儘管城市地區處於全球氣候困境的核心，但它們也蘊藏著革命性解決方案的潛力。城市面臨越來越大的壓力，需要減少對環境的影響，因為建築和基礎設施約佔全球能源相關碳排放量的39% 。而實現城市建設的脫碳化是解決這個問題的關鍵。
這其中很大一部分（28%）來自供暖、冷氣和照明等營運排放，11%來自隱含碳排放，即與材料製造、運輸和建造相關的排放。預計到2050年，城市人口將佔世界人口的68%，這將進一步增加對基礎設施和建築的需求。
如果不立即採取有計劃的行動，這些排放量將會增加，這將加劇氣候變遷及其相關問題，如資源枯竭、惡劣天氣和氣溫上升。
除了環境因素外，出於社會和經濟原因，城市基礎設施和建築也必須實現脫碳。向低碳城市環境轉型有望帶來空氣品質更好、噪音污染更少、綠地更多的健康城市，而這些因素都有助於改善公眾健康。
從經濟角度來看，它能刺激創新，吸引對永續技術的投資，並在綠色產業創造就業機會。從社會角度來看，它能保障所有人公平地享有完善的基礎設施，尤其能保障那些經常不成比例地受到環境惡化影響的邊緣群體。
為了幫助城市規劃者、開發商和永續發展倡導者在快速的城市發展中將城市景觀轉變為永續模式，本指南研究了可行的行動、最先進的技術和合作技術。
城市建設脫碳為何重要
由於城市建築對全球溫室氣體排放貢獻巨大，必須立即實現脫碳。聯合國環境規劃署（UNEP）報告稱，39%的能源相關二氧化碳排放來自建築業，凸顯了該產業對氣候變遷的貢獻。
一個重要但不易察覺的因素是隱含碳，它包括製造、運輸以及鋼鐵和水泥等基本材料開採過程中產生的排放。例如，生產水泥生產副產品熟料的化學反應會釋放二氧化碳，使其成為重要的排放源。
另一方面，營運排放來自建築物的日常能源消耗，因為許多地區的暖氣和冷氣系統經常使用化石燃料。如果不採取措施，後果將不堪設想。國際能源總署 (IEA) 警告稱，如果不實施脫碳，人口增長和城市化可能會導致全球建築能源需求到 50 年將增長 2050%。
在這種情況下， 《巴黎協定》將全球升溫幅度控制在攝氏1.5度以內的目標將更難實現，因為高排放基礎設施將在未來幾十年內無法更改。除了環境問題之外，經濟因素也十分顯著：根據世界銀行的預測，如果不解決氣候相關損害，到2050年，城市GDP可能會損失高達77%。
另一方面，如今進行的脫碳投資可以獲得豐厚的回報；根據全球適應委員會的數據，在穩健基礎設施上投入的每一美元，都可能在未來節省4美元的成本。脫碳是一個多方面的目標，因為乾淨的城市可以透過降低呼吸系統疾病等健康問題來提高生產力和生活品質。
城市建設和基礎設施脫碳的關鍵策略
- 採用永續建築材料
- 推廣節能設計
- 向淨零建築過渡
- 整合綠色基礎設施
- 降低建築施工過程中的碳排放
- 改造現有建築和基礎設施
- 強化政策和激勵措施
- 吸引利害關係人和社區參與
1. 採用永續建築材料
重新思考材料選擇以減少隱含碳排放是城市建築脫碳的基石。鋼鐵和混凝土等傳統材料耗能大；光是水泥生產就佔全球二氧化碳排放量的8%。
來自永續管理森林的木材或竹子（竹子可再生且碳足跡較低）都是很好的替代品。粉煤灰混凝土由燃煤副產品製成，可減少高達30%的水泥用量，而再生鋼材則減少了對原生鐵礦石的需求。
透過回收拆除建築物中的磚塊和木材等材料，可以減少垃圾掩埋場的負擔，並進一步降低對新資源的需求。此外，本地採購還能增強區域經濟，減少運輸相關的排放，進而建立支持永續發展目標的循環經濟模式。
2. 推廣節能設計
在建築的整個生命週期中，節能設計對於降低營運排放至關重要。透過利用天然元素，被動式設計解決方案可以最大限度地降低能耗。
例如，透過調整建築朝向以最大限度地利用陽光、安裝高品質的隔熱材料以及設計自然通風，可以減少40%的暖氣和冷氣需求。高性能建築圍護結構（包括先進的窗戶、牆壁和屋頂）可以進一步提高熱效率。
即時能源使用最佳化是透過智慧技術實現的，例如溫度管理感測器、可根據人員佔用情況自動調節的照明系統以及先進的暖通空調控制系統。據美國能源部稱，這些設計對於低碳城市發展至關重要，因為它們可以減少30%至50%的能源消耗。
3. 向淨零建築轉型
