迈向碳中和之路：全球住宅建筑电气化脱碳效果评估与路径优化

在全球气候变化加剧背景下，住宅建筑电气化是实现低碳转型的关键路径。本研究采用分解结构分解法(DSD)，系统评估了2000-2021年间全球52个国家6类终端用能活动电气化对建筑运行阶段碳强度的影响。结果表明：全球电气化率从29.9%增至40.1%，但电气化整体推高了碳强度；空间供暖电气化贡献最大减排量(3954 MtCO2 )，而电力排放因子改善带来显著减排效益。研究为制定差异化建筑电气化脱碳策略提供了科学依据。

　　

全球建筑部门占能源消费总量的25%，其脱碳进程对实现碳中和目标至关重要。住宅建筑作为能耗大户，运行阶段产生的二氧化碳主要来自空间供暖、制冷等终端用能活动。尽管电气化被视为建筑低碳转型的核心策略，但现有研究多局限于单一国家或特定终端用能，且传统分解方法如对数平均迪氏指数法(LMDI)难以准确量化电气化的减排贡献。更关键的是，电气化率提升是否必然带来减排仍存在争议——若电力结构仍依赖化石能源，单纯提高电气化率可能仅将排放从终端转移到发电环节。

针对这些科学问题，同济大学等机构的研究团队在《Sustainable Cities and Society》发表论文，创新性地采用分解结构分解法(DSD)，构建了包含8个驱动因素的住宅建筑碳排放强度模型。该方法通过引入松弛变量和位移变量，有效解决了传统方法中变量相互干扰的局限，能够精确量化不同终端用能活动电气化对碳强度的贡献。研究覆盖全球11个排放区域的52个国家，时间跨度为2000-2021年，数据来源包括世界银行、全球建筑排放数据库(GLOBE)等权威机构。

住宅建筑运行排放模型构建
研究将碳排放归因为6类终端用能：空间供暖、水加热、烹饪、照明、空间制冷以及电器与其他设备。通过建立包含家庭规模、人均GDP、能源强度等8个驱动因素的数学模型，量化了各因素对单位家庭碳排放强度(c_i
)的影响。

电气化对碳强度的差异化影响
研究发现电气化率提升整体增加了10.2%的碳强度，其中中国空间供暖电气化的负面影响最显著(140.5 kgCO₂
/户/年)。但电力排放因子改善带来显著减排效益，美国、加拿大通过清洁电力使空间供暖电气化分别实现273 kgCO₂
/户/年和226 kgCO₂
/户/年的减排。

全球电气化进程的时空特征
2000-2021年间，中国电气化率从28.2%跃升至48.0%，但电力排放因子仍高达4.0 kgCO₂
/kgce。相比之下，欧洲通过可再生能源发展，电力排放因子降至2.2 kgCO₂
/kgce，印证了"清洁电气化"的减排潜力。

终端用能电气化的减排贡献
空间供暖电气化贡献了总减排量(3954 MtCO₂
)的62.4%，其中中国在2017-2021年间实现480 MtCO₂
减排。电器设备电气化在美国表现突出(累计减排308 MtCO₂
)，而烹饪电气化在南美取得19.6 MtCO₂
减排成效。

研究结论强调，电气化本身并非减排的充分条件，必须与电力结构清洁化协同推进。作者提出四维策略：通过财税政策激励高效电器普及；发展风光储一体化智慧能源系统；推行建筑能耗限额制度；利用立体绿化增强建筑碳汇能力。该研究为《巴黎协定》下各国制定建筑领域碳中和路线图提供了关键科学依据，特别是揭示了不同气候区、发展阶段的差异化电气化路径选择。

值得注意的是，研究也存在一定局限，如未考虑供暖度日数(HDD)和制冷度日数(CDD)的区域差异，未来需结合气候适应性设计深化研究。此外，团队建议建立全球建筑电气化数据库，以支持更精细化的政策模拟与评估。这些发现对正在制定建筑领域碳中和路线图的国家具有重要参考价值，特别是为发展中国家平衡电气化进程与减排目标提供了科学指导。