新能源景观：后化石燃料时代下风景园林规划设计的新领域

王倩娜

新能源景观：后化石燃料时代下风景园林规划设计的新领域

王倩娜

随着可再生能源设施规模和数量的逐步增加，这些出现在自然景观内的人工设施无疑给风景园林领域带来全新的研究与实践课题。目前，风景园林学科对这一领域开展研究及实践的历史不长，尚未形成较完善的理论及实践体系，属于有待深入研究的领域。本文着眼于新能源与风景园林的交叉领域，提出了“新能源景观”的概念。首先分析了新能源在我国推动能源生产与消费革命的背景下快速发展的现状，指出了此趋势给风景园林学科带来的诸如景观视觉影响等方面的一系列课题。其次，基于文献及案例提出并总结了新能源景观的概念及特征，同时梳理出了新能源景观框架下包含的空间规划、新能源景观设计及模拟、景观视觉影响评价、效益评估等4个方面的研究与实践的主要内容及案例。最后，探讨了新能源为风景园林行业带来的研究范式转变及拓展未来职业范围的机遇与变革，旨在为我国城乡可持续发展、能源结构调整等方面提供有意义的经验与启示。

新能源景观；能源变革；绿色基础设施；景观视觉影响评价；可持续发展

Fund Item: National Natural Science Foundation of China: Spatial Planning Method and Spatial Pattern Analysis of Green Infrastructure at Multiple-Scales in Chengdu-Chongqing Urban Agglomeration, China (31500581); Sichuan University Research Starting Fund for the Professionals: The Theory and Practice of Renewable Energy in the Field of Planning and Design (YJ201512)

20世纪80年代，全球工业化和城市化进程加深，大量传统化石燃料的消耗导致的环境、气候问题引起了国际社会的广泛重视。在全球迎来后化石燃料时代的背景下，作为未来替代化石燃料的重要能源之一，可再生能源（本文又称“新能源”）于20世纪90年代初蓬勃地发展了起来。2011年东日本大地震引发的福岛第一核电站事故，再一次使得清洁、安全的“可再生能源”走入人们的视野。目前，为了应对全球气候变化，国际社会正处于能源结构转型期。2011年可再生能源在世界终端能源消费总量占据了19%的份额。至2012年，全球可再生能源的总容量已达1 470GW，相比较2011年增加了8.5%[1]，并且预计在未来仍将持续增长。

1 新能源在中国：浮出水面的新挑战

一直以来，我国对于可再生能源的发展都非常重视。2005年我国制定并通过了《可再生能源法》。而后，为推动未来农村新能源建设，2010年公布了首批“国家绿色能源示范县”，强调它们未来在绿色能源方面的示范带头作用。2016年3月，在《可再生能源法》实施10年之后，对于可再生能源的推广具有重要意义的可再生能源发电全额保障性收购制度也终于落地，旨在保障能源结构调整目标的实现，推动能源生产和消费革命。

我国在可再生能源方面的多项指标上均居世界首位。据REN21机构2015年全球可再生能源现状报告书[2]统计，截止2014年底，我国在新能源投资，水电、太阳能电池板、风电、太阳能热水设备净容量增加等项目上均居世界第一。同时，继续保持在可再生能源总容量、水电总容量、风电总容量、太阳能热水设备总容量、地热设备总容量等项目的世界领军地位。今后，随着我国能源结构调整的加快以及能源需求的递增，未来新能源设施的规模和数量预计会以较快的速度增加。

开发初始阶段，新能源设施主要出现在荒无人烟的荒漠及高山等地，而目前在我国多个城市和地区都可以看到可再生能源设施的身影。例如上海市崇明岛（图1）、北京市亦庄的风力发电设备等。随着我国建设生态文明进程的加深，越来越普遍地出现在城乡景观中的可再生能源设施以其规模和数量的增加，都给风景园林及城乡规划等领域带来了全新的课题。例如如何通过景观手法将新能源设施与城乡景观进行有效整合，如何评价、减少大体量新能源设施对于景观质量的影响，如何在多尺度空间下合理地配置各种新能源设施等。在全球迎来能源变革（Energy Transition）及我国不断探索能源结构调整的大背景下，新能源景观——作为风景园林界一个新的研究领域，值得我们重视并逐步展开相关的研究及实践。