為了實現脫碳目標，淨零能耗建築——即每年產生的能源與消耗的能源持平的建築——是理想之選。這類建築採用再生能源技術，例如地源熱泵（利用地球恆定的溫度進行高效供暖和製冷）或屋頂太陽能板（在陽光充足的地區，屋頂太陽能板可以滿足建築70%至80%的電力需求）。
在一些風力資源充足的大都市地區，風力渦輪機是可行的。電池儲能係統透過儲存多餘的能量，在夜間或陰天使用，從而確保穩定的電力供應。
這些建築透過與智慧電網集成，提高了能源韌性，實現了外部供電和現場發電的平衡。據淨零能耗聯盟稱，這些建築可以實現碳中和，為未來的城市發展樹立標竿。
4. 整合綠色基礎設施
綠色基礎設施將自然解決方案與城市規劃相結合，提升了永續性和宜居性。綠植覆蓋的牆面和屋頂，不僅提供額外的隔熱效果，還能將表面溫度降低高達 5°C，進而減少冷氣能源需求。
除了透過自然過濾改善空氣品質和控制徑流外，城市公園和森林還能作為碳匯，儲存二氧化碳。雨水可以滲入透水路面，降低洪澇災害的風險，減輕排水系統的壓力。
哥本哈根等城市75%的新建築都採用了綠屋頂，這表明這些舉措可以將城市景觀轉變為有彈性的低碳生態系統。
5. 降低建築施工過程中的碳排放
為了減少碳足跡，建築過程本身也需要改變。可透過為挖土機和起重機等設備配備電氣化，並使用風能或太陽能等再生能源為其提供動力，從而消除柴油排放。
預製和模組化建築，即零件在場外建造並在現場組裝，減少了浪費並加快了進度，從而將材料濫用減少了 20-30％。
在施工過程中，建築資訊模型 (BIM) 透過實現精確的材料規劃和能源模擬，優化資源消耗並減少排放。據建築業協會稱，這些進步對於永續城市發展至關重要，因為它們可以將項目碳足跡減少 15-25%。
6.改造現有建築和基礎設施
改造是一項至關重要的策略，因為80年投入使用的建築物中，2050%已經建成。透過安裝雙層玻璃窗、升級隔熱系統以及改用LED照明，可以減少30%至50%的能耗。
透過將化石燃料供暖系統轉向電熱泵或生物質替代能源，即可實現再生能源目標。區域供暖和製冷系統透過在多棟建築間共享資源，集中分配擁擠城市環境中的能源，從而提高效率。
歐盟的「改造浪潮」計畫證明了改造的潛力，該計畫的目標是到 60 年將改造率提高四倍，並將現有建築的排放量減少 2030%。
7. 加強政策激勵
為了擴大脫碳規模，政府乾預至關重要。所有新建案都必須遵守綠建築法規（例如《國際節能規範》）所規定的最低能源效率標準。透過平衡前期成本、稅收抵免、補助金和補貼，可以鼓勵開發商採用清潔技術和材料。
新加坡的綠色建築標誌計劃（Green Mark Scheme）等政策釋放了市場優勢，該計劃旨在認證永續建築。為了建立一個鼓勵廣泛採用的法律框架，世界綠建築委員會敦促各國政府將公共採購與永續發展目標掛鉤，並在2050年前推行淨零碳排放法規。
8. 吸引利害關係人和社區參與
脫碳需要團隊合作。透過研討會和活動向當地居民和開發商宣傳低碳建築的長期優勢，例如降低水力發電成本和改善生活條件。與承包商、工程師和建築師的合作，確保了技術可行性和創造力。
為了解決社會正義問題並避免“綠色鴻溝”，公平地使用綠色基礎設施至關重要，以確保低收入社區能夠受益於清潔能源和綠地。多倫多的參與式城市規劃等社區主導的項目表明，利益相關方的參與有助於項目滿足當地需求並促進永續文化。
現實世界的城市脫碳案例
挪威奧斯陸的泰勒馬克發電廠（Powerhouse Telemark）利用電力機械和再生能源，打造了一座淨正能源建築，為零排放建築工地樹立了標竿。新加坡的綠建築標誌獎勵計畫通過激勵措施和嚴格的要求，已認證了超過4,000棟建築，使其能源消耗降低了25%。
作為其淨零戰略的一部分，英國倫敦翻新了1,000多座公共建築，使其能源效率提高了40%。這些案例為其他城市提供了範例，展示如何透過政策、技術和公民參與來加速脫碳進程。
結語
城市基礎設施和建築的脫碳是迫切需求，而非長期目標。創新材料、節能設計、再生能源技術以及強有力的法規（輔以社區參與）必須齊頭並進，才能滿足這項需求。
城市規劃者必須在所有項目中優先考慮永續實踐；立法者必須執行和激勵綠色標準；建築商必須採用創新技術；居民必須支持和參與綠色環保工作。
現在做出明智的決定將為淨零排放社區鋪平道路，從而實現城市擴張與環境健康和諧共存的未來。城市可以透過立即行動，引領世界向更具韌性、更永續、更公正的社會轉型。