随着越来越多的国家、州、城市和组织承诺在本世纪中叶实现碳中和，零碳建筑作为一项关键的气候解决方案，终于获得了其应有的关注。建筑占全球温室气体排放量的近40%。好消息是，随着公开承诺和全球倡议的推出，人们对零碳建筑的兴趣和投资都在增长。
在2018年约翰逊控制公司能源效率指标研究中，20个国家的1900家全球组织中有50%计划在未来10年内至少拥有一座零碳（或净零能耗）建筑。此外，59%的组织计划在明年增加对能源效率、可再生能源和智能建筑技术的投资。这些投资是新建和既有建筑实现脱碳的关键。
良好的DEED
零碳建筑和社区的设计受四大主要趋势驱动：电网脱碳；建筑空间和热水供暖电气化；提高能效以降低能源需求；以及数字化，以在满足建筑使用者和能源电网需求方面提供所需的灵活性。能效，尤其是在系统层面通过数字化实现时（即主动能效），对于动态削减高峰需求和保障可负担性至关重要。能效方面每投入1美元，长期可带来3美元的回报，并节省2美元的能源供应投资。综合来看，这四个良好的“DEED”——脱碳、电气化、能效和数字化——为建筑和社区助力低碳未来提供了全面路径。
尽管零碳建筑和社区可能看似复杂且罕见，但在Architecture 2030、全球建筑与建设联盟以及世界绿色建筑委员会等全球组织的支持下，它们正迅速成为主流。目前不足1%的新建建筑按零碳或零碳就绪标准建造，但多个城市、企业和房地产机构已承诺到2030年，其投资组合实现100%零碳。此外，如以下案例所示，世界每个气候带都可以找到零碳建筑。
为助力实现加州雄心勃勃的气候目标，加州大学承诺到2025年实现100%可再生能源。斯坦福大学虽不属于州立大学体系，但同样承诺了这一目标，并在校园建筑中进行了能效投资，通过整体建筑改造节能高达50%，平均节能24%。为实现可再生能源目标，该校园增设了5兆瓦屋顶太阳能和68兆瓦的场外集中式太阳能电站。随后，它停用了一座燃气热电联产电厂，并将蒸汽供暖系统改为热水系统，使校园90%的供暖可由一座新的中央能源设施中的热回收冷水机提供。一套先进的模型预测控制器利用七天的热负荷预测和实时能源价格，优化大型冷水和热水储罐的使用。预计其影响包括温室气体减排68%、节水15%，并在35年内节省成本4.2亿美元。
与加州类似，夏威夷大学体系承诺到2035年实现100%可再生能源，比2045年的全州可再生能源承诺提前10年。毛伊学院首先聚焦能效，通过新的建筑控制系统、HVAC（供暖、通风和空调）设备改造、隔热窗膜以及LED照明升级，使其电力需求降低了45%。随后，该学院安装了2.8兆瓦太阳能光伏和13.2兆瓦时储能，成为全国首个完全由现场100%可再生能源供电的校园。建筑能源管理系统与照明、电动汽车充电、太阳能光伏及电池储能系统实现数字化集成，微电网控制器还为电力公司提供负荷转移和电网稳定服务。该项目涵盖五个校区，将在20年内节省7900万美元，并通过能源节约绩效合同融资，无需纳税人或电费缴纳者投入资金。
从热带气候转向极端炎热干燥的气候，正在阿拉伯联合酋长国沙迦建设的新Bee’ah总部旨在成为中东最智能、最可持续的建筑。这座7,450平方米的建筑由享誉世界的扎哈·哈迪德建筑事务所设计，将100%由现场3.23吉瓦时的太阳能光伏供电。其设计符合LEED铂金级标准，并包含多项主动和被动能效措施，包括动态窗户控制、采光控制、隔热玻璃和高效HVAC系统。所有建筑系统的数据均存储于数字数据库中，以支持先进的数据分析和机器学习，从而持续降低环境影响并提升使用者工作效率。
当前最令人瞩目的零碳建筑之一位于北纬63度的挪威特隆赫姆，由Powerhouse联盟设计。Powerhouse Brattorkaia在整个建筑生命周期内都是能源正值的，包括建筑材料中的隐含能源以及报废拆除阶段。这是一栋八层办公楼，配备3,000平方米太阳能光伏，年发电量为85,000千瓦时，多余电力足以为200辆电动汽车充电。一套海水源天然制冷剂热泵通过区域能源系统为该办公楼以及部分邻近建筑提供全部冷暖供应。
世界经济论坛如何推动清洁能源转型？
能源与材料中心汇聚各方领袖，共同理解重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。该中心提供一个平台，用以探讨能源安全、可负担性与可持续性之间的交叉关系。
通过跨价值链和跨地区的合作，该中心推动共同路径的形成，帮助合作伙伴围绕切实可行的解决方案达成一致，以实现安全、低碳和公平的转型。
该建筑能效极高，获得了BREEAM卓越绿色建筑标准认证，其配备了空气侧热回收系统、超强隔热围护结构、热质量的供暖与制冷控制，以及可供使用者自主调节的照明与通风系统。名为“Smart by Powerhouse”的数字化战略定义了五个智能级别，包括自动化、智能就绪、智能标准、智能预测和智能认知。全部14套建筑技术系统均通过通用数字基础设施相连，可实现远程监控，从而优化全部25个Powerhouse站点的能源使用和运营。
这些来自世界各地的多元项目表明，聚焦脱碳、电气化、能效和数字化，能够打造智能、安全、可持续且可负担的零碳建筑和社区。
观看2020年达沃斯论坛的一场小组讨论，主题为《打造碳中和未来》
