建物は世界の温室効果ガス排出量の39%を占めています；
建物における炭素排出量の削減は、2050年までに排出量実質ゼロを達成するうえで極めて重要です；
効率的なゼロカーボン建物は、利用可能で費用対効果の高い技術を活用して排出量を削減するとともに、地域社会の健康、公平性、経済的繁栄を高めます。
建物における炭素排出量の削減は、パリ協定の気候目標の達成と、2050年までの排出量実質ゼロの達成に極めて重要です。 建物は世界の温室効果ガス排出量の39%を占めており、その内訳は運用時の排出が28%、建材および建設での排出が11%です。
世界の建物の延べ床面積は2060年までに倍増すると予測されていますが、新築への投資のうち、グリーンで効率的なものはわずか3%にとどまり、高排出の状態が数十年にわたって固定されてしまいます。既存建物の改修率はわずか1%にすぎず、パリ協定の気候目標を達成するために必要な率の3分の1にも満たません。
建物の脱炭素化には大きな課題がある一方で、その機会も同様に大きなものです。効率的なゼロカーボン建物は、利用可能で費用対効果の高い技術を活用して排出量を削減するとともに、地域社会の健康、公平性、経済的繁栄を高めます。
ゼロカーボン建物の普及を後押しする主要な潮流は4つあります。脱炭素化、電化、効率化、デジタル化です。これらの4つの優れた「DEEDS」が組み合わさって作用し、建物の運用および関連インフラにおける炭素排出量と全体的なコストを削減します。建物は、暖房への化石燃料の使用をなくすこと、敷地内および/または敷地外の再生可能エネルギーを利用すること、地球温暖化への影響が大きい冷媒の使用を減らすこと、そして低炭素で再利用または再生された材料を建設に用いることによって、ゼロカーボン（またはゼロカーボン対応）の性能を実現できます。
地球温暖化そのものによっても、最近米国の太平洋岸北西部で起きたように、これまで比較的温暖だった地域で電力需要が増加しています。暑さによるストレスを抑えるために冷房が必要になるためです。異常に寒い天候も、温暖な地域の電力需要を増加させることがあります。その結果、場合によっては、（多くが補助金を受けている）化石エネルギーの低コストにより建物所有者の負担が増えたり、発電、送電、配電の拡大や、ますます変動する再生可能エネルギー供給の管理のための電力インフラへの投資が増えたりします。
エネルギー効率は、ゼロカーボン建物にとって最優先事項であり続けなければなりません。エネルギー供給が脱炭素化されていても同様です。エネルギー効率化に投じられた1ドルは、それが地域の敷地内発電に対する投資であれ、系統レベルの投資であれ、エネルギー供給において約2ドルを節約します。また、増加する需要に対応するための将来の系統インフラの総コストも削減します。断熱の強化や高効率機器などのパッシブ対策は全体的な電力需要を抑えられますが、アクティブな効率化対策（自動デマンドレスポンスや動的なエネルギー最適化を含む）は、変動する再生可能エネルギー発電に合わせた需要の柔軟性を提供できます。
デジタル化は、建物におけるエネルギー効率と需要の柔軟性を実現する重要な要素です。こうした「スマート」な建物は、高度なセンシングと制御、システム統合、データ分析、エネルギー最適化の恩恵を受け、エネルギー使用量と需要を積極的に削減するとともに、在館者の快適性、健康、生産性、施設の強靭性も向上させます。「スマート」な設備や機器にこうしたデジタル機能を組み込むことで、エネルギーと排出量の削減に加え、信頼性の向上や遠隔管理を含む追加的なメリットも得られます。
スマートビルによる潜在的な省エネ効果は大きいものです。基本的な自動化された建物制御により、商業ビルのエネルギーを10〜15%削減できます。需要制御換気などのより高度な機能では、さらにエネルギーを5〜10%削減できます。建物システムを統合することで、基本的な空調（暖房、換気、空調）および照明制御と比べて、8〜18%の追加的な省エネ効果が得られる場合があります。エネルギー情報管理システムは、高度な計量インフラを使用し、建物における最終用途を監視することで、平均3%の省エネを実現します。また、自動化された故障検知・診断では、エネルギー使用量を平均9%削減できます。
