正能量空間|我們對未來住居的想像:智慧城市還不夠,永續城市才是解答

更新於 發佈於 閱讀時間約 13 分鐘
智能居家聽起來很酷,透過 5G 與物聯網,你可以輕易地操控一切居家設備;還有大數據的運用,也能讓生活增添不少便利。然而,在充分享受科技帶來好處的同時,無形中也消耗了更多資源,增加更多的溫室氣體排放。建築與空間作為當代人的生活重心,舉凡工作、娛樂、日常作息……超過 7 成的時間我們其實都在「室內」度過,自然也承載著絕大部分的碳足跡。
你說這跟我們有什麼關係?我們先看看幾個數字:「30」、「80」與「6」,來自於聯合國體系下(UNDP、ADB、UN-Habitat 等)的機構研究指出,全球在 2050 年以前至少會有 30 億人口進入到中產階級的行列,以及可能會有 80%的人居住在城市之中;再者,若生產消費行為不改變,即 business as usual,那本世紀末,全球均溫在較糟的狀態下,可能上升 6 度,遠超過巴黎氣候協議強烈呼籲,須控制在 2 度以內的目標。

都市快速成長,建築與營造的能源使用佔全球 40% 碳排

大量地人口群居於都會地區以及暴增的中產階級與消費力,不難推估所需的資源與能源消耗,也會跟著經濟發展一同成長;自然、製造產業的碳排放,也是造成暖化與其引發日益頻繁的氣候災難的推手。早在 2006 年,前世界銀行首席經濟學家史登爵士所寫的史登報告(Stern Review)就警告,全球增溫如果按當前的狀況持續下去,在短期的未來,人類至少要付出 3.68 兆英鎊(折合台幣 232 兆)的代價,疲於應付各種災害導致的損失;更有甚者,暖化的破壞力也可能使全球經濟規模萎縮 20%,近一步讓本就脆弱(vulnerable)的地區,遭受更為嚴重的影響。
既然城市逐漸成為人類活動的主場,自然也是對抗氣候變遷的主戰場。先撇開同樣高居碳足跡排行榜的電力產業、能源密集製造業與重工業,究竟在一座城市之中,什麼樣的場域其實默默地貢獻了不少 CO2?答案是建築。
根據 2017 年聯合國環境署(UNEP)的報告,若以能源使用相關的碳排放(energy related carbon dioxide emission)來看,建築與營造佔據全球近 40% 的碳排,更糟糕的是,這之中有 82% 的終端能源使用(final energy consumption)都是仰賴石化燃料所提供。也因此,如何讓城市與建築空間不只變得更「智慧」,還要能更「永續」與「環保」,實則為城市規劃與治理的重任。
世界領先的大都市如紐約、倫敦、巴黎等,除了要求相關業主加入碳揭露專案(CDP)之外,以城市為單位執行的「地方自願檢視報告」(Voluntary Local Review ,簡稱 VLR),也如火如荼地席捲各國。透過對城市建築、交通運輸等進行改進,增加再生能源的使用率,以落實 2050 年甚至更早達成「碳中和」的目標。從個別城市倡議與力行開始,進一步推廣到全國與其他地區。

為何要城市自主倡議減碳目標?因為要國家動起來效率太慢

為什麼要從城市?因為建築與空間規劃,多半屬於地方層級的權限,且能透過危老都更、重劃區、城市再造、地方創生等方式,依據不同的區塊快速調整方案。相比以「國家」為單位的執行效率,動輒牽涉修法與更全面的考量與溝通,政策推動較為費時。舉例來說,雖然根據巴黎協議的要求,截至 2017 年已有 193 個國家遞交了「國家自訂貢獻」(Nationally Determined Contribution,NDC)的減碳目標,但之中只有 49 國提到了要在建築與空間方面落實節能減碳;而各國政策在建築相關的碳排量測與規範上,更是僅約莫涵蓋了 47%的總碳排量。
聯合國估計,若各國自主提交的 NDC 要能完整落實,則政策在城市與建築的碳排覆蓋率方面,至少要提升到 60% 以上,否則根本無法有效減碳;或應該說,目前根本沒有適當的法源規劃相應的近零耗能建築(near-zero energy building),遑論淨零碳排建築(net-zero emission building)。

