低碳城市的發(fā)展策略研究

劉嘉迅，楊運(yùn)宇

（沈陽(yáng)建筑大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

1 引言

當(dāng)前全球面臨著以變暖為主要特征的氣候變化，并已成為世界各國(guó)共同面對(duì)的嚴(yán)重危機(jī)和挑戰(zhàn)。城市作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的中心，城市能源消費(fèi)量占全國(guó)消費(fèi)總量的60%，城市人均能源消費(fèi)為農(nóng)村人均能源消費(fèi)的3倍左右。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)的城市化率將到達(dá)58%～60%，屆時(shí)中國(guó)的城市人口將到達(dá)8～9億人。隨著城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)村大量人口擁入城市，能源消費(fèi)行為發(fā)生了改變，人均用能迅速增加，城市人口增長(zhǎng)也將引起交通用能增加，這必將推動(dòng)城市能源消費(fèi)量的增長(zhǎng)。

而當(dāng)我們反思傳統(tǒng)的城市建設(shè)理念和發(fā)展模式，并嘗試探索一種符合中國(guó)國(guó)情和生態(tài)文明建設(shè)要求的城市科學(xué)發(fā)展道路的時(shí)候，一種低碳的、符合資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的城市發(fā)展模式正在興起。這種低碳城市發(fā)展模式是指城市在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，保持能源消耗和CO2排放處于較低水平，其核心目標(biāo)就是“三低”，即低能耗、低污染、低排放，是一種在資源、能源和生態(tài)環(huán)境綜合平衡制約下新的城市發(fā)展模式。

2 低碳城市的理論內(nèi)涵

低碳城市就是通過(guò)在城市發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)新低碳技術(shù)，改變生活方式，最大限度減少城市的溫室氣體排放，徹底擺脫以往大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)和大量廢棄的社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化、循環(huán)利用、節(jié)能高效的經(jīng)濟(jì)體系，形成健康、節(jié)約、低碳的生活方式和消費(fèi)模式，最終實(shí)現(xiàn)城市的清潔發(fā)展、高效發(fā)展、低碳發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

3 國(guó)內(nèi)外低碳城市發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 丹麥低碳城市發(fā)展現(xiàn)狀

低碳社區(qū)丹麥Beder的太陽(yáng)風(fēng)社區(qū)，是由居民自發(fā)組織起來(lái)建設(shè)的公共住宅社區(qū)，竣工于1980年，共有30戶(hù)。該社區(qū)最大的特點(diǎn)就是公共住宅的設(shè)計(jì)和可再生能源的利用。公共住宅是指為了節(jié)約空間、能源、資源而建立的共用健身房、辦公區(qū)、車(chē)間、洗衣房和咖啡廳的私人住宅或公寓。該社區(qū)以太陽(yáng)能、風(fēng)能作為主要能源，側(cè)重使用可再生能源和新能源。在使用過(guò)程中強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗，最大限度減少溫室氣體的排放和保持社區(qū)的優(yōu)美環(huán)境。社區(qū)內(nèi)約有600mz的太陽(yáng)板，這些太陽(yáng)板主要設(shè)置在公共用屋和住宅上。公共用屋的地下有兩個(gè)聚熱箱，被加熱的液體通過(guò)地下管道進(jìn)入取熱箱，然后熱量再以熱水和輻射熱的形式通過(guò)地下管道進(jìn)人居民住宅。太陽(yáng)能滿(mǎn)足了該社區(qū)30%的能量需求。居民還在離社區(qū)2km左右的山坡上設(shè)置22m高度風(fēng)塔獲取風(fēng)能，風(fēng)能占該社區(qū)能量總消耗的10%左右。在公共用屋的地下室還設(shè)置了一個(gè)固體廢棄物焚化爐，在室外溫度低于－5℃時(shí)集中為居民供熱。社區(qū)內(nèi)一塊菜園加強(qiáng)了區(qū)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)，減少對(duì)外界資源的依賴(lài)及運(yùn)輸能耗。

3.2 英國(guó)貝丁頓零碳社區(qū)

