业是典型的国民经济支柱型产业，自2012年以来，建筑业增加值占国内生产总值的比例始终保持在6.85%以上，2019年达到7.16%，2020达到7.2%，2021达到7.01%，地位持续稳固，“中国建造”“基建狂魔”已成为国家名片，需求仍将维持高位。同时，建筑业仍然存在资源消耗大、污染排放高、建造方式粗放等问题，与“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念要求还存在一定差距。

建筑业的碳排放情况，从国际上来看，据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）调查，建筑能耗占全球总能耗的40%，二氧化碳排放量为36%仅次于工业能耗。从国内来看，2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿tCO2，占全国碳排放的比重为51.3%；2019年全国建筑全过程碳排放总量超过35亿tCO2，占全国碳排放的比重约为35%。综合国内外情况，建筑业碳排放量处于“三巨头”较高位置，并与能源消费、能源转型密切相关，面临减排与节能双重压力，可以说，没有建筑业的碳达峰、碳中和，就不可能实现全社会碳达峰、碳中和的目标。

2 国内装配式建筑发展前景

绿色建筑是近些年，特别是新时代时期国家积极倡导的建筑新理念，装配式建筑凭借绿色又快速的生产方式成绿色建筑的必然选择。同时，随着装配式建筑的配套政策持续加码、技术标准建立健全、社会需求大幅度提升、全产业链稳健协同等转型基础和利好条件多维叠加，将助力推动装配式建筑产业提档加速。

2.1 装配式建筑特点

装配式建筑就是以绿色发展为理念，以建筑业转型升级为目标，以技术创新为支撑，以信息化和现代化的组织管理为手段，以实现建筑工业化为核心，将建筑生产的全过程连接为一个完整的产业系统，实现传统生产方式向现代工业化生产方式转变，从而全面提升建筑工程的质量、效率和效益。与传统建筑相比，装配式建筑在建筑材料制造和施工阶段的碳排放方面具有明显优势，据统计，其生命周期可减少碳排放40%以上，是建筑业实现“碳峰值”和“碳中性”的重要技术路径。

2.2 装配式建筑进入快速成长期

纵观国内装配式建筑发展，可大致分为起步阶段（1949年-1978年）、停滞阶段（1978年-2013年）、快速发展阶段（2013年至今）三个阶段，但当前仍处于快发展初期阶段（见表1）。自2013年开始进入快速发展期，虽国家和地方政策相继出台大量鼓励装配式建筑行业发展的法规与政策，市场规模持续扩大，但同时受政策配套支持力度不够、工程成本不可控、技术标准不健全等方面制约因素逐步显现，形成市场供需不平衡，用户对装配式建筑安全、宜居等性能信任度不高，发展并不充分。2016年是装配式建筑发展的分水岭，国家意志明确提出十年发展目标，相应配套政策和技术标准持续加码，但如何从战略发展的角度稳步推进，特别是时间节点后的发展规划还未详尽开展。2020年双碳目标提出后，对产业结构调整形成机制倒逼，各地方的步伐也随之加快，北京、上海、广东、山东、重庆、湖南、海南等地陆续出台规划及政策，在装配式建筑的规划建设、资金保障、渗透率、预制率、监督管理、激励政策、财政税收、资质配套、招投标等不同程度制定了具体鼓励支持举措，多个省份对于装配式建筑的规划占比明显高于全国指标，装配式建筑市场需求将大大提升。

表1 国内装配式建筑发展历程

2.3 装配式建筑渗透率+预制率有望双重提升

据统计，2016年-2020年全国装配式新建建筑面积分别为1.14亿平方米、1.6亿平方米、2.89亿平方米、4.2亿平方米、6.29亿平方米，这5年每年平均增长幅度为54%；占新建建筑面积比例分别为6.83%、8.4%、13.81%、13.4%、20.5%，装配式渗透率得到稳步提升，反映出地方政府在推动装配式建筑发展层面的态度和决心，装配式建筑项目落地速度有望加大。

但对比发达国家，我国装配式建筑渗透率仍是差距巨大。主要发达国家建筑现代化体系已经较为成熟，多数均曾开发出各类装配式建筑专用体系，并且美国、日本、法国、丹麦、瑞典、新加坡、英国等在2019年装配式建筑渗透率既已达到或超过70%，而我国2019年渗透率仅为13.4%，即使至2025年完成30%的目标，对比之下，我国装配式建筑渗透率仍差距较大。相信在行业和地方政策多重推动下，各地区装配率、预制率有进一步提高空间。

3 装配式建筑与现浇方式比较性优势

装配式建筑采用规模化的生产方式，可在一定程度上减少建筑材料的消耗、建筑垃圾的产生和生产活动中其他的能源消耗；施工过程采用多种机械化安装方式，在一定程度上减少了噪音、废物和废水排放，生命全周期碳排放量较传统现浇模式较低。

