打造未来:减少整个基础设施生命周期的碳足迹

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  • 全球建筑存量预计将现有建筑面积翻一番,并在未来四十年内再增加2410亿平方米。

  • 工业基础设施项目中使用的四种主要材料(水泥、铁、钢和铝)的排放量,占全球年度二氧化碳(CO2)排放量的7.3%。

  • 采用全生命周期方法发展低碳基础设施(即所有或大部分材料均被回收或再利用),对于实现气候目标至关重要。

  • 了解城市转型中心报告的更多信息:《基础设施全生命周期方法实施:城市政策路线图》。

全球人口增长和城市化将推动大规模发展,使向低碳基础设施转型比以往任何时候都更加关键。全球建筑存量预计将现有建筑面积翻一番,并在未来四十年内再增加2410亿平方米。这相当于在未来40年里,每个月在全球新增一座纽约市。

联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯曾估计,到2050年,支持这些建筑及其居住者所需的基础设施中仍有四分之三尚不存在。

这些预测因以下事实而更趋严峻:这四种基础设施项目中使用的主要材料(水泥、铁、钢和铝)的排放占全球年度CO2排放量的7.3%,数据依据是Architecture 2030对国际能源署数据的分析。基础设施约占全球水泥排放的近一半,占全球铁、钢和铝排放的四分之一以上。

实现全生命周期的低碳基础设施

要了解如何减少基础设施对环境的影响,就需要了解其生命周期:从产品阶段(原材料开采、制造和运输),到施工阶段、使用阶段,直至最终的报废阶段。可以在生命周期的各个阶段实施相关战略和政策,以应对这些环境影响。

产品阶段

低碳基础设施领域日益增长的政策趋势是“清洁采购”(Buy Clean),其重点关注与材料相关的碳影响。据碳领导力论坛(Carbon Leadership Forum),这些政策正被各州、地方政府和联邦机构采用,主要应用于建筑和基础设施领域。通过使用环境产品声明(类似于营养标签,但针对碳排放),这些政策帮助利益相关方在不牺牲耐久性或性能的前提下选择低碳材料。

例如,今年早些时候,华盛顿州州长杰伊·因斯利(Jay Inslee)签署了具有里程碑意义的《Buy Clean, Buy Fair》法案,该法案通过要求报告州建设项目所用材料生产过程对环境和劳动力的影响,来应对隐含碳问题。

主要条款包括:

  • 报告混凝土、钢材和木材的相关情况。

  • 建立数据库(用于跟踪信息、管理合规性并促进透明度)。

  • 召集工作组,就未来政策和项目发展提出建议。

“清洁采购”等采购政策是一个很好的开端,但仅涵盖生命周期的产品阶段。基础设施施工过程中使用的卡车、起重机和其他设备也会产生排放。总承包商正开始采取战略以减少这些影响,包括使用替代燃料、减少怠速时间以及在现场再利用材料等。

可持续建筑领导者小组创建了“承包商承诺”(Contractors Commitment),旨在推行可持续建筑实践,帮助这些机构量化、衡量并优先考虑此类措施。

施工阶段

制备低碳混凝土的一项关键策略是减少水泥用量,因为水泥是排放强度最高的成分。

负责建设西雅图风暴队篮球表现中心的团队——Sellen Construction、Stoneway Concrete和ZGF Architects——找到了实现这一目标的方法。他们将地基和墙体所用混凝土的养护时间从28天延长至56天,从而在仍能达到所需强度的同时减少水泥用量。

该项目的碳排放比该地区平均配比低40%,并已实现“混凝土先行者联盟”(First Movers Coalition for Concrete)2030年目标减排量的80%。混凝土先行者联盟(First Movers Coalition for Concrete)。

四家公司将水泥和混凝土转化为低碳材料
四家公司将水泥和混凝土转化为低碳材料
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使用阶段

基础设施生命周期的后续阶段包括运营、维护和维修。可持续基础设施研究所(Institute for Sustainable Infrastructure)开发了Envision,这是一个可持续发展框架和评级体系,旨在提供一致的方法,用于界定和衡量项目运营期间何为可持续基础设施(包括温室气体排放)。

