ゼロエネルギービル

ゼロエネルギービルは運用時の炭素排出量を削減する一方で、建設活動や建材は相当量のエンボディドカーボンを発生させる。^{[ 5 ]}エンボディドカーボンとは、資源の採掘、輸送、製造、構造物の組み立ての際に排出される温室効果ガスを指す。世界的に見ると、エンボディドカーボンは全温室効果ガス排出量の約11%、建築部門排出量の28%を占める。^{[ 5 ]}運用時のエネルギー効率が向上するにつれて、エンボディドカーボンは建物のライフサイクル全体の排出量に占める割合が大きくなる。^{[ 13 ]}

気候変動への影響を最大化するために建設を最適化するには、従来のポルトランドセメントやバージン鋼などの炭素集約型材料よりも、集成材、藁、リノリウム、セルロース断熱材などの低炭素バイオベース材料を優先する必要があります。^{[ 14 ]}研究によると、低層および中層の集合住宅の木造構造は、屋上に過剰な太陽光発電設備を備えた高層のガラスと鉄骨の設計と比較して、ライフサイクル全体で優れた炭素削減効果を発揮します。^{[ 13 ]}

設計上の中心的な議論は、建物の外皮の省エネ（断熱、気密性）と積極的なエネルギー回収（大規模な太陽光発電アレイ）のバランスを取ることである。^{[ 20 ]}

標準的な非効率な建物に太陽光パネルを追加することで、理論上はネットゼロのバランスを実現できますが、パッシブハウスなどのパッシブ設計フレームワークでは、再生可能エネルギーを導入する前に、建物の外皮の極めて高い効率性を優先して、根本的な需要を70%から90%削減します。^{[ 21 ]}外皮の省エネは、停電時に受動的な回復力を提供し、地域の電力ネットワークに負担をかける高いピーク電力需要を回避します。^{[ 20 ]}

既存の建物の脱炭素化のために、工業化されたプレハブ式改修パッケージ（オランダのEnergiesprongモデルなど）は、既存の建物の外壁にカスタム断熱壁パネルと統合ヒートポンプを数日で取り付け、老朽化し​​た構造物をネットゼロ性能基準に変換します。^{[ 22 ]}

2008年から2013年にかけて、国際エネルギー機関（IEA）のSHCタスク40/EBCアネックス52イニシアチブは、ネットZEBコンセプトの国際的な定義フレームワークを確立した。^{[ 24 ]}

米国では、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）がZEBを4つの供給側オプションに分類しました。^{[ 3 ]}

• **NZEB:A** – 建物の敷地内で再​​生可能エネルギーを利用しています。
• **NZEB:B** – 建物の敷地内で自家発電による再生可能エネルギーを利用する。
• **NZEB:C** – 敷地外から持ち込まれた再生可能エネルギー（バイオマス、廃熱）を利用する。
• **NZEB:D** – オフサイトの認証済み再生可能エネルギー証書（REC）またはオフサイトのグリーン電力契約を購入します。

• **エネルギーコスト耐性:** 建物の所有者を将来の光熱費の高騰から守ります。^{[ 1 ]}
• **熱的快適性:** 高性能断熱材と気密性により、均一な室内温度を実現します。^{[ 19 ]}
• **グリッドの回復力:** 敷地内の太陽光発電システムとバッテリーシステムは、悪天候による停電時にバックアップ電源を提供します。^{[ 19 ]}
• **不動産価値のプレミアム:** ZEBは運用コストが低いため、査定額が高く、転売期間も短くなります。^{[ 1 ]}
• **社会的な脱炭素化:** 熱貯蔵と組み合わせることで、国の温室効果ガス排出量を削減し、ピーク時のエネルギー需要を緩和します。^{[ 4 ]}

• **初期資本コストが高い:** ヒートポンプ、トリプルガラス、太陽光発電アレイの初期費用には、回収期間が必要です。^{[ 21 ]}
• **専門人材の不足:** 専門的な設計工学、エネルギーモデリング、気密性に関する建設スキルが求められます。^{[ 21 ]}
• **日陰と設置場所の制限:** パッシブソーラーや屋上PVアレイは、日陰の多い場所、北向きの場所、または都市部の高密度な場所では、ネットゼロ発電を達成できません。^{[ 1 ]}
• **材料の製造に伴う排出量:** ガラス、太陽電池、バッテリーシステムは、初期製造段階で高い炭素排出量を伴う。^{[ 5 ]}