一般而言，建筑的碳排放主要由建材生产、建材运输、构件生产、构建运输、现场施工5个建筑物化阶段构成。为比较装配式建筑与传统现浇方式的碳排放量，以混凝土结构装配式住宅为例，对各过程阶段逐一比对。在案例的选取上，按照地域性原则，考虑到国内在用能类型、用能结构、运输方式上的南北差异、地区差异较大，会直接影响碳排放量计算，因此选取同一地区两个装配式建筑案例进行各项指标对比分析。

案例一：广东省珠海市某装配式混凝土建筑项目，建筑基础为预应力管桩，主体结构为剪力墙结构，3层以上实施装配式楼层。项目总用地面积47530.25m2，总建筑面积155104.21m2，容积率为2.5，由12栋16-32层住宅楼组成，最大建筑高度94.74m，高层住宅标准层均采用预制装配式施工工艺，标准预制率约20%，装配率约40%。案例二：深圳市某装配式住宅项目，主要由5层裙房（包括公交场地、客运中心及其配套、商业）、3座住宅塔楼组成，高层住宅采用部分框支剪力墙结构体系。项目总用地面积12406.19m2，总建筑面积93052m2，容积率为5.70，各栋标准层的预制率均不低于15%、装配率均不低于30%。各过程阶段碳排放量对比如表2。

表2 案例现浇工程和装配式工程全过程各阶段碳排放对比（kgCO2e）

由表2可得出，从对于碳排放量占比来看，建材生产阶段和现场施工阶段的碳排放对建筑物物化阶段碳排放总量贡献最大，两者占全部碳排放量的80%-90%以上；建材运输阶段受运输方式影响较大，有一定差别，但整体占比较小；在构件生产、构件运输阶段相比于占比最大两项可以忽略。从碳排放量数值上来看，现浇工程在建材生产、建材运输、现场施工三个阶段均远高于装配式工程。从两种工艺碳排放量对比来看，将案例二中自身现浇部分和装配式部分的碳排放量，分别除以各自部分工程体积，可得出采用装配式工艺可较现浇工艺降低排放量20.11%。

综上所述，可充分证明在碳减排这一指标上，装配式施工工艺减排优势明显。

4 建筑企业装配式建筑业务优劣势分析

装配式建筑的设计、生产、运输、装配各工序环环相扣、互相影响，需要产业链各参与单位充分协作、积极配合。利好政策牵引下，随着市场竞争不断规范、产业发展不断成熟，一体化、专业化、大型集团化将成为未来装配式行业发展的必然趋势。

特别是大型建筑企业已普遍具有较全的装配式建筑产业链、先进的施工技术、雄厚的资金实力、高效能组织管理团队、专业技术人才等资源禀赋。以A建筑企业为例，在建筑产业链方面，覆盖设计咨询、工程建造、装备制造、特色地产、资本运营、矿产资源、金融物贸等，产业链齐全；在装配式产品方面，涵盖了装配式建筑设计，混凝土、钢结构、装修材料部品部件生产，混凝土结构、钢结构安装等；在市场方面，区域布局完善，行业品牌效应较好，市场占有率较高，具备集团化协同发展快速形成装配式建筑业务核心竞争力的优良基础。但目前产业链上各环节企业较为分散，协同平台作用发挥不充分，核心优势不突出，规模化效应有待提升。（见图1）

图1 A建筑企业装配式建筑产业链

5 建筑企业装配式建筑业务绿色低碳发展路径

综上所述，笔者认为大型建筑企业应抢抓市场机遇，以绿色低碳为重大战略选择，以装配式建筑业务的绿色低碳转型发展为战略实施路径，基于装配式建筑物化阶段的各环节，从顶层设计上重塑产业链、供应链、创新链、价值链“四链融合”的绿色低碳发展模式（见图2），主动推行装配式建筑建造全过程的碳排放预测统计和过程管理，最终实现企业碳排放经济效益的提升。

图2 建筑企业装配式建筑绿色低碳发展路径

5.1 构建装配式建筑绿色低碳产业链

整合内部装配式建筑产业链，持续完善“设计咨询-建材供应-装配式构件预制-装配式构件安装-装配式装修”产业链协同机制，在各环节各节点都全面系统地考虑“四节一环保”要求，追求一体化的综合效益最优和资源的循环利用。内部推动设计类、物资供应类、部品制造类、施工类企业资源互补、信息共享；外部推动装配式建筑产业链上下游、产业链外延的相关企业协同共建、利益共享，携手打造高科技创新型装配式建筑业务平台和其他若干个基础设施领域装配式工程总承包企业。

