轉(zhuǎn)型智慧城市的德國樣本

李恩樹

德國有著雄心勃勃的“能源轉(zhuǎn)型”國家戰(zhàn)略，但在各地的“智慧城市”建設(shè)中，國家只起到協(xié)調(diào)作用，最關(guān)鍵的是城市要想清楚自己的方向

當(dāng)電動汽車因為急需充電而四處尋找充電樁時，也許路邊林立的電線桿可以化身充電樁即時解決充電難題;當(dāng)路燈可以感應(yīng)到街面運動從而調(diào)節(jié)自身的發(fā)光量，或許能為城市節(jié)約大量能源;當(dāng)急需wifi信號時，一個飄浮在空中的無線基站將解決這些問題……

在德國柏林舉辦的“智慧城市”（Smart City）展會，一些超前的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備為未來生活提供了更多可能性。在現(xiàn)實中，這些帶有未來概念的技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)在德國許多城市投入使用，成為德國“智慧城市”計劃中的一部分。

“智慧城市”的試驗在德國各地展開，涉及環(huán)保、交通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、垃圾處理、新能源、數(shù)字化等諸多方面，其背后是德國雄心勃勃的“能源轉(zhuǎn)型”國家戰(zhàn)略。

在國家戰(zhàn)略的驅(qū)動下，德國中央政府、地方政府、事業(yè)機構(gòu)、私營企業(yè)、研究機構(gòu)、各地居民等“齒輪”紛紛咬合，在資金支持下探討多種可能性，德國的這些創(chuàng)新或許可為中國的城市建設(shè)發(fā)展帶來借鑒。

解決小城市能耗問題

德國的能源轉(zhuǎn)型計劃提出要在2050年創(chuàng)造可持續(xù)能源系統(tǒng)，屆時德國二氧化碳排放量要下降80%，能源消耗量要下降50%，可再生能源的使用占比要達到60%。

數(shù)據(jù)顯示，在全球能源消耗中，城市的能源消耗占了四分之三。德國是城市化程度很高的國家，約有75%的人口住在城市中，但其中只有16%的人口住在大都市里。所以在德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署（GTAI）能源效率部門專家Henning Ellermann看來，德國要解決的城市問題實際是小城市問題。

博特羅普（Bottrop），一個典型的小城市正在將自己變成一個“城市實驗室”，進行著大量節(jié)能技術(shù)試驗。位于德國北威州魯爾工業(yè)區(qū)北緣的博特羅普，同許多資源型城市一樣，隨著煤炭資源的枯竭，面臨經(jīng)濟轉(zhuǎn)型問題。

該市市長Bernd Tischler告訴《財經(jīng)》記者，上世紀80年代，博特羅普開始探索轉(zhuǎn)型，如今，博特羅普已經(jīng)關(guān)閉了許多煤礦，到2018年，將關(guān)閉最后兩座煤礦。

但僅僅關(guān)停煤礦并不能解決勞動力就業(yè)的問題。2010年初魯爾工業(yè)區(qū)內(nèi)約70家公司組織的未來城市氣候競賽給博特羅普帶來了新的機會。這項競賽的目的是在十年內(nèi)將二氧化碳排放減半，同時提高生活質(zhì)量。

“智慧城市”的試驗在德國各地展開，涉及環(huán)保、交通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、垃圾處理、新能源、數(shù)字化等諸多方面，其背后是德國雄心勃勃的“能源轉(zhuǎn)型”國家戰(zhàn)略。

迄今為止博特羅普已經(jīng)啟動了約300個項目。雖然許多煤炭企業(yè)關(guān)停，但博特羅普的失業(yè)率（7.7%）卻低于北威州的平均水平。

Bernd Tischler介紹說，過去五年，博特羅普二氧化碳排放量已降低38%，距離十年減半的目標已經(jīng)十分接近?！拔覀円呀?jīng)在2011年和2015年間實現(xiàn)15.3%的能源現(xiàn)代化率（即轉(zhuǎn)換使用可持續(xù)性能源的比率），考慮到德國年度能源現(xiàn)代化率只有0.8%-1.4%，這是一個巨大的成功?！?h3>未來之屋

未來之屋，是博特羅普的創(chuàng)新項目之一。

這棟三層住房外觀上就與眾不同，人字形的屋頂及一側(cè)墻面都被黑色的太陽能光伏板覆蓋。房子內(nèi)部，窗戶被加寬加厚，用于增加采光面積，保持屋內(nèi)熱量;地下室裝置有一套設(shè)備，可以將地下的地?zé)徂D(zhuǎn)換為屋內(nèi)的熱能，并提供熱水;最高層的閣樓間安裝有一套通風(fēng)設(shè)備，這樣一來就可以在不開窗的情況下保持空氣流通。

