什么是零碳氣象資源？如何實現全年“零碳居住”？
【谷騰環保網訊】實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，涉及生活的方方面面，探索各行各業的碳中和之路，是迫在眉睫的任務。筆者認為，開發利用好人居環境中的零碳氣象資源，是人居領域能否率先走上碳中和之路的關鍵。
冷暖工程是人居環境中的主要碳源。人類生活的適宜溫度是相對恒定的，太冷或太熱都要借助技術手段來改善居住條件，以獲得適宜溫度，而這個過程需要碳排放。換句話說，人居環境中碳排放的多寡，實際上取決于自然氣象條件與人類適宜氣象條件的差異，這個差異越大，人居環境的碳消耗也就越大。
從碳排放角度看，氣象條件本身就是一種資源，它從根本上決定了一個地方人居環境的碳排放強度，并由此派生出“零碳氣象資源”的概念。狹義的“零碳氣象資源”可以看作是大氣環境資源的一部分，指某地全年不需要碳排放即可維持適宜氣象條件所占的時長，它涵蓋氣溫、比濕和風環境等要素。
考慮到人體的適宜氣溫，可以將某地一年中氣溫處于18℃—27℃之間的時長看作“零碳氣象資源”的絕對量，在此期間，適宜人居環境的維持處于零碳狀態。
進一步考慮現代建筑的作用，按照目前的平均水平，高溫時段室內外溫差約為3℃，低溫時段室內外溫差約為5℃。雖然不同城市、不同氣候類型這個數據可能有所不同，但我們仍不妨將氣溫處于13℃—30℃之間的時長定義為人居“零碳氣象資源”的基準線。這是普通建筑在零碳條件下可以維持適宜溫度的氣溫區間。這意味著，現代建筑技術，人為地將“零碳氣象資源”向上爭取了3℃，向下爭取了5℃。
那么，能否繼續爭取呢？這是“雙碳”背景下現代建筑體系需要回答的問題。相關資料顯示，高標準的建筑設計，可以將高溫時段室內外溫差提高到5℃，將低溫時段室內外溫差提高到8℃。基于這種考慮，我們可以將氣溫處于10℃—13℃和30℃—32℃的時段，定義為“零碳氣象資源”的可開發量，因為在這個氣溫區間，通過建筑改良，仍可以實現零碳居住。
建筑工藝水平的作用發揮完畢后，似乎還有不少時間無法實現零碳居住。接下來就要從碳中和的角度來考慮了。
實現碳中和大致有兩個思路：一是整個活動過程中產生的碳量，被以其他形式的碳匯給固定下來了，如生物固碳、碳捕捉等；二是整個活動過程中使用的碳，是綠色可以循環的碳，如使用綠色能源等。
一個地區的人居“零碳氣象資源”，從碳中和角度來說，首先要考察這一地區的太陽能資源。高于32℃、低于10℃的時間，采用制冷和取暖技術所消耗的能源有多大，此地的太陽能資源在現有技術條件下是否可以補償，是需要進一步挖掘的問題。如果太陽能資源足以抵消取暖和制冷的能耗，則說明這一地區具有實現“零碳居住”的潛力。
例如，江蘇某地的“零碳氣象資源”絕對量為2506個小時，占全年比例28.61%。“零碳氣象資源”基線為4586小時，占全年比例52.36%。也就是說，這里全年有一半以上的時間處于“零碳居住”狀態。此地的“零碳氣象資源”可開發量為1040小時，占全年比例11.87%。這說明，如果進行一次建筑技術升級，“零碳居住”時長可以提升1000多個小時，節約10%以上碳排放。此地需要制冷和取暖的時長為3133小時，占全年比例35.77%。
這一部分時間如果想實現“零碳居住”，則需要通過碳中和來完成。再對此地的太陽能資源進行統計，發現太陽能資源約為1354千瓦時/平方米·年，按照2.5的容積率（高層住宅）計算，人居太陽能資源約為540千瓦時/平方米·年，按照15%的利用率估算，人居太陽能資源約為81千瓦時/平方米·年。要實現3133小時的制冷和取暖，按照現行民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范的能耗估算，大約需要62.7千瓦時/平方米·年的能耗。到這里我們大致就會明白，如果再加上太陽能的碳中和，江蘇此地的人居“零碳氣象資源”量就超過了8760個小時，完全有條件實現全年的“零碳居住”。
大自然是人類賴以生存發展的基本條件。尊重自然、順應自然、保護自然，是全面建設社會主義現代化國家的內在要求。在實現碳中和的道路上，我們首先要做的就是從自然界中找答案。
事實上，人居環境中的“零碳氣象資源”比想象中要豐富得多。我國早在工業革命之前，就對“零碳氣象資源”的開發利用做了很多探索，積累了豐富的經驗。傳統建筑的選址、設計、工藝和材料，附屬設施的構造，無不透著古人對天然氣象條件利用的智慧。只是現代技術的快速更迭，經濟的迅速發展，城鎮化的推進，讓我們一時無法靜下來思考這個問題。
在人居“零碳氣象資源”的框架下，對居住環境的減碳任務進行逐步分解，碳中和的任務就顯得沒有那么困難。一個地方，一年有多少個小時的“零碳氣象資源”，有多少小時的冷暖需要通過分布式光伏電站來中和，本地的太陽能資源夠不夠，是否具備建設“零碳小區”的天然條件，或將成為地方政府需要關注的問題。因為它關系到本地碳中和任務的完成和國家碳中和目標的實現。
隨著更多的氣象和環境衛星上天、地面監測網絡不斷完善，我國已經完全有能力進行全方位精細化的“零碳氣象資源”摸底統計，并在此基礎上確定“零碳居住氣候區”，優先在“零碳氣象資源”相對豐富的地區推動“零碳小區”試點建設工程，探索人居領域的碳中和之路。
作者系粵港澳大灣區氣象監測預警預報中心副主任、深圳氣象創新研究院副院長
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