最近の研究によると、系統連系型高効率建物（GEB）は、アクティブな需要管理を通じて、エネルギーコストを最大20%削減できるとされています。エネルギー最適化により、系統の実時間の炭素強度に基づいて建物のエネルギー使用を制御し、クリーンな暖房資源の利用をバックアップ用の化石燃料設備と調整することで、需要の柔軟性と強靭性を提供しながら、24時間365日にわたって炭素排出量を最小化できます。
メリーランド州シルバースプリングにあるユニスフィア（Unisphere）ビルは、米国で最大規模のネットゼロエネルギー・プロジェクトの一つです。地中熱ヒートポンプ、敷地内の太陽光発電、そして空調、照明、エネルギー、調光窓を含む統合制御システムを備えています。8階建てのオフィスビルのPowerhouse Brattorkaia（ノルウェー・トロンハイム）は、建材の製造と輸送、現場での建設、解体時の廃棄に伴うエネルギー消費を含め、建物のライフサイクル全体でエネルギーをプラスにしています。建物には3,000m²の太陽光パネルと、水源を利用して冷暖房を行う自然冷媒ヒートポンプが備わっています。また、パッシブとアクティブの両方の対策を取り入れており、在館者の状況に応じて調整される空調および照明システムを含め、高効率な建物です。
地球温暖化と気候変動は、建物のエネルギー消費が増加している熱帯気候地域にも大きな影響を及ぼします。これらの地域では、エネルギー消費の増加は電気冷房の需要の高まりによって引き起こされています。シンガポールの脱炭素化戦略は、グリーンプラン2030において、2025年までに太陽光発電の導入量を4倍にするという野心的な目標を掲げ、2030年までに2GWp（ギガワット・ピーク）の太陽光発電を達成することを目指しています。2030年以降、新築建物の80%が「超低エネルギー建物」となり、最高水準のグリーンビルの2005年の消費水準と比べてエネルギー効率が80%改善されます。少なくとも20%の学校が2030年までにカーボンニュートラルになります。
NUS School of Design and Environment 4（SDE4）は、シンガポールで新築された初のネットゼロエネルギー建物であり、国際リビングフューチャー研究所（ILFI）からゼロエネルギー認証を取得した東南アジア初の建物です。6階建てのこの建物には、建物のエネルギー消費を効果的に抑える革新的なハイブリッド冷房システムが備わっています。在室状況、スペースの利用状況、室内空気質、気象条件を高度に監視することで、システムの運用最適化に役立てています。屋上の428kWpの太陽光パネルで発電された電力はすべてのシステムの稼働に使用され、余剰電力は隣接する建物での利用のため、キャンパスのグリッドへ動的に送電されます。2019年1月の開館以来、この建物は純エネルギー・プラスの状態を続けており、消費するエネルギーを460MWh以上上回るエネルギーを生み出しています。
SMU-Xネットゼロエネルギー建物は、シンガポール市中心部初の大規模なマス・エンジニアード・ティンバー（MET）建物で、建物に設置された太陽光発電システムにより、年間のエネルギー消費量の100%を相殺しています。また、NUSデザイン・環境学部1号館および3号館（SDE 1&3）は、建物に入る自然光と熱の量のバランスを取る高度な建物ファサード、高度な照明制御システム、そしてネットゼロエネルギー性能を実現する屋根の太陽光発電を備えた、高効率の改修建物です。シンガポール開発銀行（DBS）のニュートン・オフィスは、既存の4階建て建物の改修プロジェクトで、屋上に両面受光型太陽光パネル（両面から発電できる太陽光パネル）と高度なモノのインターネット（IoT）電力最適化技術を設置することで、70%の省エネとネットゼロエネルギー性能を目指しています。
これらの建物はいずれも、グローバル・ノースにおける暖房用、グローバル・サウスにおける冷房用のクリーンな電力にとって、デジタル化がいかに重要な要素であるかを示しています。また、将来の電力網インフラへの投資を抑えながら、効率的でゼロカーボンな建物の性能を実現するうえでも重要な要素です。これは、2050年の目標を達成するうえでの最優先課題です。
