Як декарбонізувати міське будівництво та інфраструктуру: 8 стратегій

Хоча міські райони перебувають у центрі глобальної кліматичної дилеми, вони також мають потенціал стати джерелом революційних рішень. На міста чиниться все більший тиск щодо зменшення їхнього впливу на навколишнє середовище, оскільки будівлі та інфраструктура становлять приблизно 39% світового викиди вуглецю, пов'язані з енергетикоюЦього можна досягти, коли ми декарбонізуємо міське будівництво.

Ця значна частина складається з 28% експлуатаційних викидів, таких як опалення, охолодження та освітлення, та 11% з втіленого вуглецю, який є викидами, пов'язаними з виробництвом, транспорт, та будівельні матеріали. Очікується, що до 2050 року міське населення становитиме 68% населення світу, що лише збільшить попит на додаткову інфраструктуру та будівництво.

Ці викиди ось-ось зростуть, якщо не буде вжито негайних та продуманих заходів, що погіршить ситуацію. зміни клімату та пов'язані з цим проблеми, такі як виснаження ресурсів, суворі погодні умови та підвищення температури.

Міська інфраструктура та будівлі повинні бути декарбонізовані з соціальних та економічних причин, окрім екологічних. Здорові міста з кращою якістю повітря, меншою шумове забруднення, та більше зелених насаджень – ось що обіцяє перехід до низьковуглецевого міського середовища, і всі ці фактори покращують результати громадського здоров’я.

З точки зору економіки, це стимулює інновації, залучає інвестиції у стійкі технології та створює робочі місця в «зелених» галузях промисловості. З точки зору суспільства, це гарантує справедливий доступ до надійної інфраструктури, особливо для маргіналізованих груп, які часто непропорційно страждають від... погіршення навколишнього середовища.

Щоб допомогти містобудівникам, забудовникам та прихильникам сталого розвитку у перетворенні міських ландшафтів на стійкі моделі в умовах швидкого зростання міст, цей посібник розглядає здійсненні дії, найсучасніші технології та методи співпраці.

Чому важливо декарбонізувати міське будівництво

Через значний внесок міських будівель у глобальні викиди парникових газів, їх необхідно негайно декарбонізувати. Програма Організації Об'єднаних Націй з навколишнього середовища (ЮНЕП) повідомляє, що 39% викидів вуглекислого газу, пов'язаних з енергетикою, походить лише від будівельної галузі, що підкреслює внесок цього сектору у зміну клімату.

Одним важливим, але невидимим фактором є втілений вуглець, який включає викиди від виробництва, транспортування та видобутку основних матеріалів, таких як сталь і цемент. Наприклад, хімічні реакції, що утворюють клінкер, побічний продукт виробництва цементу, вивільняють CO₂, що робить його значним джерелом викидів.

З іншого боку, експлуатаційні викиди є результатом щоденного споживання енергії будівлями, оскільки системи опалення та охолодження часто використовують викопне паливо в багатьох районах. Якщо нічого не вжити, наслідки будуть серйозними. Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) попереджає, що якщо декарбонізація не буде впроваджена, зростання населення та урбанізація можуть призвести до зростання світового попиту на енергію в будівлях на 50% до 2050 року.

Мета Паризької угоди збереження глобальне потепління Зниження температури до 1.5°C було б складніше досягти за цим сценарієм, оскільки інфраструктура з високим рівнем викидів буде заблокована на десятиліття. Окрім екологічних проблем, вагомим є економічний аргумент: згідно з прогнозами Світового банку, якщо не буде усунено проблему збитків, пов'язаних зі зміною клімату, міста можуть втратити до 77% свого ВВП до 2050 року.

З іншого боку, інвестиції в декарбонізацію, зроблені сьогодні, можуть вигідно окупитися; за даними Глобальної комісії з адаптації, кожен долар, витрачений на надійну інфраструктуру, може призвести до економії в розмірі 4 доларів у майбутньому. Декарбонізація — це багатогранна мета, оскільки чистіші міста підвищують продуктивність і якість життя, зменшуючи проблеми зі здоров’ям, такі як респіраторні захворювання.

Ключові стратегії декарбонізації міського будівництва та інфраструктури

• Впроваджуйте екологічно чисті будівельні матеріали
• Просування енергоефективного дизайну
• Перехід до будівель з нульовим рівнем викидів
• Інтеграція зеленої інфраструктури
• Декарбонізація будівельних процесів
• Модернізація існуючих будівель та інфраструктури
• Посилення політики та стимулів
• Залучайте зацікавлених сторін і спільноти

1. Використовуйте екологічно чисті будівельні матеріали

Переосмислення вибору матеріалів для зменшення викидів вуглецю є наріжним каменем декарбонізації міських будівель. Традиційні матеріали, такі як сталь і бетон, потребують багато енергії; лише виробництво цементу становить 8% викидів CO2 у світі.

