全球能源署指出，建筑与建筑施工部门加起来占全球最终能源消耗的1/3以上，占直接和间接CO2排放总量的近40%。过去的十年里，建筑面积的增长远远超过了人口的增长。未来，新兴经济体和发展中国家的不断增长和人口快速增长的购买力会导致2060年可能会增加至50%。

此外，到2050年，全球的建筑存量预计将翻一倍，这将导致全球建筑业的能源消耗更多、碳排放更多。作为最大的发展中经济体，中国经济正在飞速发展，城镇化进程不断深入，人们对未来美好生活的向住，人在提升对未来建筑的恒温、家居智能化与电气化的需求，加剧了未来建筑的能源需求。

通过优化节能设计以降低总体建筑运行需求，通过发展可再生能源技术以实现建筑零碳排放。如最大限度地利用建筑屋顶面积利用太阳能，改善建筑隔热，采用电热互联供热等策略。建筑是人类赖以生存的场所，是人类一些精神文明的庇护场，它兼具各项功能，又是碳排放“大户”，零碳建筑是人类实现可持续发展的必由之路，道阻且长，有如下关键行动：

1.零碳取暖制冷

提升建筑用电用热中可再生能源比例是实现零碳建筑的关键。而供热与制冷的基于可再生能源的电气化是建筑脱碳的关键。目前，用于加热与制冷的能源占全球最终能源消耗的1/2，产生了大约40%的CO2排放，并且高度依赖化石燃料，造成碳排放与空气污染。电气化在解决上述问题中具有巨大潜力，但前提是电力的来源可再生。目前，电力占全球用供暖总能量的14%，在生活热水中占18%，在炊事中占17%。随着人口逐渐增多，人类生活水平逐渐提升，用于供暖和制冷的能源预计可能翻倍，采用可再生能源电力与持续优化的保温隔热材料，更高效的取暖与制冷系统是实现零碳建筑的关键。

基于可再生能源的电气化是零碳取暖与制冷的关键途径。同时，通过需求侧的设备，如热泵，可以增强高比例可再生能源电网的灵活性。热泵可以在制冷与供暖电气化中发挥重要作用，可以通过与区域供热和制冷网络的集成，为单个房屋或者整个城市区域提供取暖与制冷服务。例如，丹麦奥胡斯利用过剩的风能连接至市区内供热网络的2MW热泵与80MW电锅炉。英国奥克尼群岛的一些家庭也用过剩的风力发电为高效的电热设备加热。

在我国河北省的某些城市，政府与国家电网用过剩的陆上风电提供给用户电加热。自1990年以来，全球用于室内制冷的能源使用量增加了两倍。使用冷冻水和冷库的电气化冷却系统也可以使用可再生电力。如迪拜（阿联酋）、波士顿（美国）、深圳和香港（中国）都有采用上述方案的案例。国家的政策有助于解决零碳供暖供热的障碍与降低成本，如我国北方地区冬季清洁供暖试点项目为电采暖用户提供补助，匈牙利的“H电价”为冬季的电热器具用电提供了优惠电价。

全球约60%的建筑能耗用于供暖与制冷。目前，这些能源需求中的大部分是有分散需求的。在人口密集的城镇区域，区域供暖是整合大量可再生资源的最有效方式。而区域供热网络的建设是推动集中供暖与制冷的主要障碍，可以通过市政投资或补贴等财政支持解决。

如哥本哈根建立了全球最大的区域供暖网络之一，服务该市98%的建筑；迪拜开发了全球最大的区域冷却网络；巴黎开发了欧洲第一个也是最大的区域冷却网络。

自2000年以来，全球就不断开始推广燃气驱动的热电冷的三联供系统，并让其主要作为分布式能源系统，以期实现低碳。但是这种方式仍然是以天然气驱动，依然会排放CO2。而只有当热与电或冷与电的需求相互匹配时，才能实现最高效率。但对于一个建筑（群）来说，电的需求与冷热的需求难以匹配。热冷电三联供的更大问题是促成区域供冷方式。从实际的供冷特点来看，建筑对于供冷需求大多数是“部分时间、部分空间”，但集中促使了“全时间、全空间”的供冷服务，导致终端消费量成倍的增长。

20年来，国内建立起了不少热电冷三联供系统，但实际运行起来尚未发现一个真正降低了运行能耗、节能的案例。未来实现碳中和的目标，本质要柔性地使用可再生能源，让建筑与可再生能源成为一个整体，保障人们日常生活的同时降低碳排放。

2.建筑低碳电力

“光储直柔”配电系统电力需求全部来自风光，实现建筑用电的零碳；与外网通过AC/DC整流变换器连接；依靠系统内配置的蓄电沲，与通过智能充电桩连接的电动汽车以及建筑内各种用电装置的需求侧响应用电方式，AC/DC可以通过调整输出到建筑内部直流母线电压来改变每个瞬态系统从交流外网引入的外电功率。

当系统内蓄电池足够多，连接的电动车足够多时，任何瞬间从外接的交流网取电功率都可能根据需求实现0到最大功率之间的调节，而与当时建筑的实际用电量无关。由于某个区域内，每个采用“光储直柔”配电方式的建筑可以直接接受含高比例可再生能源的外网的取电功率，如果“风光直柔”建筑系统有足够的调节能力，根据外网的风光需求调度用电，则可以认为这一建筑系统的电力需求全部来自风光，实现建筑用电的零碳。

建筑引入可再生能源的前期改造也需要政府源源不断的投入。如在我国，财政部和住建部宣布从2014年起，所有新建的政府低收入住房必须通过中国绿色建筑标签认证。2009年首次启动的巴西“我的房子，我的生活”计划为低收入家庭建造约400万套住房，也成了巴西太阳能热水行业的主要推动力。在拉丁美洲其他地区，墨西哥城气候行动计划下促进将太阳能光伏、废水处理设施等纳入新建的建筑中。在澳大利亚昆士兰省，政府的平价能源计划为投资屋顶太阳能和电池存储方案的居民提供无息贷款，同时还为中低收入家庭提供廉价太阳能电。

3.生态文明生活习惯

我国城市建筑运行的人均能耗方式目前仅为美国的1/5～1/4。单位面积的运行能耗也仅为美国的40%，这种差异主要是不同的室内生活理念带来的。我国传统的建筑使用习惯为“部分时间、部分空间”的室内环境营造模式。但美国是“全时间、全空间”，无论环境内有人与否，都会使得室内环境全天处于要求的状态。这种状态会给使用者带来很大的边界，但实际对于单个建筑空间，其使用率仅为10%～60%。全天候的室内环境营造对能源带来了极大的浪费。

此外，建筑的通风方式，是主要采用自然通风，还是完全依靠机械通风。室内的舒适度维护区间，是保持舒适，还是过冷的制冷，或是过热的供热。上述这些情景对建筑运行实际能耗带来了巨大的差别。

为了实现零碳建筑，也要求我们坚持节约型建筑运行模式，在这种较低的建筑运行能耗强度下，可以实现建筑零碳运行的目标。但如果按原有的水平增加两到三倍，我们提到的零碳路径就难以奏效，从生态文明理念出发，由追求极致的享受到追求需求与自然环境的平衡，是人类文明进步的体现，也是我们应该秉承的发展理念。

坚持绿色建筑发展方向，通过绿色技术降低建筑碳排放并提升建筑的服务水平，是建筑持续发展的方向。通过被动地降低建筑供能、供热、供冷的耗能与碳排放，逐渐引入可再生能源，降低对电网的冲击，提升用电设备的转换效率，是未来零碳建筑的发展方向。