综述：超越单一建筑：审视加速建筑组合中温室气体减排的策略与工具

《Energy Research & Social Science》：Beyond single buildings: Reviewing strategies and tools to accelerate greenhouse gas reductions in building portfolios

机构与商业建筑资产组合脱碳需系统性策略，现有研究多关注单体改造，资产组合层面框架不足。本文系统综述相关工具，发现多数方法数据利用不足，忽视组织财务背景，数字工具潜力大但应用证据有限。需开发整合技术、财务和政策目标的标准化框架。

　　建筑行业在全球能源消耗和温室气体排放中占据着重要地位，其去碳化对于实现气候目标至关重要。特别是在机构和商业（I&C）建筑领域，由于其庞大的物理规模、高能耗强度以及较长的使用寿命，这些建筑对碳排放的影响尤为显著。当前，许多研究和政策重点放在单个建筑的改造上，而针对整个建筑组合的协调策略仍然较少被探讨。这种策略的缺乏，使得在实现大规模碳减排方面存在一定的滞后。因此，本文旨在通过系统地整合适用于I&C建筑组合级别的改造框架和规划工具，填补这一研究空白。通过对相关文献的深入分析，本文评估了不同方法在数据需求、建模技术、决策标准以及资源配置等方面的特点，揭示了现有方法的多样性，同时也指出了在利用详细运营数据和考虑组织与财务背景方面存在的不足。尽管新兴的数字工具在整合复杂数据集和辅助战略规划方面展现出潜力，但其在可扩展性、互操作性和实际应用中的证据仍然有限。填补这些空白对于开发稳健、以用户为中心的解决方案至关重要，这些方案需要在技术、财务和政策目标之间取得平衡，从而帮助利益相关者优化投资，加速碳排放减少，并推动全球气候目标的实现。

在建筑行业的整体能源使用中，I&C建筑占到了大约30%的全球能源消耗和26%的与能源相关的温室气体（GHG）排放。这意味着，建筑行业成为实现去碳化的重要战场。在这一领域，I&C建筑因其较大的物理规模、较高的能耗密度以及较长的使用寿命，对碳排放的影响尤为显著。尽管新建建筑因其能够从一开始就集成低碳解决方案，从而在降低初始碳排放和后续运营排放方面具有潜力，但更为紧迫的挑战在于如何对现有的建筑群进行去碳化。这些建筑群将在未来几十年内继续运行，因此，如果没有对这些建筑的碳排放进行实质性的减少，长期的气候目标将难以实现。

在大型建筑的运行和维护（O&M）阶段，其能源消耗可以占到整个生命周期的80%，因此成为GHG排放的主要来源。相比之下，其他阶段如建造和拆除仅占总排放的10%-20%。因此，通过能源改造、创新管理策略和新兴技术来提升O&M性能，对于实现有意义的长期碳减排至关重要。然而，尽管挑战巨大，现有文献大多关注于单个建筑的去碳化，忽视了在建筑组合层面减少碳排放所具有的独特机遇。建筑组合指的是由同一所有者或战略管理机构所管理的一组建筑，例如由学区、大学、医院、酒店集团、办公房地产投资信托（REITs）或物流公司所持有的物业。这些建筑可能地理上集中或分散，但通常由同一团队进行管理，以满足更广泛的组织目标。

与单个建筑的改造不同，建筑组合层面的去碳化需要能够应对建筑多样性、运营差异性和不同地理背景的可扩展方法。在这一规模下，决策者必须在碳减排目标与资本限制、维护周期、运营连续性、投资者期望以及不断变化的监管压力之间取得平衡。为了支持这种复杂的决策过程，数字工具和先进的分析平台正在兴起，帮助识别表现不佳的资产，评估干预潜力，并在建筑组合中安排投资以在现有资源下最大化碳减排效果。

尽管近年来取得了一些进展，但在I&C建筑组合的碳减排策略、决策框架和数字工具方面的研究仍显不足。Ruggeri等人[8]提供了一项关于建筑群改造的关键活动的全面回顾，包括能源建模、改造设计、决策标准、资源配置和风险评估。然而，他们的研究主要集中在包括住宅和历史建筑在内的建筑群，这些通常是政府机构关注的重点，并受到社会、文化或健康相关目标的影响。相比之下，I&C建筑组合更关注经济表现、运营风险的缓解以及竞争优势。因此，本文聚焦于I&C建筑组合，以期提供更加贴近该领域典型运营、财务和战略考虑的见解。