Деревина з лісів, що керуються принципами сталого розвитку, або бамбука, який є відновлюваним та має нижчу вуглецевий слід, є гарними альтернативами. Зольно-бетонний матеріал, який створюється шляхом поєднання побічних продуктів спалювання вугілля, може зменшити використання цементу до 30%, тоді як перероблена сталь зменшує потребу у видобутку чистої залізної руди.

Завдяки збору таких матеріалів, як цегла та пиломатеріали, зі знесених будівель, сміття не потрапляє в приміщення. сміттєзвалища, а потреба в нових ресурсах ще більше зменшується. Крім того, місцеве постачання зміцнює регіональну економіку та зменшує викиди, пов'язані з транспортом, створюючи модель циркулярної економіки, яка підтримує цілі сталого розвитку.

2. Просування енергоефективного дизайну

Протягом життєвого циклу будівлі енергоефективне проектування є важливим для зниження експлуатаційних викидів. Завдяки використанню природних компонентів, пасивні проектні рішення можуть мінімізувати споживання енергії.

Наприклад, орієнтація будівель для максимального збільшення сонячного світла, встановлення високоякісної ізоляції та проектування природної вентиляції можуть досягти 40% зниження потреб в опаленні та охолодженні. Теплова ефективність ще більше підвищується завдяки високоефективним огороджувальним конструкціям будівель, які включають передові вікна, стіни та дахи.

Оптимізація споживання енергії в режимі реального часу досягається за допомогою інтелектуальних технологій, таких як датчики для керування температурою, автоматизоване освітлення, яке адаптується до кількості людей, та складні системи керування опаленням, вентиляцією та кондиціонуванням повітря. Згідно з Міністерство енергетики США, ці конструкції є важливими для низьковуглецевого міського розвитку, оскільки вони можуть скоротити споживання енергії на 30-50%.

3. Перехід до будівель з нульовим рівнем викидів

Для декарбонізації ідеальними є будівлі з нульовим рівнем викидів — ті, що виробляють стільки ж енергії, скільки споживають щороку. Ці будівлі використовують технології відновлюваної енергетики такі як геотермальні теплові насоси, які використовують постійну температуру Землі для ефективного опалення та охолодження, або дахові системи Сонячні панелі, що в сонячних районах може забезпечувати 70–80% потреб будівлі в електроенергії.

У деяких мегаполісах з достатніми вітровими ресурсами, вітрових турбін є можливими. Системи акумуляторного зберігання енергії гарантують стабільне електропостачання, накопичуючи додаткову енергію для використання вночі або в похмурі умови.

Ці будівлі покращують енергетичну стійкість завдяки інтеграції з інтелектуальними мережами, які балансують зовнішнє постачання та виробництво енергії на місці. За даними Коаліції за чисту нульову енергію, ці споруди можуть стати вуглецево-нейтральними, встановлюючи стандарт для міський розвиток в майбутньому.

4. Інтеграція зеленої інфраструктури

Зелена інфраструктура покращує сталий розвиток та умови проживання, поєднуючи природні рішення з міським плануванням. Зелені стіни та дахи, вкриті рослинністю, забезпечують додаткову ізоляцію та знижують температуру поверхні до 5°C, зменшуючи потребу в енергії для охолодження.

Окрім покращення якості повітря та контролю стоку шляхом природної фільтрації, міські парки та ліси служать раковини вуглецю, зберігаючи CO₂. Дощова вода може просочуватися крізь проникні тротуари, знижуючи небезпеку затоплення та зняття навантаження на дренажні системи.

Зелені дахи були включені до 75% нового будівництва в таких містах, як Копенгаген, що ілюструє, як ці дії можуть перетворити міські ландшафти на стійкі екосистеми з низьким вмістом вуглецю.

5. Декарбонізація будівельних процесів

Щоб зменшити вуглецевий слід, потрібно змінити сам процес будівництва. Викиди дизельного палива можна усунути, електрифікуючи обладнання, таке як екскаватори та крани, та використовуючи для їх живлення відновлювані джерела енергії, такі як вітер або сонце.

Збірне та модульне будівництво, в якому деталі виготовляються поза межами будівельного майданчика та збираються на місці, зменшує кількість відходів та пришвидшує виконання робіт, що призводить до зниження нецільового використання матеріалів на 20–30%.

Під час будівництва інформаційне моделювання будівель (BIM) оптимізує споживання ресурсів та зменшує викиди, забезпечуючи точне планування матеріалів та моделювання енергії. За даними Інституту будівельної промисловості, ці досягнення мають вирішальне значення для сталого розвитку міст, оскільки вони можуть скоротити вуглецевий слід проектів на 15–25%.