雖然耗電的設(shè)備很多，但“未來之屋”卻可以達到節(jié)能的效果?！拔磥碇荨表椖控撠?zé)人Herbert Jung介紹說，房間內(nèi)所需的電能均來自于太陽能及地?zé)崮茉?，這些能量不但可使房子自給自足，且還有盈余，多余能量可以為包括電動汽車在內(nèi)的電動設(shè)備充電?？蛷d中的電視裝有專用智能軟件，家中所有能量變化可以通過軟件界面一覽無余?！拔磥碇荨币呀?jīng)有人租住，租戶幾乎不用繳納電費。

目前在博特羅普，改造好的“未來之屋”還有三棟。雖然節(jié)能效果好于預(yù)期，但其改造成本高昂，每平方米造價約為1900歐元。據(jù)Bernd Tischler介紹，如果有房主想依此改造自己的住房，政府將補貼改造費用的七分之一。

“未來之屋”的改造貼合了博特羅普“創(chuàng)新城市”項目的主題之一——更新建筑群的能源效率。

數(shù)據(jù)顯示，德國建筑物占能源總消耗的40%，其中80%是熱能而非電能。其中部分原因是德國在19世紀末和“二戰(zhàn)”后的數(shù)十年間，建筑物激增，但這些建筑欠缺現(xiàn)代保溫技術(shù)和最新建筑技術(shù)?！拔磥碇荨钡脑头课菥褪冀ㄓ?963年，2014年房地產(chǎn)商VIVAWEST公司對其進行了改造。

污水廠電能自給自足

柏林的一家天然氣儲存工廠在廢棄后被改造為一個交通、能源等領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)孵化基地，名為EUREF園區(qū)，改造費用花費近千萬歐元，園區(qū)內(nèi)一個高80米的儲氣罐被改造為可舉辦大型活動的交流活動中心。

這個園區(qū)的改造，將如何利用可再生能源作為重點——這是在能源轉(zhuǎn)型計劃下，德國很多創(chuàng)新項目的側(cè)重點。

據(jù)項目經(jīng)理Anna Fabinder介紹，在改造中對能源供應(yīng)方式做了調(diào)整，建造了系列設(shè)備利用風(fēng)能、太陽能進行發(fā)電。

園區(qū)內(nèi)還有一套能源管理系統(tǒng)，可精確計算出即時的發(fā)電量，盈余時通知基地內(nèi)的電動車充電，虧損時則用電網(wǎng)的常規(guī)用電補足。Anna Fabinder稱，基地已經(jīng)可以實現(xiàn)能源自給自足。

“整個園區(qū)的耗能已達到德國2020年的目標，相比上世紀90年代，二氧化碳的排放量已經(jīng)減少一半，50%的能源來自于可再生能源?！盇nna Fabinder說。

走在節(jié)能轉(zhuǎn)型前列的博特羅普也有類似案例。

流經(jīng)魯爾工業(yè)區(qū)的埃姆歇河（Emscher）一直受到污染的困擾，埃姆歇河污水處理廠建成于1928年，如今是德國最大的污水處理廠，擁有職工225人。近年來，該廠在對污水進行傳統(tǒng)處理的基礎(chǔ)上，開始進行節(jié)能技術(shù)改造。

埃姆歇河污水處理廠一方面對污水進行物理處理和生物處理，把“清洗”之后的水重新注入埃姆歇河;另一方面，污水處理廠還在利用處理污泥，自己產(chǎn)生能量。

該廠所在的埃姆歇河水處理組織的Karl-Georg Schmelz教授介紹說，污水處理廠處理污泥時可利用污泥產(chǎn)生沼氣，同時脫水污泥燃燒后也可以產(chǎn)生電能。目前，通過這兩種方式產(chǎn)生的能源仍不夠自用，需要外來電力支援。但他表示，未來這里將引進太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電，同時加入處理其他垃圾提高沼氣產(chǎn)能等方式，預(yù)計明年將不再需要外來電能。

廠區(qū)的改造費用共約1800萬歐元，這筆費用出自政府和購買污水處理服務(wù)的企業(yè)，企業(yè)根據(jù)污水處理的多少來支付相應(yīng)的費用。

這一節(jié)能模式并非個例，在德國，已有接近10個污水廠可以自給自足電能。

柏林火車南站也在進行節(jié)能改造，這里在地下埋藏了一個公交車充電樁，電動公交車駛?cè)氤潆姌秴^(qū)域直接進行無線充電，所需電能來自于火車站自身的風(fēng)力、太陽能發(fā)電設(shè)備。

太陽能、風(fēng)能、沼氣等可再生能源投入應(yīng)用有著巨大潛力，但其發(fā)展瓶頸是這些可再生能源的產(chǎn)生不穩(wěn)定，如何將這些能源儲存起來以保持供能的穩(wěn)定？

為此，德國政府投資730萬歐元在漢堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)對能量儲存進行研究。

