低碳城市的发展策略研究

刘嘉迅，杨运宇

（沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110000）

1 引言

当前全球面临着以变暖为主要特征的气候变化，并已成为世界各国共同面对的严重危机和挑战。城市作为我国经济社会活动的中心，城市能源消费量占全国消费总量的60%，城市人均能源消费为农村人均能源消费的3倍左右。据专家预测，到2020年，中国的城市化率将到达58%～60%，届时中国的城市人口将到达8～9亿人。随着城市化进程的加快，农村大量人口拥入城市，能源消费行为发生了改变，人均用能迅速增加，城市人口增长也将引起交通用能增加，这必将推动城市能源消费量的增长。

而当我们反思传统的城市建设理念和发展模式，并尝试探索一种符合中国国情和生态文明建设要求的城市科学发展道路的时候，一种低碳的、符合资源节约型和环境友好型社会建设的城市发展模式正在兴起。这种低碳城市发展模式是指城市在经济高速发展的前提下，保持能源消耗和CO2排放处于较低水平，其核心目标就是“三低”，即低能耗、低污染、低排放，是一种在资源、能源和生态环境综合平衡制约下新的城市发展模式。

2 低碳城市的理论内涵

低碳城市就是通过在城市发展低碳经济，创新低碳技术，改变生活方式，最大限度减少城市的温室气体排放，彻底摆脱以往大量生产、大量消费和大量废弃的社会经济运行模式，形成结构优化、循环利用、节能高效的经济体系，形成健康、节约、低碳的生活方式和消费模式，最终实现城市的清洁发展、高效发展、低碳发展和可持续发展。

3 国内外低碳城市发展现状

3.1 丹麦低碳城市发展现状

低碳社区丹麦Beder的太阳风社区，是由居民自发组织起来建设的公共住宅社区，竣工于1980年，共有30户。该社区最大的特点就是公共住宅的设计和可再生能源的利用。公共住宅是指为了节约空间、能源、资源而建立的共用健身房、办公区、车间、洗衣房和咖啡厅的私人住宅或公寓。该社区以太阳能、风能作为主要能源，侧重使用可再生能源和新能源。在使用过程中强调节能降耗，最大限度减少温室气体的排放和保持社区的优美环境。社区内约有600mz的太阳板，这些太阳板主要设置在公共用屋和住宅上。公共用屋的地下有两个聚热箱，被加热的液体通过地下管道进入取热箱，然后热量再以热水和辐射热的形式通过地下管道进人居民住宅。太阳能满足了该社区30%的能量需求。居民还在离社区2km左右的山坡上设置22m高度风塔获取风能，风能占该社区能量总消耗的10%左右。在公共用屋的地下室还设置了一个固体废弃物焚化炉，在室外温度低于－5℃时集中为居民供热。社区内一块菜园加强了区内的物质循环，减少对外界资源的依赖及运输能耗。

3.2 英国贝丁顿零碳社区

英国的贝丁顿零能源社区，是英国最大的环保生态小区，是国际公认最重要的可持续能源建筑与居住的范例，整体规划实现了居住的零能耗。建筑师通过各种措施减少建筑的热损失，并尽可能使用太阳能获得热量。如各建筑物紧凑布局，以减少建筑的总散热面积。建筑物的外墙采用30cm厚的空心墙，窗户选用内充氩气的三层玻璃窗，窗框采用木材以减少热传导。采用自然通风系统将通风能耗最小化。风帽可随风向的改变而转动，一边排出室内的污浊空气，一边利用废气中的热量来预热室外的新鲜空气，较少热损失。屋顶采用太阳能板光伏发电，及种植绿色屋面蓄水隔热。该住区以木材为燃料，根据供应量，系统每年的木材需求量是1100t，其来源包括周边地区的木材废料和邻近的生态公园中管理良好的速生林。整个社区需要一片3年生的70hm2速生林，每年砍伐其中的1／3，并补种上新的树苗，以此循环。树木成长过程中吸收的CO2，在燃烧过程中等量释放出来，符合零温室气体排放原则。绿色交通，减少居民汽车出行的需要。住宅和办公空间的联合开发，并附有商店、咖啡店、带托儿功能的健身中心等设施满足居民的多样化生活需要，进一步减少了交通的需求，同时合理便捷的自行车和电动车的交通体系，减少了私家车的使用率（图1）。

图1 贝丁顿零碳社区

3.3 上海低碳发展现状

低碳东滩上海崇明东滩生态城包括都市规划、生态发展、可持续能源、废弃物管理、绿建筑、交通规划设计和建设，规划面积为86km2，定于2040年竣工。东滩生态城主要由3大板块组成。东滩生态城将有望成为世界上第1个碳中和（CO2零排放）区域。在这座新城中，热能和电力通过风能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太阳能光伏板直接获得。建立全国第一个氢能电网，以满足对电池能源燃料的需求:最高建筑仅有8层，建筑物采用环保技术，屋顶草坪和植物成为城区的天然隔热层，可储存雨水用于灌溉。一期建设区域每年可减少35万tCO2排放。步行、自行车、清洁能源公交车（燃料电池）、水上出租车将是人们的出行方式，市内建有不受机动车干扰的独立的人行步道和自行车道网络，任何地方到附近公交车站步行不超过7min，一期建设区域每年可减少40万tCO2排放量。市区建立了集水、水处理与再利用系统，城区内80%的固体废弃物实现了循环利用。东滩生态城区最大的特点在于它建立的将是一个低碳、节水、节能的生态系统。