英國(guó)的貝丁頓零能源社區(qū)，是英國(guó)最大的環(huán)保生態(tài)小區(qū)，是國(guó)際公認(rèn)最重要的可持續(xù)能源建筑與居住的范例，整體規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了居住的零能耗。建筑師通過(guò)各種措施減少建筑的熱損失，并盡可能使用太陽(yáng)能獲得熱量。如各建筑物緊湊布局，以減少建筑的總散熱面積。建筑物的外墻采用30cm厚的空心墻，窗戶(hù)選用內(nèi)充氬氣的三層玻璃窗，窗框采用木材以減少熱傳導(dǎo)。采用自然通風(fēng)系統(tǒng)將通風(fēng)能耗最小化。風(fēng)帽可隨風(fēng)向的改變而轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊排出室內(nèi)的污濁空氣，一邊利用廢氣中的熱量來(lái)預(yù)熱室外的新鮮空氣，較少熱損失。屋頂采用太陽(yáng)能板光伏發(fā)電，及種植綠色屋面蓄水隔熱。該住區(qū)以木材為燃料，根據(jù)供應(yīng)量，系統(tǒng)每年的木材需求量是1100t，其來(lái)源包括周邊地區(qū)的木材廢料和鄰近的生態(tài)公園中管理良好的速生林。整個(gè)社區(qū)需要一片3年生的70hm2速生林，每年砍伐其中的1／3，并補(bǔ)種上新的樹(shù)苗，以此循環(huán)。樹(shù)木成長(zhǎng)過(guò)程中吸收的CO2，在燃燒過(guò)程中等量釋放出來(lái)，符合零溫室氣體排放原則。綠色交通，減少居民汽車(chē)出行的需要。住宅和辦公空間的聯(lián)合開(kāi)發(fā)，并附有商店、咖啡店、帶托兒功能的健身中心等設(shè)施滿(mǎn)足居民的多樣化生活需要，進(jìn)一步減少了交通的需求，同時(shí)合理便捷的自行車(chē)和電動(dòng)車(chē)的交通體系，減少了私家車(chē)的使用率（圖1）。

圖1 貝丁頓零碳社區(qū)

3.3 上海低碳發(fā)展現(xiàn)狀

低碳東灘上海崇明東灘生態(tài)城包括都市規(guī)劃、生態(tài)發(fā)展、可持續(xù)能源、廢棄物管理、綠建筑、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)，規(guī)劃面積為86km2，定于2040年竣工。東灘生態(tài)城主要由3大板塊組成。東灘生態(tài)城將有望成為世界上第1個(gè)碳中和（CO2零排放）區(qū)域。在這座新城中，熱能和電力通過(guò)風(fēng)能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太陽(yáng)能光伏板直接獲得。建立全國(guó)第一個(gè)氫能電網(wǎng)，以滿(mǎn)足對(duì)電池能源燃料的需求:最高建筑僅有8層，建筑物采用環(huán)保技術(shù)，屋頂草坪和植物成為城區(qū)的天然隔熱層，可儲(chǔ)存雨水用于灌溉。一期建設(shè)區(qū)域每年可減少35萬(wàn)tCO2排放。步行、自行車(chē)、清潔能源公交車(chē)（燃料電池）、水上出租車(chē)將是人們的出行方式，市內(nèi)建有不受機(jī)動(dòng)車(chē)干擾的獨(dú)立的人行步道和自行車(chē)道網(wǎng)絡(luò)，任何地方到附近公交車(chē)站步行不超過(guò)7min，一期建設(shè)區(qū)域每年可減少40萬(wàn)tCO2排放量。市區(qū)建立了集水、水處理與再利用系統(tǒng)，城區(qū)內(nèi)80%的固體廢棄物實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用。東灘生態(tài)城區(qū)最大的特點(diǎn)在于它建立的將是一個(gè)低碳、節(jié)水、節(jié)能的生態(tài)系統(tǒng)。

4 低碳城市發(fā)展要素分析

4.1 能源低碳化

從基底上改變能源供給，加速?gòu)摹疤蓟茉础毕颉暗吞寄茉础焙汀皻浠茉础鞭D(zhuǎn)變，將徹底實(shí)現(xiàn)城市的低碳和零碳發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)能源低碳化，在規(guī)劃構(gòu)建清潔能源系統(tǒng)時(shí)須重視“開(kāi)源節(jié)流”。開(kāi)源是指以保障能源供需平衡為目標(biāo)，積極使用清潔能源技術(shù)，除了包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物能、海洋能、燃料電池等可再生能源外，還包括天然氣、清潔煤和核能等能源開(kāi)發(fā)利用新技術(shù)新工藝。節(jié)流指以強(qiáng)制性政策和激勵(lì)措施為基礎(chǔ)，鼓勵(lì)工業(yè)和居民用戶(hù)積極使用節(jié)能設(shè)備，強(qiáng)化節(jié)能意識(shí)，建立節(jié)能長(zhǎng)效機(jī)制。

4.2 交通低碳化

實(shí)現(xiàn)交通低碳化的核心是構(gòu)建由城市公交系統(tǒng)和步行、自行車(chē)系統(tǒng)組成的綠色交通系統(tǒng)，促進(jìn)居民綠色出行方式的形成，主要包括如下兩個(gè)部分。

（1）貫徹公共交通系統(tǒng)，通過(guò)城市高效快捷的大運(yùn)量公共交通系統(tǒng)建設(shè)降低交通出行量。另一方面通過(guò)實(shí)現(xiàn)公共交通引導(dǎo)下的城市緊湊集約發(fā)展模式來(lái)降低公眾的出行距離。通過(guò)優(yōu)化城市公共交通系統(tǒng)布局來(lái)引導(dǎo)綠色健康的交通出行方式，從而實(shí)現(xiàn)交通低碳化。