5.2 构建装配式建筑绿色低碳供应链

构建装配式建筑绿色供应链，协同建材采购、设备租购、物资运输、资源再利用等产业链上游企业开展绿色低碳合作模式。研究建立绿色建材采购标准，加大节能低碳产品和服务的采购、推广应用力度。在生产设备选型时，优选国家和行业推荐的低碳节能机械设备，淘汰落后、高耗能机械设备，降低构件生产加工过程中的碳排放。优化采购建材和成品构件的物流运输方案，优选采用清洁能源为动力源的运输车辆，以减少因物流运输方式对资源的消耗和碳排放的增加。推行生产企业“逆向回收”等模式，研究利用尾矿、粉煤灰、电石渣、脱硫石膏、磷石膏等大宗工业固废和建筑垃圾再生材料。同时引导供应商共建绿色供应链，将供应商的环保和减碳行动纳入供应商准入评审和考核评价内容。

5.3 部署装配式建筑绿色低碳创新链

围绕装配式建筑产业链部署创新链，加强全过程各阶段节能低碳技术的研发。构建自主创新的装配式建筑技术开放式研究平台，整合社会资源，积极申请专项资金扶持，充分享受税收优惠、财政补贴，有效降低在绿色低碳方面对于新技术、新工艺、新产品的研发成本。加强绿色建造运维一体化技术与新型材料装修和标准体系的研究标准制定工作，提升行业话语权。大力开展绿色、低碳、智能工程建造技术研究，在装配式施工技术方面，积极研发创新装配化建造技术、装修技术，科学改变传统湿作业模式，实现部品部件标准化、装修模块化。在装配式装修材料方面，专注研发环保节能及可循环利用的新型低碳建材。

5.4 重塑装配式建筑绿色低碳价值链

将绿色低碳可持续发展的理念和原则融入企业价值链的运行规则和行动当中，发挥大型企业的市场规模效应、技术效应，积极介入高附加值、低能耗、低污染的装配式建筑高端绿色价值链。利用绿色金融促进绿色价值链的作用，主动参与政府投资的装配类型的建筑项目、产业基地、园区建设等重点建设工程，积极对接好绿色信贷、绿色债券等融资落地效果好的项目，用于促进企业降碳减排和绿色发展。同时，围绕装配式建筑全过程重塑绿色低碳价值链，建立健全装配式建筑全过程碳资产管理体系，积极探索合同能源管理、碳交易、第三方治理等市场机制的应用，积极参与碳信用评级，全面盘活企业的碳资产，提升企业碳排放经济效益。

5.5 实施装配式建筑全过程碳排放测算

构建应用基于BIM的装配式建筑碳排放测算系统平台，在装配式建筑建材生产、建材运输、构件生产、构建运输、现场施工等全过程实施碳排放计量预测统计。在建材运输和构件运输阶段，利用BIM技术优化施工场地布置，优化临时道路以及运输路线，加快机械设备吊装效率，尽量避免二次运输和搬倒。在构件生产阶段，利用BIM技术对建筑材料实施动态管理，材料进场前测算数量，进场后自动更新使用计划，优化资源配置，实现对预制构件的统筹管理以免造成不必要的浪费。在施工阶段，利用BIM技术在装配式建筑前期提高项目施工组织设计、施工方案设计深度，模拟施工过程，从而减少后期因设计误差带来的停工、返工，减少材料浪费，确保的项目高效有序地进行。对于BIM技术的引用同时能够为智能化工厂和智慧工地提供基础数据的支持，助力推动全周期全流程低碳施工。

5.6 加强装配式建造全过程低碳管理

在建造过程中，提升部品部件车间、施工现场管理及技术工人的低碳环保意识。严格控制建材使用量，制定超限额领用审批制度，最大限度减少建筑材料的过程损耗，减少建筑固体废弃物的产生。支持各生产环节企业实施节能减排技术改造，创新节能、节地、节水、节材等绿色施工工艺研发。优化施工组织过程管理，合理安排施工进度和施工机械设备的使用，选择低碳节能的施工机械设备，从而减少闲置和在降低能耗的同时提高使用效率，减少施工过程中的碳排放。提高绿色建材在装配式建筑中的应用比例，优先采用绿色环保建材替代高能耗材料，加强高强度、高性能混凝土、轻集料的使用，在装配式装修中积极推广高性能门窗、装饰保温隔热一体化墙体材料的应用。实施全过程的动态管理，严格控制施工扬尘、噪声、污水排放。

6 结语

“碳中和”和“碳达峰”的国家发展目标进一步揭示了装配式建筑的绿色环保效益，可以预见，未来装配式建筑的发展将会提速。建筑企业应紧抓当前政策和市场机遇，转变绿色生态可持续发展理念，当好低碳发展主力军，从绿色低碳产业链、供应链、创新链、价值链四个层面宏观布局，并大力实施装配式建筑全过程的碳排放测算和低碳管理，推动装配式建筑业务的绿色低碳转型，提升企业碳排放经济效益，促进我国建筑行业整体向绿色低碳可持续的方向发展。