4 低碳城市发展要素分析

4.1 能源低碳化

从基底上改变能源供给，加速从“碳基能源”向“低碳能源”和“氢基能源”转变，将彻底实现城市的低碳和零碳发展。

为了实现能源低碳化，在规划构建清洁能源系统时须重视“开源节流”。开源是指以保障能源供需平衡为目标，积极使用清洁能源技术，除了包括太阳能、风能、水能、生物能、海洋能、燃料电池等可再生能源外，还包括天然气、清洁煤和核能等能源开发利用新技术新工艺。节流指以强制性政策和激励措施为基础，鼓励工业和居民用户积极使用节能设备，强化节能意识，建立节能长效机制。

4.2 交通低碳化

实现交通低碳化的核心是构建由城市公交系统和步行、自行车系统组成的绿色交通系统，促进居民绿色出行方式的形成，主要包括如下两个部分。

（1）贯彻公共交通系统，通过城市高效快捷的大运量公共交通系统建设降低交通出行量。另一方面通过实现公共交通引导下的城市紧凑集约发展模式来降低公众的出行距离。通过优化城市公共交通系统布局来引导绿色健康的交通出行方式，从而实现交通低碳化。

（2）以步行、自行车系统为主导，促进居民绿色出行。因此，规划首先要考虑以人为本，打造舒适、宜人的步行系统和人车分离，构建便捷、安全的自行车廊道系统，并与公共交通系统相结合，以促成居民绿色出行习惯，同时起到控制小汽车膨胀的目标。

4.3 建筑低碳化

低碳城市离不开低碳建筑，规划设计要严格按照《节约能源法》和《建筑节能条例》要求，从如下两个方面来实现建筑低碳化:一是新技术与新材料并举的建筑节能，二是节约与循环相结合的建筑节水系统。

在建筑节能设计上要引入低碳理念，通过新型节能技术和新型节能材料的融合运用，实现建筑低碳化。在规划设计方面，应选用隔热保温的建筑材料，合理设计通风和采光系统，选用节能型取暖和制冷系统，选用低碳装饰材料，避免过度装修，杜绝毛坯房。在建筑能源供应方面，应尽可能采用利用太阳能光伏技术，有条件的地区还可加装风力发电设备，为建筑提供辅助电源。在建筑能源利用方面，应普及节能照明、空调等设备，对于大型公共建筑（如大型商住区），当负荷达到一定规模，用电习惯符合要求时，可采用蓄能设备，降低能源需求。

在建筑节水方面，在规划设计时，严格遵循简洁、实用原则，杜绝华而不实的设计，避免因设计不合理造成的水资源浪费，积极采用和推行节水节能的新技术、新工艺，坚决淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技术和落后工艺，应确保节水器具使用率达到100%。在建筑用水中，要探索循环利用模式和技术，如中水回用、雨水收集利用等技术，以提高水资源的利用效率。

4.4 环保低碳化

城市碳输出环节主要集中在城市污水和垃圾处理系统，在这一阶段，首先要保证其“输出无害化”目标，即通过污水处理厂、垃圾无害化处理厂等环境基础设施的合理规划布局，保证污水处理率和垃圾无害化处理率达到100%，实现零碳或低碳排放。在碳输出环节还应坚持以“减量化、资源化、循环化”原则，积极使用循环利用技术，实现废弃物的循环再生利用，进一步实现环保低碳化。

在城市碳排放环节，为了形成碳循环，更高效的利用资源，应以“减量化、资源化、循环化”为原则，统筹考虑节水等措施，引入中水回用、雨洪利用、海水淡化等先进技术，建立水资源梯级利用、分质供水和循环利用相结合的调配体系，改善居民生活用水质量，并满足经济发展用水需求，率先建立雨污分流排

图2 低碳城市发展路径框架

5 结语

城市市政系统作为城市“生命线工程”，对城市的发展具有基础性支撑作用，同时也集中体现了碳排放的整个过程。面对全球气候变化和中国城镇化和工业化的快速推进，城市市政系统将担负起新的使命——构建“低碳化”城市基础设施保障系统。为此须转变传统市政规划中的“以需定供”的保障性思维，确立“以供定需”的新思维，并提出了城市市政规划中具有引导性的规划指标体系，并分别对涉及碳排放的能源、交通、建筑和环保4个环节提出了“低水体制，鼓励实行污水深度处理，充分利用污水资源，努力减少污染物排放量，采用集中与分散适度结合的模式建设污水处理厂，污水经处理后汇入中水管网，实现污水资源再利用；采用不同形式的雨水集蓄利用技术，充分集蓄和回用雨水资源，实现雨水资源再利用（图2、图3）。碳化”发展目标和相应的行动策略，以期实现从碳输入到碳输出的全流程低碳化，促进低碳城市发展。

图3 2001～2005年世界地区CO2排放曲线

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