上海世博會的低碳科技應用

李光明 徐竟成 賀文智

現有科學研究普遍認為，人類活動產生的溫室氣體（尤其是二氧化碳）過度集中排放到大氣層中被大量積累，而這些溫室氣體被認為能夠引起全球變暖。20年前美國氣象學家詹姆士·漢森首次發出了“人類面臨全球變暖威脅”的警告。“全球變暖”這個曾經的專業詞匯成了21世紀幾乎婦孺皆知的名詞，不久前召開的哥本哈根世界氣候變化大會成了世界的焦點。國際間氣候變化專門委員會的《第四次評估報告》已完全消除了對氣候變化的范圍與危險性尚存合理疑慮的所有看法。全球變暖已是一個不爭的事實，近百年來全球地表溫度上升了0.74℃（IPCC，2007）。氣候變化的原因除了自然因素外，同人類的活動密切相關。城市是人類活動高度集中的區域，城市活動是溫室氣體主要來源之一，同時城市也是受氣候變化影響最大的地區之一。因此，減少城市溫室氣體排放已成為應對氣候變化的核心議題。

1 上海世博會首先提出“低碳世博”

我國已明確把低碳發展納入國民經濟和社會發展規劃，國家“十二五”規劃將引入碳排放強度，并積極推動低碳示范。2009年11月26日，中國正式宣布控制溫室氣體排放的行動目標，決定到2020年單位國內生產總值的二氧化碳排放比2005年下降40-45%。

世博會作為由一個國家的政府主辦，有多個國家或國際組織參加，以展現人類在社會、經濟、文化和科技領域取得成就的國際性大型展示會，關注人類面臨的共同問題，并通過完整展現事物發展的過程，探求解決問題的途徑，給人們以深刻的啟迪。2010年上海世博會以“城市，讓生活更美好”（Better City,Better Life）為主題，反映了人類社會對未來可持續發展的訴求。根據國家相關戰略，上海世博會已明確把“低碳世博”作為辦博目標之一。2010年上海世博會首次提出了“低碳”理念，記錄、交流和傳播了全世界各國關注的低碳和防止氣候變化的思考與行動。面對日益嚴峻的全球氣候變化危機，中國堅持自己做負責任大國的立場。上海世博會通過展覽、論壇和活動，傳播先進、生態、可持續的發展觀念。中國政府通過多種形式支持環境、能源、建筑等領域的科技創新，進而推動產業化發展。

科學技術部、上海市人民政府會同國家有關部門和單位在世博科技行動計劃的推進和實施中明確提出了科技支撐低碳世博的目標，即實現上海世博會園區的”低碳排放”，實現世博園區內客運交通工具”零排放”，以及園區內建筑和照明二氧化碳排放減少30%。此外，還要求實現上海世博園區生態和諧和資源綜合利用。園區內雨污水收集處理率達到100%，雨污水綜合利用率達到30%以上；工程廢棄物和垃圾100%回收利用，資源化利用達到50%以上。

2 上海世博會籌辦的“低碳“科技應用

在世博會籌辦中，已發布了一系列“環保文本”，倡導綠色低碳的籌展、參展和參觀的方式，如《中國2010年上海世博會環境報告》和《上海世博會環境評估報告》，及并與聯合國環境規劃署共同編制并發布的《中國2010年上海世博會綠色指南》，共同倡導“低碳世博”的理念。在世博會規劃、園區和場館建設、以及運營管理和活動組織中，全面推進低碳環保的理念和科技應用。

世博園區的規劃以“和諧城市”為主要理念，參照適宜的步行距離和宜人尺度進行設計。4個大型綠地公園和其他綠化景觀已經基本建成，總面積超過100萬平方米，其中采用了具有生態凈化功能的濕地系統以及其它水體修復技術。

上海世博會將大規模應用太陽能技術，使人們能夠體驗到太陽能技術給生活帶來的變化。在世博會期間，太陽能技術將集中應用于中國館、世博中心、主題館和南市電廠，大量的太陽能光伏電池將安裝在屋頂、玻璃幕墻上，與建筑融為一體。太陽能將成為上海世博會園區使用量最大的綠色能源。

2010年上海世博會，園區內60-70%的室外照明將采用半導體（LED）照明，其中景觀照明部分的80%以上采用LED技術。黃浦江、世博軸及橫穿浦東主要國家館區的高架步道均大量應用LED照明。城市最佳實踐區將成為LED的集中示范區。

世博會的部分場館將通過江水直接冷卻水系統，直接從黃浦江取水，經加藥控制微生物和藻類生長后，作為冷卻用水供水源熱泵機組使用，使用后的溫熱水排入黃浦江。采用江水源熱泵技術，與燃氣供熱相比，年運行一次能耗可減少40-60%，年運行費用可降低50-70%，年運行能耗節省約5740兆瓦時，折合約1000噸標準煤，可減少二氧化碳排放約2600噸。