除了建築與營造產業,人類對「空間」的要求也成為排碳大宗

根據統計,從 2010 到 2016 年期間,因建築或營建產生的二氧化碳排放量,以每年 1% 的左右的比例成長,總共釋放了 76 兆噸的 CO2 到大氣中。當然,在建築的碳排方面,人為因素(human factor)也佔十分重要的部分。由於人類活動超過四分之三的時間都在廣義的「室內」,因此很大部分的能源被消耗在「維持環境的特定條件」,例如溫度濕度、空氣品質、外氣循環、或其他與產出相關的耗能方面。科技進步,引入「智慧化」的能源管理或節能系統,可以大幅提高能源的使用效率。反過來說,環境整體的舒適度,亦會對裡面的人類活動造成影響。
環境如何影響人類活動?若以商辦來看,根據世界綠建築協會(World Green Building Council),在一篇「Building the Business Case: Health, Wellbeing and Productivity in Green Offices」的報告中,便指出了永續工作環境,可以增進員工的幸福度,並進一步提升工作效率與產出。例如,該報告就透過科學與量化分析,提出了若溫度太熱,整體工作效率會下降 6%;反之,溫度過低導致的效率降低則是 4%。此外,會議室裡的綠色植栽或造景,都能平均節省 7-12% 的溝通時間。
人們對環境的要求越來越高,既要舒適,又要能有效率(工作場所),還要節能減碳,不加劇暖化以及熱島效應的影響…隨著人口成長且都市化(urbanization)的發展,對各級政府來說,這無疑是相當大的挑戰,卻也不得不為之。畢竟,解決氣候議題,早已不是「nice to do」,而是「must to do」的任務了。

如何打造永續城市?科學化測量、因地制宜低碳標準成關鍵

比爾蓋茲在其 2021 年的新書「如何避免氣候災難」中,提到 510 億和 0 兩個數字,分別表示全球目前每年約產生 510 億噸的二氧化碳排放,而人類應將這個數字降至 0。沒錯,是零,沒有、也不該有任何妥協的餘地。
延伸閱讀:解決氣候問題一定要懂的概念,讓比爾蓋茲解釋「綠色溢價」是什麼?
這也急迫地讓城市必須制定出永續策略,以及如何用科學方式測量,進而針對不同場域訂定低碳/零碳標準。舉例來說,每平方公尺的能源密集度(energy intensity per square meter),就是一項可量測的參考指標。若想要達成巴黎氣候協議 2 度 C 的要求,建築產業得在 2030 年以前,把能源效率提高至少 30%。因此,打造高效能源(energy-efficient)和低碳(low-carbon)的新型態建築標準就變得至關重要。否則根據目前的城市化速度,大量人口移居城市的結果,勢必導致要蓋出更多的建築,提供更多的空間,才能「容納」這些新居民。
以印度為例,若以當前全國規劃或興建中的建築來看,全國的樓地板面積在 2035 年時將增加約 1 倍;而若從全球角度觀之,最慢到 2060 年,建築的樓地板面積將倍數成長,增加至少 2030 億平方公尺的面積。其中大部分將來自於開發中國家的高速發展,以及各地大城市不斷挑戰更高聳的摩天大樓,導致我們看似擁有了越來越多的「空間」,但隨之而來的耗能與碳排,也勢必相當可觀。

廢氣廢熱、交叉感染,建築的「空氣污染」也是一大問題

建築帶來的影響不只是高碳排與氣候變遷問題,建築的「耗能」其實也產生了相當的污染,其中最為嚴重的便是空氣品質惡化。在人口稠密的都會區中,建築與室內空間因能源使用而排放的廢氣與廢熱(heat),都會直接造成城市空氣品質不佳,若是室內二氧化碳濃度過高。此外,若無法擁有足夠的換氣率,在疫情爆發的時候,也會進一步增加空氣交叉感染的風險。根據統計,每年全球有超過 400 萬人死亡,因為家戶單位的空氣污染(household air pollution)所導致的疾病,這在開發中國家尤為嚴重。
為了長遠上避免氣候變遷的威脅,中短期內減緩因爲耗能、空氣污染所導致的生命與經濟損失,我們需努力控制地球可以在所謂「2 度 C 的場景」(2°C Scenario,又稱 2DC)、或「低於 2 度 C 的場景」(below 2°C Scenario,又稱 B2DC)下,讓社會發展得以穩定,人類的生活可以永續。也因此全球都需要在各自的範圍內,致力讓建築可以在能源使用方面更高效,且盡快達到淨零碳排(net-Zero)建築、或近零耗能建築(near-Zero energy buildings,nZEBs),更重要的,是避免終端的能源使用仰賴來自石化燃料的發電供給