6. Модернізація існуючих будівель та інфраструктури

Модернізація є вирішальною тактикою, оскільки 80% конструкцій, які будуть використовуватися у 2050 році, вже існують. Споживання енергії можна зменшити на 30–50%, додавши склопакети, покращивши ізоляцію та перейшовши на світлодіодне освітлення.

Цілі щодо відновлюваної енергії досягаються шляхом переходу від систем опалення на основі викопного палива до електричних теплових насосів або замінники біомасиЗавдяки розподілу ресурсів між кількома будівлями, системи централізованого теплопостачання та охолодження, які централізують розподіл енергії в густонаселених міських районах, підвищують ефективність.

Потенціал модернізації демонструє програма Європейського Союзу «Хвиля реконструкції», метою якої є збільшення темпів реконструкції в чотири рази та скорочення викидів від існуючих будівель на 60% до 2030 року.

7. Посилення політики та стимулів

Для масштабування декарбонізації необхідне державне втручання. Усі нові проекти повинні відповідати мінімальним критеріям енергоефективності, визначеним правилами екологічного будівництва, такими як Міжнародний кодекс енергозбереження. Балансування початкових витрат, податкових пільг, грантів та субсидій заохочує забудовників використовувати чиста технологія та матеріали.

Ринкові переваги відкриваються завдяки таким політикам, як схема «Зелений знак» Сінгапуру, яка сертифікує екологічно стійкі будівлі. Щоб створити правову базу, яка заохочуватиме широке впровадження, Всесвітня рада з екологічного будівництва закликає уряди пов’язати державні закупівлі з цілями сталого розвитку та сприяти впровадженню норм щодо нульового рівня викидів вуглецю до 2050 року.

8. Залучення зацікавлених сторін та громад

Декарбонізація вимагає командної роботи. Довгострокові переваги низьковуглецевої архітектури, такі як зниження витрат на комунальні послуги та здоровіші умови життя, підкреслюються шляхом навчання місцевих жителів та забудовників за допомогою семінарів та кампаній. Співпраця з підрядниками, інженерами та архітекторами гарантує технічну життєздатність та креативність.

Для забезпечення соціальної справедливості та уникнення «зеленого розриву» необхідний рівний доступ до зеленої інфраструктури, щоб гарантувати, що громади з низьким рівнем доходу користуватимуться чистою енергією та зеленими зонами. Проекти, що очолюються громадами, такі як міське планування за участю громад у Торонто, показують, як залучення зацікавлених сторін може допомогти проектам відповідати місцевим вимогам та сприяти сталому розвитку культури.

Реальні приклади декарбонізації міст

Використовуючи електричні машини та відновлювальна енергія Щоб створити Powerhouse Telemark, споруду з позитивним чистим енергоспоживанням, Осло, Норвегія, встановило стандарт для будівельних майданчиків з нульовим рівнем викидів. Завдяки стимулам та суворим вимогам, схема стимулювання Green Mark у Сінгапурі сертифікувала понад 4,000 будівель, що призвело до скорочення споживання енергії на 25%.

У рамках своєї Стратегії чистого нульового викиду, Лондон, Велика Британія, відремонтував понад 1,000 громадських будівель, підвищивши їхню енергоефективність на 40%. Ці приклади слугують моделлю для інших міст, демонструючи, як декарбонізацію можна прискорити за допомогою політики, технологій та участі громадян.

Висновок

Декарбонізація міської інфраструктури та будівництва є нагальною потребою, а не довгостроковою метою. Інноваційні матеріали, енергоефективні конструкції, технології відновлюваних джерел енергії та суворе регулювання за участю громади повинні об'єднатися, щоб задовольнити цей попит.

Міські планувальники повинні надавати пріоритет сталим практикам у всіх своїх проектах; законодавці повинні забезпечувати дотримання та стимулювати екологічні стандарти; будівельники повинні використовувати інноваційні методи; а мешканці повинні підтримувати екологічні зусилля та брати участь у них.

Прийняття обґрунтованих рішень зараз прокладе шлях до громад з нульовим рівнем викидів, що обіцяє час, коли розширення міст та здоров'я співіснують. Міста можуть взяти на себе ініціативу у переході світу до більш стійкого, сталого та справедливого суспільства, діючи зараз.

Рекомендації

• Деградація земель, причини, типи, наслідки та рішення
  .
• 10 внесків розумних міст у адаптацію до зміни клімату
  .
• 11 Причини деградації ґрунтів
  .
• 12 основних причин зникнення видів
  .
• 12 наслідків міського лісу: як дерева змінюють життя в місті