2 发展融合中的新能源景观：定义及特征

基于上述背景，本文提出并强调“新能源景观”这一后化石燃料时代背景下风景园林规划设计的新领域。国际上有学者提出过“新能源景观”的相关概念，如荷兰瓦格宁根大学思德穆特（Stremke）教授提出的“可持续能源景观（Sustainable Energy Landscape）”概念[3]；Van De Horst教授提出的“能源的景观（Landscapes of Energies）”概念[4]；以及布拉施克（Blaschke）教授提出的“能源景观（Energy Landscape）”概念[5]等。但总体上，“新能源景观”本身还是一个较新的概念，目前来讲，无论是国外还是国内，许多概念依然处于模糊的状态，尚没有一个明确的定义。

简单来说，广义上的“新能源景观”可以被定义为任何包含新能源设施的自然、半自然、以及人工建成区景观。依据所在环境景观类型的不同，新能源景观也呈现出不同的风貌特征（图2-6）。不同于传统的灰色基础设施，一直以来，新能源设施凭借其低碳环保的特性，以及在环境教育、防灾、产能、节能等方面的贡献，广义上被认为是绿色基础设施（Green Infrastructure）的一种[6]。因此，新能源景观也可以被理解为一种兼具灰色基础设施与绿色基础设施特征的新型景观。

与传统的自然及人工景观不同，新能源景观主要具备以下特征：

（1）可持续性。不同于传统的工业景观，新能源景观具备低碳、清洁、可持续的基本特征。

（2）工业美学特性。新能源设施是一种高科技工业产品，先进的工业设计会使其在自然景观的大背景下给人们带来高科技的工业美感。

表1 新能源设施种类及其涉及的新能源景观研究及实践领域Tab.1 Types of renewable energy and its relative research and practical topics in New Energy Landscape field

（3）空间尺度的多样性。新能源是一种可再生能源，广泛地存在于大自然中，具有在空间内广泛分布、不均等分布的基本特征，其在空间内分散式分布的特征赋予了新能源景观在空间尺度上的多样性。平面空间内，尺度可小至一栋建筑、一个村落，大至一个城乡区域，甚至跨国尺度。纵向高程空间内，尺度可从海边一直延续到高海拔的高山、高原地区。

（4）时间尺度的长效性。新能源景观和时间具有较强的动态关联性。例如风力条件在1天、1个月、1年里都在不断地变化，随之带来风车景观随时间的动态变化。此外，新能源景观在实现收益，创造低碳、可持续效益、以及改善能源结构等方面都需要较长时间的积累，在时间尺度上具备长效特征。

（5）开放性。新能源的利用和推广需要广泛的公众参与作为基础，更好的开放和包容性是新能源网络不同于传统集中供能方式的最大特征。网络技术、信息通讯技术的大力发展，为今后双向的能源供需关系提供了良好的技术基础，广泛的市民参与将使得分布式能源网络高效、安全、灵活的特点得到最大的发挥。

3 新能源景观的研究内容

新能源景观框架下包含的研究及实践内容主要有（但不限于）以下几个方面：1）空间规划（含新能源潜力可视化及定量研究），结合数字化景观的理念，加强空间数据及工具（如ArcGIS）的运用，探求符合新能源景观特性的空间规划方法；2）新能源景观设计及模拟，结合风景园林设计的理论，依托多媒体技术、计算机三维模拟技术等，探求新能源视角下的景观规划设计新思路及新方法；3）新能源景观的视觉评价，加强风景园林师对景观视觉影响评价等领域的介入，探求关注新能源景观质量的评价方法及指标体系；4）以及效益评估研究，从环境、社会、经济3个方面综合考量新能源景观，借鉴已有的相关理论及实践基础，扩展新能源景观效益评估的相关理论及指标体系。新能源包括多个种类，如太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。其中，太阳能、水能、风能、生物质能、地热能等5类新能源与风景园林专业有较强的相关性。根据新能源设施种类的不同，它们在新能源景观领域内的主要涉及的研究及实践领域归纳至表1。