包括迈阿密-戴德县以及洛杉矶市县在内的多个地方政府,已开始采用Envision框架开展相关工作。

此外,美国土木工程师协会的“2050基础设施”(Infrastructure 2050)计划的设立,部分是为了帮助工程师理解并切实计量多年维护和维修工作对环境的影响。

基础设施涵盖桥梁、隧道、道路、航空、公用事业、港口等众多系统。每个系统的维护和维修工作差异显著。例如,交通隧道的结构通常设计为在典型的100年以上使用寿命内保持防水状态;维护和维修工作更多与隧道内的配套系统和设备相关,与结构本身相关的较少。

然而,由于天气和使用造成的损耗,典型桥梁的结构在其40年以上的使用寿命内可能需要大量维护和维修工作。此外,缺乏预防性维护会显著加重未来所需的维修程度,往往导致成本增加和交通延误。

总部位于密苏里州的HNTB与西弗吉尼亚州收费公路管理局合作,制定了可持续保护策略(例如桥梁清洗和桥面密封),以延长桥梁使用寿命,从而推迟大规模修复或更换的需要,进而减少其整体碳足迹。

报废阶段

最后是基础设施的报废阶段。当基础设施完成其设计的“使用寿命”后,这项投资将何去何从?项目是被拆除且材料被填埋从而产生排放,还是在设计之初就考虑到拆解,使其材料重新纳入循环经济模式?

在埃利尼科公园(Ellinikon Park),这是一个将废弃机场改造为希腊雅典大型沿海公园的重大项目。Sasaki的景观建筑师、规划师及其他专业人员团队着手尽可能再利用一切资源,以最大限度地减少项目的碳足迹。现有停机坪和跑道的超过30万平方英尺混凝土被再利用,作为公园讲述其过往用途的一部分。

世界经济论坛为促进可持续城市发展做了哪些工作?

城市造成了全球75%的温室气体排放,居住着全球一半以上的人口,而到2050年,这一比例将增至三分之二。通过优先发展清洁能源,城市可以贡献将全球变暖控制在2°C以内所需减排量的一半以上,这与《巴黎协定》的目标相一致。

为了在2050年前实现净零与自然正向城市及社区,世界经济论坛正与公共和私营部门的利益相关方合作,开展各类倡议,通过地方行动推动实现全球层面的宏伟目标。以下仅列举部分:

  • 达沃斯建筑文化联盟(Davos Baukultur Alliance):推动以气候韧性、可持续性和建成环境循环性为原则,实现建筑、基础设施和公共空间的高质量规划、建设与管理。了解更多。

  • 全球新出行联盟(Global New Mobility Coalition):探索减少拥堵和排放、加强电动汽车基础设施建设以及转变城市出行与配送方式的新解决方案。了解更多。

  • 城市创新联盟(Alliance for Urban Innovation):连接创新者和企业家与新市场和新机遇,以重塑并提升生活质量和地方经济。了解更多。

  • G20全球智慧城市联盟(G20 Global Smart Cities Alliance):加快推进智能、务实的解决方案,以建立气候韧性、增进公共福祉,并应对城市和地方社区面临的最紧迫挑战。了解更多。

  • 旅游业的未来(Future of Travel and Tourism):推动包容性和可持续的经济增长,同时保护文化遗产和自然生态系统。了解更多..

了解您如何参与我们为打造更具可持续性和宜居性的城市与社区所做的努力,请通过此处联系我们。

展望未来,拥抱低碳基础设施对于实现全球气候目标和确保可持续发展至关重要。

世界经济论坛G20智慧城市工作组着手制定全生命周期碳评估强制性示范政策,以帮助城市果断迈出一步,减少其建成环境的碳足迹,并实现气候中和与净零排放目标。

建筑层面脱碳政策的演变能否为基础设施的全生命周期碳管理方法提供借鉴?论坛新近发布的报告《基础设施全生命周期方法实施:城市政策路线图》,旨在回答这一问题及其他问题,并平衡全球基础设施关键需求的短期与长期影响。

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