一、前言
2026年2月,新加坡建設局(Building and Construction Authority, BCA)與新加坡綠色建築委員會(Singapore Green Building Council, SGBC)聯合發布《新加坡建築環境脫碳技術路線圖》(Built Environment Decarbonisation Technology Roadmap),作為推動綠建築與低碳轉型的重要策略,以支援國家於2035年將排放量降至45至50百萬噸二氧化碳當量(MtCO₂e)的中期目標,以及2050年達成淨零排放的長期目標。
二、核心框架
(一) 全生命週期碳排放方法
新加坡「建築環境脫碳技術路線圖」係奠基於2018年發布的「超低能耗建築技術路線圖」(SLE Building Technology Roadmap)的基礎上。舊版路線圖主要聚焦於營運碳排放(operational carbon),而新版路線圖則導入全生命週期碳排放方法(whole life carbon approach),將隱含碳排放(embodied carbon)亦納入整體減碳策略。
全生命週期碳排放方法全面評估建築物從興建、使用到拆除報廢各階段產生的碳排放量,涵蓋營運碳排放與隱含碳排放兩大核心面向。營運碳排放主要來自建築使用期間的能源消耗,例如空調與通風系統、照明、電梯與插座用電等;隱含碳排放則涵蓋建築材料及施工相關的所有碳排放,可進一步劃分為三個階段,包括:前期碳排,即建築啟用前用於材料生產、運輸與施工階段產生的碳排放;使用階段隱含碳排,即建築使用期間因維修、更換材料等活動所產生的碳排放;以及生命終期碳排,涵蓋拆除、廢棄物處理、材料回收與再利用等階段。
目前營運碳仍是建築生命週期中最主要的碳排來源,惟隨著能源效率提升與再生能源的導入,營運碳預期將逐步下降,隱含碳的相對重要性因此日益凸顯。預計至2050年,新建建築的隱含碳最高可佔整體碳足跡的50%。
(二) 2030年後的三項技術目標
2030年後,新加坡建築環境部門將進一步導入新興技術與成熟解決方案,以推動建築全生命週期的深度脫碳。為此,新加坡提出三項建築技術發展目標,期望透過相關技術實現以下成果:
1. 讓既有建築在2040年前達到超低能耗(Super Low Energy, SLE)建築標準;
2. 讓新建築在2040年前提升80%能源效率;
3. 讓新建築在2040年前降低40%的隱含碳。
三、主要技術策略
(一) 營運碳減排策略
營運碳減排的策略涵蓋六大關鍵領域:
1. 最大化自然通風:空調系統消耗建築總能源的40至60%,可於設計階段就將部分空間轉為自然通風,以降低冷卻需求。
2. 替代冷卻技術(Alternative Cooling Technologies, ACTs):採用輻射冷卻、被動式置換冷卻(Passive Displacement Cooling, PDC)等仿自然對流方式替代傳統壓縮機。磁熱冷卻(Magnetocaloric Cooling)、吸收式冰水機(Absorption Chiller)、熱電冷卻(Thermoelectric Cooling)等新興技術可徹底去除有害冷媒,惟目前仍需針對熱帶氣候進行進一步測試,方能廣泛應用。
3. 能源回收系統:回收建築室內排出的熱能或冷能,用於預熱熱水、冷卻新進入的室外熱空氣,以抵消能源需求。
4. AI建築管理系統:結合AI、機器學習及感測器,使冷氣、照明及遮陽等多個建築系統協同運作、共同優化。
5. 整合再生能源:屋頂太陽能板受限於空間,需拓展其他再生能源方案,如建築整合太陽能(Building-integrated Photovoltaics, BIPV)、綠氫應用及微型風力發電等,以分散建築的清潔能源來源。
6. 多建築區域級優化:透過集中供冷系統、建築間餘熱再利用,以及統一調配各建築用電需求等方案,將多棟建築統一管理,達到節能減碳的效果。
(二) 隱含碳減排策略
隱含碳減排的策略包括五大關鍵領域:
1. 碳排放規避設計:優先評估現有建築的改造再利用潛力,而非直接拆除重建;新建時則採用輕量化結構設計以減少用料;並推行模組化建造(Kit-of-parts),將組件於工廠製造後運至現場組裝,以減少材料浪費並促進拆解再利用的循環經濟,從源頭減少隱含碳。
2. 低碳材料:混凝土與鋼材是建築隱含碳的最大來源,可由低碳混凝土、大型工程木構(Mass Engineered Timber, MET)與綠色鋼鐵替代。低碳混凝土可透過添加劑以減少水泥用量、以低碳材料替代原材料,或在製造過程中利用二氧化碳,從而降低碳足跡;以大型工程木構替代混凝土結構,兼具固碳效益;綠色鋼鐵透過電弧爐技術(Electric Arc Furnace, EAF)或氫能直接還原等低碳製程生產,惟目前供應仍有限。
3. 低碳工地:推動工地設備電氣化,以電動機具取代傳統柴油設備;採用標準化設計與按需訂料等方式減少材料浪費;使用氫能、生質柴油等低碳燃料及儲能系統;並透過智慧微電網(Smart Micro-grids)等數位工具統籌管理工地能源,以及整合供應鏈物流,降低運輸相關碳排放。
4. 建築廢料循環利用:推動將廢混凝土重新加工成高價值產品,透過濕式處理(Wet processing)或電動破碎(Electrodynamic fragmentation)等技術,將其還原為可用於結構混凝土的再生建築骨材;並建立材料護照(Material Passports)制度,追蹤建材資訊以利日後回收再利用。
5. 數位碳管理工具:透過全生命週期碳排放計算工具,協助業界從設計階段找出高碳排來源並優化決策;未來更將擴展至跨建築的區域級碳排放管理,並結合AI即時監控碳排放及自動生成碳報告。