具体地，新能源景观的主要研究内容及相关案例整理并详细论述如下。

3.1 新能源景观与空间规划

不同于传统的土地规划，空间规划（Spatial Planning）是一种更加看重生态保护、景观资源保护、区域协调发展的综合性战略规划。它可以在多尺度环境下实现人工与自然环境的和谐可持续发展以及地区资源的合理分配。2015年，在德国联邦空间规划部长联席会上强调了能源在空间规划领域的重要性，确定今后在州级和区域空间规划中将更好地纳入能源利用等相关政策[7]。思德穆特(Stremke)与科赫(Koh)[8]，Qianna Wang[9]等都提出过可再生能源空间规划的概念。欧洲也已经有众多将新能源融入空间规划的案例，比如荷兰的格罗宁根省，瑞士的沙夫豪森市，奥地利的居辛市(图7)等。

具体地，新能源景观的空间规划主要包括以下几个研究内容。一是空间规划多尺度环境下的新能源景观分析，如潜力分析，资源分析，类型分析等；二是新能源景观及其周边的生态环境保护规划；三是新能源景观视域、新能源设施理想高度及体量等分析。技术方面，新能源景观领域内的空间规划可结合数字景观[10]的理念，利用3S技术、数据分析及可视化技术、仿真技术等，加强新能源相关空间数据的分析及管理，探究符合新能源景观自身特点的空间规划方法。与新能源景观相关的空间数据可大致划分为3大类：1）与新能源密切相关的气象数据，如日照数据，风力数据等；2）基础地理信息数据，如行政边界数据、高程数据、水系数据、道路数据、社会经济数据等；3）以及规划及景观类数据，如土地利用数据、能耗数据、社会经济数据、生态环境数据、植被覆盖数据等。规划方法方面，虽已有学者展开过相关研究，如荷兰瓦格宁根大学思德穆特(Stremke)教授在2009年IFLA大会上提出过新能源景观规划设计的“五步法”[11]，但总的来看目前尚没有较为成熟的规划方法体系。

3.2 新能源景观设计及模拟

新能源景观的风貌依据景观类型及新能源类型的不同，会产生较大的差异。如何根据不同的场地条件和新能源各自的特征展开设计，对风景园林师来说将是一个不小的挑战。除了传统的自然生态要素，如山川、水系、植被需要一如既往地关注以外，还要综合考虑一系列与新能源相关的要素，如可用的新能源种类，新能源的潜在量及空间分布，能源的储存、运输等。如何最大限度地保护当地生态自然景观，同时利用景观设计手法将可再生能源的生产与城市、乡村景观进行全新整合，使其成为更赏心悦目的现代“新能源景观”是新能源景观设计的最大课题。目前,最常见的案例是基于景观设计的手法打造新能源公园，如德国蒙巴赫镇的可再生能源公园，日本岩手县葛卷町的高原牧场风力发电场等。

此外，在设计过程中，新能源景观的仿真模拟是其设计领域的另一大工作内容。一般来说，新能源设施的出现会在不同程度上改变自然景观的原有风貌。借助计算机三维模拟技术，可以对建设前的新能源景观，以及重要视点、景观廊道等视觉影响展开模拟和分析，预估建设后的景观变化，重新调整严重影响周边景观质量的设备位置。依托此技术，能够较为直观地表现新能源设施建设前后周边景观的改变，为指导下一步的新能源景观设计，以及政府、公众提前预判新能源景观的风貌及质量提供参考。

3.3 新能源景观的视觉评价

虽然被称为清洁能源，但新能源设施在建设及运营的过程中仍然存在一些影响。例如风力发电设施的景观、噪音、对鸟类的影响，太阳能电池板的反光、后期固体废物处理等问题。新能源和风景园林专业密切相关的影响，即它们对周边自然景观质量的影响。特别是体量巨大的大型风力发电设施。许多学者的研究[13-15]都表明大型风车对于周边景观的破坏是民众反对其建设的主因之一。因此，为了评价新能源设施对景观质量影响的程度，十分有必要建立起一套针对新能源的景观视觉影响评价方法及指标体系。基于定量的评估结果，对新能源设施的规划布局及设计进行指导。评价过程中，借助GIS的景观视域分析等技术，可结合规划设计手段对新能源设施进行有效的显露或者避让遮挡，达到提高新能源景观的质量，降低新能源设施的景观视觉影响的目的。

