未来社区的低碳营建方式——以北方煤炭地区为例

刘 慧

气候变暖是当今人类面临的最大挑战之一，城市将成为碳减排主战场。面对全球气候问题，在地球平均温度升高的众多诱因中，90%以上是人为因素导致的温室效应和地球碳循环系统变化。根据国际能源署（International Energy Agency，IEA）的数据，2018 年全球人均碳排放达4.4 t，中国人均二氧化碳排放达6.8 t，低于美国、加拿大、德国、日本、韩国、俄罗斯及南非等国家，但高于大部分欧洲国家，如英国、法国、意大利、荷兰、挪威、瑞典、丹麦，以及印度、巴西等部分发展中国家，如图1所示。中国的人均碳排放于2006 年便超过了全球平均水平。2020 年9 月，习近平总书记在第75 届联合国大会上提出，中国力争于2030 年前碳达峰，在2060年前实现碳中和。

图1 中国和主要国家的人均二氧化碳排放量（数据来源：国际能源署）

解决碳中和问题的关键在于城市，从全球来看，城市排放的二氧化碳约占总量的75%。中国城市地区所占比例更高，约在80%左右，主要来源于城市经济、城市建筑和城市交通等领域的人类活动，是节能减排的主战场。社区是组成城市的基本单元，是人类活动聚集的主要场所，是人们工作和生活的地方。随着城镇化进程的发展，未来的社区规划目标之一必然是探索新型低碳社区的发展模式。因此，本文主要探讨面对未来社区的有益建设，选取低碳理念、碳中和背景下探讨未来社区的发展目标。2018年，浙江省率先启动未来社区建设的试点工作方案[1]，随后北京市、上海市等各地也都陆续开始探索未来社区建设。

1 研究对象界定

未来社区发展至今其思想特征不断被完善，人们对未来社区的研究已有超过100 多年的历史。1989 年，英国霍华德提出“田园城市”概念，倡议建设兼具城市和乡村优点的田园城市[2]。20 世纪20 年代，美国罗伯特·帕克通过对芝加哥各社区的研究，创立了人类生态学理论，进一步加强了生态理念的重要性。20 世纪末，吴良镛先生提出了建立“人与自然和谐”为核心的住区居住模式[3]。

1.1 未来社区

为应对社区建设的各种要求，浙江省率先启动了未来社区建设方案，提出未来社区建设应采用“1+3+9”规划模式，即以人民美好生活向往为中心，提倡人本化、生态化、数字化的建设理念，确定从邻里、教育、健康、创业、建筑、交通、低碳、服务和治理9 个方面出发的绩效考核内容[1]。未来社区是一种具有开放性的公共领域，浙江省建设试点主要分为更新和规划两个方向，未来社区可选定其中一个或多个方面作为社区重点突破方向[4]。

未来社区建设的初衷是解决城市住区内面临的问题，以提高人们的生活水平。以人为本的未来社区建设，通过促进不同类型用地混合使用，保障居民能在步行和绿色出行范围内满足基本日常所需，形成“社区-街坊”的组团建设模式，一方面将城市生活置入街区中，另一方面又能保证住区封闭的安全性。

未来社区环境建设的核心内容是低碳生态，实现人与自然和谐相处，打造海绵社区、节能社区，实现资源可循环利用。此外，未来社区注重提供智能化的社区服务，如打造基于新型技术的社交模式平台，利用数字技术创建沉浸式场景体验；利用计算机技术解决社区存在的潜患问题，提高社区建造效率；加强社区数据共享，构建更高端的社区管理平台、社区安保系统。

1.2 低碳社区

低碳社区指的是在社区通过节能减排、生态绿化等措施实现零碳排放的目标，将社区活动产生的碳排放降到最低的措施手段，遵循可持续发展要求进行低碳实践。目前，我国相继提出《低碳社区试点建设指南》（发改办气候〔2015〕362 号）《绿色社区创建行动方案》（建城〔2020〕68号）等建设指南和行动方案，大力提倡建设低碳社区。低碳社区是未来社区建设的方向之一，实现低碳途径建设主要包括建造节能建筑、使用新能源技术、采用环保材料、优化社区结构、倡导绿色出行和公众参与6 大方面[5]。通过建设低碳社区提高城市的可持续发展能力，增强环保意识，培养居民的低碳生活理念以及生活方式，提高社区低碳治理水平，实现人与自然的和谐共生，促进社会发展。

