低碳城市的發展策略研究

劉嘉迅，楊運宇

（沈陽建筑大學，遼寧 沈陽 110000）

1 引言

當前全球面臨著以變暖為主要特征的氣候變化，并已成為世界各國共同面對的嚴重危機和挑戰。城市作為我國經濟社會活動的中心，城市能源消費量占全國消費總量的60%，城市人均能源消費為農村人均能源消費的3倍左右。據專家預測，到2020年，中國的城市化率將到達58%～60%，屆時中國的城市人口將到達8～9億人。隨著城市化進程的加快，農村大量人口擁入城市，能源消費行為發生了改變，人均用能迅速增加，城市人口增長也將引起交通用能增加，這必將推動城市能源消費量的增長。

而當我們反思傳統的城市建設理念和發展模式，并嘗試探索一種符合中國國情和生態文明建設要求的城市科學發展道路的時候，一種低碳的、符合資源節約型和環境友好型社會建設的城市發展模式正在興起。這種低碳城市發展模式是指城市在經濟高速發展的前提下，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、能源和生態環境綜合平衡制約下新的城市發展模式。

2 低碳城市的理論內涵

低碳城市就是通過在城市發展低碳經濟，創新低碳技術，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、大量消費和大量廢棄的社會經濟運行模式，形成結構優化、循環利用、節能高效的經濟體系，形成健康、節約、低碳的生活方式和消費模式，最終實現城市的清潔發展、高效發展、低碳發展和可持續發展。

3 國內外低碳城市發展現狀

3.1 丹麥低碳城市發展現狀

低碳社區丹麥Beder的太陽風社區，是由居民自發組織起來建設的公共住宅社區，竣工于1980年，共有30戶。該社區最大的特點就是公共住宅的設計和可再生能源的利用。公共住宅是指為了節約空間、能源、資源而建立的共用健身房、辦公區、車間、洗衣房和咖啡廳的私人住宅或公寓。該社區以太陽能、風能作為主要能源，側重使用可再生能源和新能源。在使用過程中強調節能降耗，最大限度減少溫室氣體的排放和保持社區的優美環境。社區內約有600mz的太陽板，這些太陽板主要設置在公共用屋和住宅上。公共用屋的地下有兩個聚熱箱，被加熱的液體通過地下管道進入取熱箱，然后熱量再以熱水和輻射熱的形式通過地下管道進人居民住宅。太陽能滿足了該社區30%的能量需求。居民還在離社區2km左右的山坡上設置22m高度風塔獲取風能，風能占該社區能量總消耗的10%左右。在公共用屋的地下室還設置了一個固體廢棄物焚化爐，在室外溫度低于－5℃時集中為居民供熱。社區內一塊菜園加強了區內的物質循環，減少對外界資源的依賴及運輸能耗。

3.2 英國貝丁頓零碳社區

英國的貝丁頓零能源社區，是英國最大的環保生態小區，是國際公認最重要的可持續能源建筑與居住的范例，整體規劃實現了居住的零能耗。建筑師通過各種措施減少建筑的熱損失，并盡可能使用太陽能獲得熱量。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，窗戶選用內充氬氣的三層玻璃窗，窗框采用木材以減少熱傳導。采用自然通風系統將通風能耗最小化。風帽可隨風向的改變而轉動，一邊排出室內的污濁空氣，一邊利用廢氣中的熱量來預熱室外的新鮮空氣，較少熱損失。屋頂采用太陽能板光伏發電，及種植綠色屋面蓄水隔熱。該住區以木材為燃料，根據供應量，系統每年的木材需求量是1100t，其來源包括周邊地區的木材廢料和鄰近的生態公園中管理良好的速生林。整個社區需要一片3年生的70hm2速生林，每年砍伐其中的1／3，并補種上新的樹苗，以此循環。樹木成長過程中吸收的CO2，在燃燒過程中等量釋放出來，符合零溫室氣體排放原則。綠色交通，減少居民汽車出行的需要。住宅和辦公空間的聯合開發，并附有商店、咖啡店、帶托兒功能的健身中心等設施滿足居民的多樣化生活需要，進一步減少了交通的需求，同時合理便捷的自行車和電動車的交通體系，減少了私家車的使用率（圖1）。

圖1 貝丁頓零碳社區

3.3 上海低碳發展現狀

低碳東灘上海崇明東灘生態城包括都市規劃、生態發展、可持續能源、廢棄物管理、綠建筑、交通規劃設計和建設，規劃面積為86km2，定于2040年竣工。東灘生態城主要由3大板塊組成。東灘生態城將有望成為世界上第1個碳中和（CO2零排放）區域。在這座新城中，熱能和電力通過風能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太陽能光伏板直接獲得。建立全國第一個氫能電網，以滿足對電池能源燃料的需求:最高建筑僅有8層，建筑物采用環保技術，屋頂草坪和植物成為城區的天然隔熱層，可儲存雨水用于灌溉。一期建設區域每年可減少35萬tCO2排放。步行、自行車、清潔能源公交車（燃料電池）、水上出租車將是人們的出行方式，市內建有不受機動車干擾的獨立的人行步道和自行車道網絡，任何地方到附近公交車站步行不超過7min，一期建設區域每年可減少40萬tCO2排放量。市區建立了集水、水處理與再利用系統，城區內80%的固體廢棄物實現了循環利用。東灘生態城區最大的特點在于它建立的將是一個低碳、節水、節能的生態系統。