世博會場館中安裝運行的燃氣空調（非電溴化鋰空調），半年可減排二氧化碳約4萬噸。世博會核心區域的世博中心、文化中心、主題館、中國館和世博軸，都建設了屋面雨水回收系統，對雨水加以收集利用，預計可節約自來水約100多萬立方米。此外，主題館還建成了亞洲最大的垂直綠化墻。這些主流或前瞻性的生態建筑技術，均會對減少二氧化碳排放或捕獲二氧化碳發揮重要作用。

本屆世博會的主題本身就蘊含了倡導可持續發展的要求，因此在許多展館的主題演繹就包含了“低碳”的內容。五大主題館之一的“城市星球館”正是為探討城市人居與地球自然環境之間如何健康互動而設立；中國國家館33米平臺還將把“節能減排”作為展示主題加以精彩演繹；改造后的南市電廠內將專辟展區展示“新能源應用”；城市最佳實踐區更是匯聚了全球諸多城市先進的“低碳”科技實踐。

世博會積極響應國家倡導的公交優先戰略，除了大力建設并完善城市軌道交通網絡和智能交通網絡之外，還將實現園內公共交通零排放、周邊交通低排放的承諾，為游客提供環保清潔的交通服務，各類新能源汽車的規模運用將超過1000輛。

3 各國展館和城市最佳實踐區展現了低碳理念與科技

即將在上海世博會上揭開面紗的各國展館、國際組織館、企業館和城市最佳實踐區均展現的生態環保、資源循環利用和低碳的嶄新理念。

瑞士館的幕帷主要由大豆纖維制成，既能發電，又能天然降解。瑞士館的外墻是互動型智能帷幕，帷幕布滿了太陽能電池板，并以LED燈的形式將其利用。帷幕可以與展館周圍的能量，如太陽能或照相機閃光燈產生的光能發生反應，從而產生一種動態閃光的視覺效果。太陽能電池板都將做成瑞士地圖的形狀，使整個館體裹上“瑞士”幕墻。這些太陽能電池板將在世博會后作為紀念品發售，給人們留下創新瑞士和可持續發展瑞士的長久印象，而作為帷幕的環保建材將被循環使用或降解。

芬蘭館展示了芬蘭對未來城市建筑的解決方案。芬蘭館屋頂上的太陽能電池板能夠在酷暑時節為制冷設備供電，更多運用自然通風可以降低對機械通風的需求。設施的合理方位、輕質表面的使用以及窗戶結構以減少日照引發的熱強度。通過種植植物的房頂以均衡熱負荷。雨水可從屋頂收集，并導入庭院中的一個水槽。建筑材料都經過嚴格篩選，以確保產生的溫室氣體排放降至最低。材料的負荷、再利用和再生都根據展館的整個使用周期進行了分析。

日本館的參展主題為“心之和·技之和”。表達人類面臨的環境問題等課題與舒適生活之間的均衡通過“技之和”得以實現，而“技之和”通過對地球、人類的關愛，通過心靈的聯接，讓個人細小的努力也結出碩果，從而獲得安心、舒適感和對未來的信心，達到“心之和”。日本館占地面積約6000平方米設計上采用了環境控制技術，使得光、水、空氣等自然資源被最大限度得到利用。

西班牙館也是一座地道的綠色建筑。在總面積達8000平方米的大廳內，考慮到節能，展館內部主要使用了竹子和半透明紙作為材料，頂部則使用太陽能板。

城市最佳實踐區的案例展現了低碳環保的特色，如滬上生態家集成應用了“節能減排、資源回用、環境宜居、智能高效”等四大領域的低成本適用技術和部分前瞻性技術，生動詮釋了最佳實踐的生態環保理念。南市發電廠的改造工程充分利用了電廠原有的資源，集成了當今建筑和可再生能源領域最新的材料和技術，將廢棄的廠房改造為一個新技術和新理念的展示平臺，使其成為世博園區建設工程中的新能源，新技術，新材料應用的示范，符合國家《綠色建筑評價標準》中提出的三星級綠色建筑的標準。法國羅納阿爾卑斯大區的城市環境下環保能源和可持續家園案例、德國漢堡案例、意大利米蘭關于嶄新的“24小時太陽”報總部和英國零碳建筑等均充分體現低碳、零廢和環保等技術應用的特色。

4 結語

節能減排，走低碳可持續發展道路已經成為全世界積極倡導的必由之路。世博會作為展現人類文明發展與進步，引發對未來暢想的世界性盛會，特別是在“城市，讓生活更美好”的主題下，倡導低碳理念和應用低碳科技已經成為2010年上海世博會的特色。在世博會的規劃、籌建、運營和展示等方面研發和應用的大量低碳科技成果，將對今后的產業化推廣應用，推進城市低碳可持續發展發揮重要的作用。