3.4 效益研究

要开展针对新能源景观的效益量化研究，建立指标评价体系尤为重要。针对新能源景观的特点，可从环境、社会、经济3个方面建立指标评价体系。具体地，指标的计算可以通过以下方法实现，如现场调研、问卷调查、空间数据量化、人机交互评价等。

4 相关研究案例

4.1日本福岛县可再生能源空间规划[9]

日本福岛县是受2011年日本东北大地震影响最大的地区。大地震后，福岛县明确了通过可再生能源展开震后复兴的道路。基于此背景，本案例提出了基于GIS的福岛县可再生能源空间规划方法。方法由以下5个步骤组成:（1)基于人口的一次能耗评估（含避难人口校正）；（2）可再生能源潜在量分析。分析的新能源包括太阳能、风能、生物质能、地热资源、以及小型和迷你水力资源；（3）能源自给率分析。基于GIS通过500m网格进行叠加分析，完成了对2020年及2030年能源自给率可视化；（4）综合可再生能源图生成。综合叠加了可再生能源潜在量分布、避难地区范围、城市建设用地分布、地热供给10km参考范围等信息的综合图纸（图8）。研究结果表明，结合日本可用的在线开放地理数据库及政府数据支持，可完成对福岛县域内新能源专题地理数据库的建立。数据库分析及可视化的成果为地方政府、规划师、投资者、市民提供决策支持。

4.2 大型风力发电场景观视觉影响评价——以日本銚子市为例[16]

日本銚子市位于千叶县房总半岛最西端，靠海，年平均风速在6.5m/s以上，风力资源十分丰富。本案例在全市及社区两个尺度对大型风力发电场展开了景观视觉影响评价。全市尺度上，借助ArcGIS的视域分析（Viewshed analysis）工具，量化并可视化了2001-2009年间该市大型风车可视域的变化情况（图9）。社区尺度上，首先利用Spanish Method[17]通过1）风电场（风车数目）在社区内的可视指数；2）社区（房屋）在风电场的可视程度指数；3）风车方位指数；4）距离指数；5）以及社区人口指数等5个指数对景观视觉影响做出不同的影响评级（共5级）。其次，结合问卷，调查了社区居民意识当中的景观视觉影响级别。同时，问卷中还包括对不同风车排列形式及不同景观类型下大型风车视觉影响评级的内容。

研究结果表明，2009年以后，市域内93%以上的地区都可以见到大型风车。利用Spanish Method评级结果多集中于较低影响的级别，而问卷调查结果多集中于较高影响的级别。经分析，两者产生差异的原因可能是由于：1）Spanish method存在无法评价多个风力发电场形成的累积影响效应；2）Spanish method的指标及分级系统不适合亚洲地区；3）人群不同的背景差异使得数量较少的问卷结果产生较大差异等。同时，研究还发现人们普遍认为排列为一条直线的大型风车影响级别较高，而随机排列的方式影响级别较低。在5类不同的景观类型中，人们普遍认为大型风车对于更接近日常生活的景观类型（如居住区、城镇区域）的影响级别高于相对远离日常生活的景观类型（如里山、农田、道路）。

4.3 农村地区可再生能源发展关键要素研究及其可持续发展价值评价：以中日案例为例[18]

对于可再生能源在环境、经济、社会方面的贡献，虽有研究提到过它们有增加当地就业机会，紧密连接农林业等作用，但相关研究终究没能形成完善的体系，使得这些贡献得到较好的量化。为初步探清东亚地区的情况，本案例以中国崇明岛和日本岩手县葛卷町为对象，通过问卷调查的方式展开过研究。结果显示，综合地看来，可再生能源在缓解温室效应、安全、提高当地能源自给率等方面得到普遍的认可，并且生物质能在废物再利用和紧密连接当地农林业两个项目上得分很高。但是，它们在视觉景观效果方面的效果褒贬不一，普遍得分不高。日本更加看重可再生能源在环境教育、防灾、振兴当地企业等方面的贡献，而对于以往文献中提到的创造就业机会等方面评价不高。类似地，中国方面也对创造就业机会一栏反映平淡，但是在实现能源自给自足、振兴当地企业、促进当地旅游业等方面得到了首肯。