4 低碳城市發展要素分析

4.1 能源低碳化

從基底上改變能源供給，加速從“碳基能源”向“低碳能源”和“氫基能源”轉變，將徹底實現城市的低碳和零碳發展。

為了實現能源低碳化，在規劃構建清潔能源系統時須重視“開源節流”。開源是指以保障能源供需平衡為目標，積極使用清潔能源技術，除了包括太陽能、風能、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發利用新技術新工藝。節流指以強制性政策和激勵措施為基礎，鼓勵工業和居民用戶積極使用節能設備，強化節能意識，建立節能長效機制。

4.2 交通低碳化

實現交通低碳化的核心是構建由城市公交系統和步行、自行車系統組成的綠色交通系統，促進居民綠色出行方式的形成，主要包括如下兩個部分。

（1）貫徹公共交通系統，通過城市高效快捷的大運量公共交通系統建設降低交通出行量。另一方面通過實現公共交通引導下的城市緊湊集約發展模式來降低公眾的出行距離。通過優化城市公共交通系統布局來引導綠色健康的交通出行方式，從而實現交通低碳化。

（2）以步行、自行車系統為主導，促進居民綠色出行。因此，規劃首先要考慮以人為本，打造舒適、宜人的步行系統和人車分離，構建便捷、安全的自行車廊道系統，并與公共交通系統相結合，以促成居民綠色出行習慣，同時起到控制小汽車膨脹的目標。

4.3 建筑低碳化

低碳城市離不開低碳建筑，規劃設計要嚴格按照《節約能源法》和《建筑節能條例》要求，從如下兩個方面來實現建筑低碳化:一是新技術與新材料并舉的建筑節能，二是節約與循環相結合的建筑節水系統。

在建筑節能設計上要引入低碳理念，通過新型節能技術和新型節能材料的融合運用，實現建筑低碳化。在規劃設計方面，應選用隔熱保溫的建筑材料，合理設計通風和采光系統，選用節能型取暖和制冷系統，選用低碳裝飾材料，避免過度裝修，杜絕毛坯房。在建筑能源供應方面，應盡可能采用利用太陽能光伏技術，有條件的地區還可加裝風力發電設備，為建筑提供輔助電源。在建筑能源利用方面，應普及節能照明、空調等設備，對于大型公共建筑（如大型商住區），當負荷達到一定規模，用電習慣符合要求時，可采用蓄能設備，降低能源需求。

在建筑節水方面，在規劃設計時，嚴格遵循簡潔、實用原則，杜絕華而不實的設計，避免因設計不合理造成的水資源浪費，積極采用和推行節水節能的新技術、新工藝，堅決淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技術和落后工藝，應確保節水器具使用率達到100%。在建筑用水中，要探索循環利用模式和技術，如中水回用、雨水收集利用等技術，以提高水資源的利用效率。

4.4 環保低碳化

城市碳輸出環節主要集中在城市污水和垃圾處理系統，在這一階段，首先要保證其“輸出無害化”目標，即通過污水處理廠、垃圾無害化處理廠等環境基礎設施的合理規劃布局，保證污水處理率和垃圾無害化處理率達到100%，實現零碳或低碳排放。在碳輸出環節還應堅持以“減量化、資源化、循環化”原則，積極使用循環利用技術，實現廢棄物的循環再生利用，進一步實現環保低碳化。

在城市碳排放環節，為了形成碳循環，更高效的利用資源，應以“減量化、資源化、循環化”為原則，統籌考慮節水等措施，引入中水回用、雨洪利用、海水淡化等先進技術，建立水資源梯級利用、分質供水和循環利用相結合的調配體系，改善居民生活用水質量，并滿足經濟發展用水需求，率先建立雨污分流排

圖2 低碳城市發展路徑框架

5 結語

城市市政系統作為城市“生命線工程”，對城市的發展具有基礎性支撐作用，同時也集中體現了碳排放的整個過程。面對全球氣候變化和中國城鎮化和工業化的快速推進，城市市政系統將擔負起新的使命——構建“低碳化”城市基礎設施保障系統。為此須轉變傳統市政規劃中的“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劃中具有引導性的規劃指標體系，并分別對涉及碳排放的能源、交通、建筑和環保4個環節提出了“低水體制，鼓勵實行污水深度處理，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合的模式建設污水處理廠，污水經處理后匯入中水管網，實現污水資源再利用；采用不同形式的雨水集蓄利用技術，充分集蓄和回用雨水資源，實現雨水資源再利用（圖2、圖3）。碳化”發展目標和相應的行動策略，以期實現從碳輸入到碳輸出的全流程低碳化，促進低碳城市發展。

圖3 2001～2005年世界地區CO2排放曲線

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