• **グリーンビルディング:** 資源効率、節水、無毒性材料、室内空気質に幅広く焦点を当てていますが、厳密にはネットゼロエネルギーバランスを義務付けているわけではありません。^{[ 25 ]}
• **ゼロエネルギービルディング:** リサイクル材や持続可能な構造材が使用されているかどうかに関わらず、年間運用エネルギーのゼロ化を特に目標としています。^{[ 2 ]}
• **ゼロヒーティングビルディング:** 超低U値の真空ガラスと熱回収を利用して専用の暖房システムを完全に排除し、年間暖房需要を3  kWh/m ² a未満に抑えることを目標としています。^{[ 15 ]}

ゼロエネルギー性能に関する主要な国際認証制度には、以下のようなものがあります。

• **パッシブハウス (Passivhaus) :** 極めて高い外皮性能、気密性 ( ≤  0.6 ACH50)、および低い暖房需要 ( ≤  15  kWh/m ² /年) に重点を置いています。
• ** LEEDゼロエネルギー:** 米国グリーンビルディング協会（USGBC）により、12ヶ月間の性能期間において正味エネルギー消費量がゼロであることが証明された建物に授与されます。
• **ILFIゼロエネルギー認証:** 国際リビングフューチャー研究所（ILFI）がリビングビルディングチャレンジの下で管理しており、運用エネルギーの100%を敷地内での燃焼なしにクリーンな再生可能エネルギーから得ることを要求しています。^{[ 26 ]}

2019年、オーストラリアのエネルギー大臣は、2050年までにゼロエネルギーの商業および住宅建築基準への国家的な道筋を確立するために、低エネルギー建築物の軌跡を策定しました。^{[ 27 ]}注目すべきプロジェクトには、メルボルンのカウンシルハウス2（CH2 _）があり、6つ星のグリーンスタースター評価を獲得しました。

カナダの国家気候政策には、2030年までにすべての新しい建築基準でネットゼロエネルギー対応性能を目指すBuild Smart戦略が含まれています。^{[ 28 ]}ブリティッシュコロンビア州はBC Energy Step Codeを実施し、自治体が2032年までにネットゼロエネルギー対応の建設を義務付けるための段階的な法的ロードマップを確立しました。カナダ住宅建設業者協会は、自主的なネットゼロ住宅ラベルプログラムを管理しています。

中国の住宅都市農村建設部（MOHURD）は、2030年までに炭素排出量をピークアウトさせ、2060年までにカーボンニュートラルを達成するという中国の国家目標を支援するため、パッシブ低エネルギー住宅建築の技術基準を導入した。^{[ 29 ]}代表的な商業実証プロジェクトは、広州にある71階建てのパールリバータワーである。^{[ 30 ]}

2024年に改訂された建築物のエネルギー性能指令（EPBD）に基づき、欧州連合加盟国は、2028年までにすべての新しい公共建築物、2030年までにすべての新しい商業および住宅建築物に対してゼロエミッション建築物（ZEB）基準を施行しなければならない。^{[ 7 ]} ZEBは、化石燃料からのオンサイト運用炭素排出量をゼロにし、厳格な一次エネルギー需要の上限を満たさなければならない。

日本の経済産業省（METI）は、2030年までに新築住宅すべてにネットゼロエネルギーハウス（ZEH）性能基準を達成することを義務付ける国家ロードマップ目標を設定した。^{[ 31 ]}

韓国は2020年に1,000平方メートルを超える公共部門の建物にZEB認証を義務付け^、  2025年までにその義務をすべての公共建物と大規模な民間商業施設に拡大した。韓国は2030年までに民間の住宅および商業建設全体でZEB準拠を普遍化することを目指している。^{[ 32 ]}

英国政府は未来住宅・建築基準を導入し、2025年以降に建設される新築住宅は、従来の基準よりも二酸化炭素排出量を75～80％削減し、地域の電力網の脱炭素化に伴い運用時の排出量をゼロにすることを義務付けた。^{[ 33 ]}

連邦政府のZEB政策は、米国エネルギー省（DOE）のBuilding Americaプログラムと連邦エネルギー管理プログラム（FEMP）を通じて調整されています。2022年のインフレ削減法は、ゼロエネルギー建築に対する税額控除を大幅に拡大し、セクション45Lエネルギー効率住宅クレジット（認定ゼロエネルギー対応住宅1戸あたり最大5,000ドル）とセクション179D商業ビルエネルギー効率控除を拡大しました。^{[ 34 ]} 2024年、DOEはゼロエミッションビルの標準化された国家定義を発表しました。^{[ 35 ]}

州レベルでは、カリフォルニア州はタイトル24（CALGreen）建築基準を通じてネットゼロエネルギー目標を義務付けている。^{[ 36 ]}他の州の取り組みとしては、マサチューセッツ州の自治体による化石燃料フリー建築実証プログラムや、ニューヨーク州の気候リーダーシップおよびコミュニティ保護法（CLCPA）などがある。