5 总结与启示

作为一种清洁、安全的能源，新能源将在我国未来生态文明建设中扮演重要作用。作为一种绿色基础设施，它也是实现城乡可持续发展的途径之一。目前，风景园林的研究和实践正在朝着低影响开发、绿色基础设施构建、数字化景观等方向发展。研究和实践主要落在“风景名胜”、“世界遗产”、“乡村景观”、“城市绿地”、“绿道”等关键词上，尚未注意到“新能源景观”这一领域的存在和发展潜力。

未来新能源设施建设数量的增加和规模的大型化，确会带来一系列生态及社会问题。所以，如何结合能源供需的地理位置关系，合理规划新能源设施分布，并在充分考虑景观视觉影响的基础上，利用景观设计手法将可再生能源的生产与城市、乡村景观进行全新整合，使其成为更赏心悦目的现代“新能源景观”是未来新能源给风景园林带来的主要挑战。未来10年，分布式能源规划师将是我国最短缺的人才种类之一。不同于传统的、大量集中产能的方式，新能源在广域空间内呈现分散式分布的特征会带来一系列围绕“分布式能源网络”的空间规划、场地设计、景观视觉评价、生态影响评价等课题，也催生出了风景园林与新能源的新交叉领域。结合风景园林在生态、景观评价等领域的优势，培养出能够综合处理“分布式能源规划”及随之产生的“景观问题”的风景园林复合型人才将拓展未来风景园林学科的职业范围，也为研究范式的转变提供了契机。

注释：

表1 在参考文献[6][9][12-18]的基础上进行总结和归纳；图1-图6作者自摄；图7引自参考文献[12]；图8 译自参考文献[9]；图9引自参考文献[16]。

（References）：

[1] REN21. Renewables 2013 Global Status Report Key Findings[R/OL]. (2013-06-18)[2014-08-21].

http://ren21.net/REN21Activities/GlobalStatusReport.aspx

[2] REN21. Renewables 2015 Global Status Report Key Findings[R/OL].(2015-06-18)[2016-04-14].

http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2015/07/ GSR2015_KeyFindings_lowres.pdf

[3]Sven Stremke, Andy van den Dobbelsteen. Sustainable Energy Landscape[M].BocaRaton:CRC Press,2013.

[4]Dan van der Horst. Introduction: Landscapes of Energies[J].Landscape Research,2010,(35):14-155.

[5]Thomas Blaschke, Markus Biberacher, Sabine Gadocha, Ingrid Schardinger. ‘Energy landscapes’: Meeting Energy Demands and Human Aspirations[J]. Biomass and Bioenergy,2013,(55):3-16.

[6] Martin MwirigiM’Ikiugu, Wang Qianna, Isami Kinoshita. Green Infrastructure Gauge: Formulation and Application for Sustainable Future Urban Areas and Communities[J]. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 2012,(68):815–825.

[7] Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure 2015, Conference of the Federal Spatial Planning Minister (In Germany) [EB/OL].(2015-01-23)[2015.5.11]..http://www. bmvi.de/SharedDocs/DE/Pressemitteilungen/2015/006-bomba-ministerkonferenz-f%C3%BCr-raumordnung.html.

[8]Sven Stremke, JusuckKoh. Ecological Concepts and Strategies with Relevanceto Energy-Conscious Spatial Planning and Design[J].Environment and Planning B: Planning and Design,2010,(37):518-532.

[9] Qianna Wang, Martin MwirigiM’Ikiugu, Isami Kinoshita. A GIS-Based Approach to Supporting Spatial Planning of Renewable Energy: a Case Study of Fukushima, Japan[J]. Sustainability,2014,6(4):2087-2117.

[10] 刘颂, 章舒惠.数字景观教育及数字景观未来发展——国际数字景观大会的启示[J].中国园林,2015,(4):71-73.