把永續理念變成行動:企業自主減碳、政府政策引導、金融體系提前部署

無論是 net-Zero 或 nZEBs,都可以透過設計、科技置入、與系統整合等方式有效降低碳排放。像是從建築外皮(building envelope)的隔熱與產能設計、全外氣循環技術、製冷製熱的改良、更換節能電器(如 LED 燈)、安裝智能控制設備(例如智慧電表,smart meter)、以及透過冷熱在地平衡,達到能源最佳效率的使用。當然,這些需有政策的引導、區域型的基礎建設更新(例如:智慧電網),以及適當的量測標準與機制,像是 GABC-Global Roadmap、德國政府制定的 Individual Building Renovation Roadmap 和建築「能源護照」、或其他相關的建築能源規章與認證(building energy code/certification)等,方能讓成果經得起檢驗,乃至能夠量化認列到 NDC 之中。
以荷蘭阿姆斯特丹為例,當地政府與 EDGE 組織合作,於市區打造零耗能建築(zero energy building),他們透過設計大量引自然光到室內,減少人造光源的使用,同時搭配太陽能產能、儲能系統,就能完全供應建築內活動所需。此外,利用 AI 驅動的感應器與控制中心,結合智能通風系統(intelligent ventilation)、LED 照明系統等,便能獲得即時的數據整合去調配整棟大樓不同區域的用能需求,並平衡溫度、濕度、換氣率等,營造最宜人居的生活與工作空間,避免不必要的浪費。
而除了私部門的自主減碳、公部門的政策引導,金融與投資界的投入也一樣重要。與建築空間相關的節能產品與服務,在 2016 年就已超過 4060 億美金的市場規模;此外,各個城市的危老都更、都市規劃與再造、新興的重劃區等開發案(如印尼雅加達遷都的案子),都絕對超過數兆的經濟價值,可以吸引大量投資機構與資金,進一步投入低碳建築、甚至是零碳建築的領域。至於金融產品像是氣候債券,綠建築基金等,在投入地產開發或綠建築/節能建築的項目時,多半也會由國際上具公信力的第三方機構,如 LEED 和 BREEAM 提供認證,除了計算財務報酬之外,也會將可能的社會影響力、社會投資回報率(SROI)等列入評估。
編按:關注 ESG 的投資部門,近年來也對綠建築、低碳/零碳排建築感興趣,像是 Investor Confidence Project 就與綠建築認證協會共同開發投資相關標的的準則;Transformative Actions Program(TAP)則是致力將私人資本引入城市與地區,導向更符合永續發展的基礎建設;歐洲的提升能源效率的房貸計畫倡議,又稱 Energy-efficient Mortgages Action Plan (EeMAP) initiative,顧名思義提供更為優惠的貸款條件,給予低碳談、低耗能的抵押品;至於為數眾多的氣候債券(climate bonds)也都有達到數千億美金的規模,針對相關的標的進行投放。
引述馬克吐溫(Mark Twain)的一句名言,作為總結:「Plan for the future, because that is where you are going to spend the rest of your life」。地球暖化造成的危機步步逼近,在科技帶來便利生活的同時,我們也應該思考:想要有一個什麼樣的未來,方能讓經濟、社會發展、乃至人與地球,都能夠永續共存。
參考資料
Towards a zero-emission, efficient, and resilient buildings and construction sector, GLOBAL STATUS REPORT 2017, UNEP:https://www.worldgbc.org/sites/default/files/UNEP%20188_GABC_en%20%28web%29.pdf
(首圖來源:Photo by ZQ Lee on Unsplash
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