漢堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的博士Hans Schfers介紹，目前有三種辦法處理過量的新能源：第一，將風(fēng)能、太陽能、沼氣能源產(chǎn)生的電能儲存在鋰電池中;第二，通過計算和調(diào)配，把多余的能源快速消耗掉，提高能源使用效率;第三種就是漢堡大學(xué)正在研究的能量儲存計劃，通過一系列設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)換成天然氣儲存起來。

雖然整套系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換率理論上僅有30%，但一些地區(qū)還是從中看到了未來。漢堡州和石荷州一起申請了這個儲能項目，今年，兩州將建立起一些示范點，預(yù)算達1.2億歐元，其中60%來自政府，40%來自企業(yè)。

活力自下而上

與各地如火如荼的試驗相比，德國中央政府層面并沒有一個關(guān)于“智慧城市”項目的總體規(guī)劃和政策文件。Henning Ellermann接受《財經(jīng)》記者采訪時也表示，德國沒有一家專門機構(gòu)負責(zé)“智慧城市”項目。

但這并未影響各地創(chuàng)建“智慧城市”的活力?！暗聡鞘卸加泻艽笞灾鳈?quán)，中央雖然沒有強制要求各地進行嘗試，但在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，讓城市變得更節(jié)能更智能，已經(jīng)是一種共識?！盚enning Ellermann說。

Henning Ellermann介紹說，在各地的“智慧城市”建設(shè)中，國家只起到協(xié)調(diào)作用，最關(guān)鍵的是城市要想清楚自己的方向。

德國正在形成一個研究“智慧城市”的論壇，任何人都可以把關(guān)于“智慧城市”的想法提交給論壇，論壇結(jié)束后會形成一份報告，城市可以從中找到適合自身發(fā)展的想法。

城市發(fā)展“智慧城市”的資金從哪里來？

Henning Ellermann說，由于地方的預(yù)算有限，地方政府都想從中央政府、歐盟拿錢。國家有6億歐元的資助，但這并不是“智慧城市”項目的專項資金，畢竟“智慧城市”的內(nèi)容涵蓋廣泛，這些錢分散在各個項目中，比如基建、環(huán)保、數(shù)字化等等。如果城市申請了這些項目，而項目又符合政策支持的條件，城市將可以獲得一部分中央資金。

另一方面，除政府外，企業(yè)、研究機構(gòu)、民眾等是項目得以順利上馬的重要因素。

博特羅普的轉(zhuǎn)型便獲得了民眾、企業(yè)界的強烈支持，這種轉(zhuǎn)型甚至是“自下而上”的，動力來自于企業(yè)和基層民眾。

博特羅普市長Bernd Tischler舉例說，博特羅普正在申請“創(chuàng)新城市魯爾區(qū)”的頭銜，獲得當(dāng)?shù)鼐用竦闹С钟葹橹匾呀?jīng)獲得了2萬個支持簽名（全市有約11.7萬人）。

在不少德國城市，人們普遍反對大型項目，但在博特羅普，市民告訴政府，他們?yōu)樽鳛檫@種典范工程的一部分而感到驕傲。

作為“創(chuàng)新城市”項目的一部分，博特羅普提出只要居民愿意按照政府的標準進行節(jié)能改造，政府將給予一定的補貼，目前已經(jīng)有1500戶民居要進行節(jié)能改造。

Bernd Tischler說，博特羅普市希望將城市作為一個成果展示場地，以吸引企業(yè)界對改造項目的支持。該市正在邀請世界各地的企業(yè)在博特羅普落實他們的創(chuàng)新理念，許多企業(yè)已經(jīng)開始在博特羅普應(yīng)用它們的技術(shù)。

例如粉煤灰企業(yè)STEAG電力礦業(yè)集團生產(chǎn)的產(chǎn)品，可用于建筑物表面、鋪路石等，幫助減少空氣中有害氮氧化物粒子的水平。

“在我們的創(chuàng)新城市建設(shè)中，民眾希望提高生活質(zhì)量;企業(yè)希望通過博特羅普的成功案例進行展示，開拓市場;政府希望城市可持續(xù)發(fā)展。共同的目標使得創(chuàng)新城市建設(shè)保持活力，無人中途退場。”Bernd Tischler說。

在Henning Ellermann看來，博特羅普成功解決了持續(xù)推進創(chuàng)新城市建設(shè)的問題——在有些城市，由于各部門各司其職，欠缺統(tǒng)籌安排，“智慧城市”的項目難以推進。

雖然國情不同，但德國的“智慧城市”建設(shè)也可為中國的城市發(fā)展提供借鑒。博特羅普市長Bernd Tischler在今年5月和中國環(huán)保部部長陳吉寧進行會面交流，也于去年8月到河南平頂山市交流經(jīng)驗。

作為煤炭大市，平頂山面臨和博特羅普相似的能源轉(zhuǎn)型問題，而博特羅普的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型之路或許可為其提供參考供鑒。