本文的第二个目标是回顾公开可用的建筑组合级工具和工具包，评估其功能、局限性以及潜在应用。这些工具在支持战略决策方面变得越来越重要，例如资产优先级排序、改造规划和碳排放追踪。然而，它们在实践中的采用和整合仍然缺乏深入研究。除了回顾现有的策略和工具外，本文还识别了在不同建筑组合中扩大改造干预的常见障碍和推动因素，并强调了未来跨学科研究的机会，包括开发整合运营、财务和政策维度的标准化、可扩展框架。

通过实现这些目标，本文旨在推动建筑组合层面去碳化的研究进展，并支持利益相关者，包括建筑所有者、运营商、能源管理者和政策制定者，实现长期的碳排放减少目标。随着监管压力的增加和净零目标的提出，建筑组合层面的去碳化成为实现全球气候目标的关键路径。因此，深入研究适用于I&C建筑组合的改造方法和工具，不仅有助于提升建筑行业的整体能效，还能够为实现更加可持续的未来提供坚实的基础。

在建筑组合层面的碳减排研究中，现有文献主要集中在针对单个I&C建筑的数据驱动或模拟方法。例如，Shahcheraghian等人[7]将超过70种建筑能源管理工具分类为白盒（基于物理原理）、黑盒（基于数据驱动）和基于网络的模拟工具，每种工具在数据可用性、用户专业知识和项目目标方面各有优势。Forouzandeh等人[85]也评估了25种基于网络的能源模拟工具，进一步丰富了这一领域的研究内容。然而，这些工具在建筑组合层面的应用仍显不足，尤其是在如何有效整合数据、支持战略决策以及实现规模化应用方面存在明显的研究空白。

本文的研究表明，针对建筑组合的碳减排策略仍处于初步阶段，为未来的深入研究提供了广阔的空间。随着大规模去碳化的紧迫性增加，未来的研究应关注于填补知识和实践中的关键空白，以支持更加有效的建筑组合级决策。其中，一个重要的研究方向是深入了解当前建筑组合层面的实践和视角，特别是在如何利用详细运营数据、如何在组织和财务背景下制定改造策略、以及如何在不同建筑组合中实现碳减排目标等方面。

此外，本文还强调了数字工具在建筑组合去碳化中的重要性。这些工具不仅能够整合复杂的数据集，还能支持战略规划，帮助识别高潜力的改造项目，并在有限资源下优化投资安排。然而，目前这些工具在实际应用中的可扩展性、互操作性和采用率仍需进一步研究。为了实现这一目标，未来的跨学科研究应聚焦于开发标准化、可扩展的框架，这些框架能够整合运营、财务和政策维度，以支持建筑组合层面的碳减排工作。

建筑组合层面的去碳化研究对于实现全球气候目标具有重要意义。随着净零目标的提出和相关法规的加强，建筑行业的去碳化已成为各国政府和企业关注的重点。在这一背景下，本文的研究不仅有助于提升对I&C建筑组合碳减排策略的理解，还能够为相关利益相关者提供更加全面和系统的决策支持。通过系统地整合现有文献和工具，本文旨在为建筑行业的可持续发展提供新的思路和方法。

在建筑组合层面的碳减排实践中，存在多种挑战和机遇。一方面，由于建筑组合的多样性和复杂性，如何在不同类型的建筑之间制定统一的改造策略是一个难题。另一方面，随着数字技术的发展，建筑组合层面的碳减排策略正在变得更加灵活和高效。这些技术能够提供更准确的数据支持，帮助决策者更好地评估改造项目的可行性和效益。然而，尽管技术的进步带来了新的可能性，如何将这些技术有效地应用于实际的建筑组合中，仍然是一个需要深入探讨的问题。

此外，建筑组合层面的碳减排策略还需要考虑组织和财务背景。在这一层面，决策者不仅要关注碳排放的减少，还要考虑投资的成本效益、运营的连续性以及组织的战略目标。因此，开发能够综合考虑这些因素的决策框架和工具，对于实现建筑组合层面的碳减排目标至关重要。同时，如何在不同地区和不同类型的建筑组合中推广这些工具和策略，也是未来研究需要关注的重点。

综上所述，本文的研究不仅揭示了当前建筑组合层面碳减排策略的多样性，还指出了在数据整合、决策支持和工具应用方面存在的不足。通过系统地整合现有文献和工具，本文旨在为建筑行业的去碳化提供新的思路和方法，支持相关利益相关者实现长期的碳减排目标。随着全球气候目标的不断推进，建筑组合层面的去碳化研究将成为推动可持续发展的重要组成部分。