（2）以步行、自行車(chē)系統(tǒng)為主導(dǎo)，促進(jìn)居民綠色出行。因此，規(guī)劃首先要考慮以人為本，打造舒適、宜人的步行系統(tǒng)和人車(chē)分離，構(gòu)建便捷、安全的自行車(chē)?yán)鹊老到y(tǒng)，并與公共交通系統(tǒng)相結(jié)合，以促成居民綠色出行習(xí)慣，同時(shí)起到控制小汽車(chē)膨脹的目標(biāo)。

4.3 建筑低碳化

低碳城市離不開(kāi)低碳建筑，規(guī)劃設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照《節(jié)約能源法》和《建筑節(jié)能條例》要求，從如下兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑低碳化:一是新技術(shù)與新材料并舉的建筑節(jié)能，二是節(jié)約與循環(huán)相結(jié)合的建筑節(jié)水系統(tǒng)。

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)上要引入低碳理念，通過(guò)新型節(jié)能技術(shù)和新型節(jié)能材料的融合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)建筑低碳化。在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，應(yīng)選用隔熱保溫的建筑材料，合理設(shè)計(jì)通風(fēng)和采光系統(tǒng)，選用節(jié)能型取暖和制冷系統(tǒng)，選用低碳裝飾材料，避免過(guò)度裝修，杜絕毛坯房。在建筑能源供應(yīng)方面，應(yīng)盡可能采用利用太陽(yáng)能光伏技術(shù)，有條件的地區(qū)還可加裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，為建筑提供輔助電源。在建筑能源利用方面，應(yīng)普及節(jié)能照明、空調(diào)等設(shè)備，對(duì)于大型公共建筑（如大型商住區(qū)），當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定規(guī)模，用電習(xí)慣符合要求時(shí)，可采用蓄能設(shè)備，降低能源需求。

在建筑節(jié)水方面，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格遵循簡(jiǎn)潔、實(shí)用原則，杜絕華而不實(shí)的設(shè)計(jì)，避免因設(shè)計(jì)不合理造成的水資源浪費(fèi)，積極采用和推行節(jié)水節(jié)能的新技術(shù)、新工藝，堅(jiān)決淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技術(shù)和落后工藝，應(yīng)確保節(jié)水器具使用率達(dá)到100%。在建筑用水中，要探索循環(huán)利用模式和技術(shù)，如中水回用、雨水收集利用等技術(shù)，以提高水資源的利用效率。

4.4 環(huán)保低碳化

城市碳輸出環(huán)節(jié)主要集中在城市污水和垃圾處理系統(tǒng)，在這一階段，首先要保證其“輸出無(wú)害化”目標(biāo)，即通過(guò)污水處理廠、垃圾無(wú)害化處理廠等環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的合理規(guī)劃布局，保證污水處理率和垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)零碳或低碳排放。在碳輸出環(huán)節(jié)還應(yīng)堅(jiān)持以“減量化、資源化、循環(huán)化”原則，積極使用循環(huán)利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)再生利用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)環(huán)保低碳化。

在城市碳排放環(huán)節(jié)，為了形成碳循環(huán)，更高效的利用資源，應(yīng)以“減量化、資源化、循環(huán)化”為原則，統(tǒng)籌考慮節(jié)水等措施，引入中水回用、雨洪利用、海水淡化等先進(jìn)技術(shù)，建立水資源梯級(jí)利用、分質(zhì)供水和循環(huán)利用相結(jié)合的調(diào)配體系，改善居民生活用水質(zhì)量，并滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水需求，率先建立雨污分流排

圖2 低碳城市發(fā)展路徑框架

5 結(jié)語(yǔ)

城市市政系統(tǒng)作為城市“生命線工程”，對(duì)城市的發(fā)展具有基礎(chǔ)性支撐作用，同時(shí)也集中體現(xiàn)了碳排放的整個(gè)過(guò)程。面對(duì)全球氣候變化和中國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速推進(jìn)，城市市政系統(tǒng)將擔(dān)負(fù)起新的使命——構(gòu)建“低碳化”城市基礎(chǔ)設(shè)施保障系統(tǒng)。為此須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)市政規(guī)劃中的“以需定供”的保障性思維，確立“以供定需”的新思維，并提出了城市市政規(guī)劃中具有引導(dǎo)性的規(guī)劃指標(biāo)體系，并分別對(duì)涉及碳排放的能源、交通、建筑和環(huán)保4個(gè)環(huán)節(jié)提出了“低水體制，鼓勵(lì)實(shí)行污水深度處理，充分利用污水資源，努力減少污染物排放量，采用集中與分散適度結(jié)合的模式建設(shè)污水處理廠，污水經(jīng)處理后匯入中水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)污水資源再利用；采用不同形式的雨水集蓄利用技術(shù)，充分集蓄和回用雨水資源，實(shí)現(xiàn)雨水資源再利用（圖2、圖3）。碳化”發(fā)展目標(biāo)和相應(yīng)的行動(dòng)策略，以期實(shí)現(xiàn)從碳輸入到碳輸出的全流程低碳化，促進(jìn)低碳城市發(fā)展。

圖3 2001～2005年世界地區(qū)CO2排放曲線

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