LIU Song, ZHANG Shu-wen.Digital Landscape Education and Its Development Tendency—Revelation of Digital Landscape ArchitectureConference[J].Chinese Landscape Architecture,2015,(4):71-73.

[11] Sven Stremke, 2009, "Mitigation/Adaptation: Landscape Architecture Meets Energy Transition" in Conference Proceedings IFLA 2009 (ABAP, Rio de Janeiro) pp. CD-ROM.

[12]Renee M.de Waal, Sven Stremke. Energy Transition: Missed Opportunities and Emerging Challenges for Landscape Planning and Designing[J]. Sustainability,2014,(6): 4386-4415.

[13]Thayer RL, Freeman CM. Altamont: Public Perceptions of a Wind Energy Landscape[J]. Landscapeand Urban Planning,1987,(14): 379-98.

[14]Wolsink M. Wind Power Implementation: the Nature of Public Attitudes: Equity and Fairness Instead of ‘Backyard Motives’[J]. Renewable and Sustainable Energy Review,2007,(11):1188–207.

[15]Dennis Y.C. Leung, Yuan Yang. Wind Energy Development and Its Environmental Impact: a Review[J]. Renewable and Sustainable Energy Review,2012,(16):1031-39.

[16] Qianna Wang, Martin MwirigiM’Ikiugu, Isami Kinoshita. Visual Impact of Wind Farms: a Case Study of Choshi City, Japan[J]. Civil and Environment Research,2013,(3):97-106.

[17]Hurtado, J.P., Fernadez, J., Parrondo, J.L., Blanco, E. Spanish Method of Visual Impact Evaluation inWind Farms[J]. Renewable and Sustainable Energy Review,2004,(8):483–91.

[18]Qianna Wang, Lin Peng, Martin MwirigiM’Ikiugu, Isami Kinoshita, Zhicong Zhao. Key Factors for Renewable Energy Promotion and Its Sustainability Values in Rural Areas: Findings from Japanese and Chinese Case Studies[J]. International Review for Spatial Planning andSustainable Development,2015,3(1):56-73.

New Energy Landscape: A New Area for Landscape Architecture in the Post Fossil Fuel Era

WANG Qian-na

The increasing scale and number of renewable energy (herein referred to as new energy) facilities will bring new tasks to current landscape architecture field. At present, in term of landscape architecture discipline, this field is still a new field full of challenges, and has not yet formed a systematic theory and practice system. Focusing on the cross discipline between new energy and landscape architecture, this paper proposed the concept of “new energy landscape”. Firstly, based on analysis of the rapid developmental status of renewable energy in China, this paper pointed out that this trend has raised a series of new tasks in the field of landscape architecture, such as the visual impact of renewable energy facilities. Secondly, this paper proposed the concept of “new energy landscape” and summarized characteristics of new energy landscape based on existing studies and cases. Thirdly, four major research fields including spatial planning, new energy landscape design and simulation, visual impact evaluation, and benefit assessment and their relative cases of new energy landscape have been discussed as well. At last, the new opportunities and transition potential on research paradigm shift and future career scope expansion that renewable energy bringing to landscape architecture field has beenindicated,aiming to provide useful experience for urban-rural sustainable development and energy structure adjustment in China.

New Energy Landscape; Energy Transition; Green Infrastructure; Visual Impact Evaluation; Sustainable Development

TU986

A

1673-1530（2016）11-0072-07

10.14085/j.fjyl.2016.11.0072.07

2016-05-15

国家自然科学基金（31500581）：成渝城市群绿色基础设施多尺度空间格局分析及空间规划方法研究；四川大学引进人才科研启动项目（YJ201512）：可再生能源在规划设计领域的理论与实践

王倩娜/1986年生/女/重庆人/四川大学建筑与环境学院副研究员/日本国立千叶大学博士/研究领域包括可再生能源空间规划、绿色基础设施、基于3S的景观分析等（成都610065）

WANG Qian-na, who was born in 1986, obtained Ph.D. degree in Chiba University, Japan. She works as an associate researcher in College of Architecture and Environment, Sichuan University. Her research fields focus on the spatial planning of renewable energy, greeninfrastructure, landscape analysis based on 3S technology etc. (Chengdu 610065)

修回日期：2016-07-28