2 北方煤炭地区的特征

煤炭资源是我国最主要的基础消费能源，长期以来为社会经济发展做出重要贡献。随着双碳战略的提出，煤炭行业进入新发展阶段。2021 年，全球煤炭的发电量预计比2020 年增加9%。中国煤炭主要分布在内蒙古自治区、山西省、陕西省北部，新疆维吾尔自治区、四川省和东北三省也有少量分布。我国煤炭资源分布丰富的地区，大部分生态环境较为脆弱。我国于2016 年发布《全国矿产资源规划2016-2020》，提出重点建设神东、晋北、晋中、晋西等14 个煤炭基地，其中有9 个煤炭基地位于生态环境较为脆弱西北地区，这里是我国煤炭供应的主要基地和重点建设地区。煤炭资源的开发必然使得碳排放指数增加和生态环境进一步受到破坏。

2.1 煤炭开采引发碳排放问题

2.1.1 煤炭资源浪费严重

在开采过程中，我国煤炭资源浪费较为严重，部分煤层丰富地区会出现顶层煤废弃现象，煤炭回采率不到30%[6]。煤炭资源综合利用率较低，一些开采过程中产生的共伴生矿物无法进行大规模的开发利用，附加价值不高。2.1.2 开采技术相对落后

一些小型煤矿由于开采技术落后，大部分采用巷道式、房主式等，煤炭开采效率低下，耗能时间长，能源消耗多。很多以煤炭为原料的工业企业大多距离煤矿距离过远，对环境和局部社区造成影响，加剧了碳排放。

2.1.3 破坏生态环境

不合理的开采形式造成环境污染，导致水土流失、土地沙化、大量废弃物堆积等问题。这些问题进一步破坏了原本脆弱的生态环境，使得自然系统的碳汇能力进一步减弱，碳源污染的影响增多。

2.2 社区碳足迹分析

北方煤矿村镇社区的碳排放足迹主要涉及建筑、交通、废弃物处理和工业生产4 方面，建筑和交通是耗能较高的碳源，也是社区减排的主要方向[7]。

2.2.1 建筑碳排放

建筑物产生的碳排放主要体现在采暖、空调、通风、烹饪及照明等方面，人们的生活方式也会持续产生碳排放。北方城市社区还要注意冬季社区取暖产生的碳排放，由于北方冬季寒冷，社区采暖消耗的碳源热量是社区冬季碳排放的主要来源。冬季采暖消耗能与当地平均温度有关，纬度越高，平均温度越低，消耗能量越高，碳排放量越大。经济越发达的地区，工业生产造成的碳排放越高，环境污染越严重。

2.2.2 交通碳排放

近年来，交通燃油碳排放占交通领域碳排放的80%以上，交通能源消耗占全国总能源消耗的10%以上[8]。交通领域的碳排放主要和居民出行方式选择和交通量有关。北方煤炭地区的交通形式主要包括居民日常基本出行和煤炭运输出行两部分。煤炭使用和开采越发达的地区造成的交通碳排放量越高。控制交通碳排放应从居民日常出行方式、目的地可达性、煤炭开采运输方式等方面入手，积极利用新型绿色交通技术重构社区交通体系。

2.2.3 废弃物碳排放

社区内废弃物排放也是碳排放的主要来源之一，和废弃物种类、废弃物排放数量相关。减少社区内废弃物的碳排放处理，应从废弃物处理技术、垃圾有效分类与回收做起。

2.2.4 工业碳排放

北方煤炭地区，由于区域性工业碳源发达，对周边社区会造成一定影响。北方一些煤炭产业发达地区，其工业企业布局和居民住区缺乏长远规划。这些煤炭企业距离其煤矿开采地点较远，由于受到运输过程的影响，导致煤炭开采区域的周边社区碳排放增多。

3 零“碳”计划的实施策略

3.1 宏观层面

3.1.1 优化空间格局

相关研究表明，城市容积率上升会引起单位建筑面积碳排放增高，城市热岛效应加剧，通过研究发现最佳住宅容积率为1.5 ～2.0。因此，高纬度地区的居住单元应采用围合式住宅布局，更有利于抵御寒风，缓减碳源排放。

3.1.2 采用多元化治理模式

首先，政府应积极完善低碳社区试点建设指南，增强低碳意识，强化低碳指标约束。其次，企业应积极创建交流平台，与高校加强合作。最后，增强居民的低碳意识，召集志愿者或基层工作人员制定低碳奖惩机制。

3.2 中观层面

3.2.1 建立绿色能源体系

随着科学技术的不断进步，可通过建立绿色能源体系改善社区碳排放，如建立以光伏发电为主的新能源供应模式。同时，可在社区内建立能源站点，积极利用周边煤矿、工业用地产生的热能、电能，供社区使用。

3.2.2 完善绿色交通

研究表明，我国传统燃油汽车碳排放占交通领域碳排放的80%以上，是造成汽车碳排放的主要因素。完善绿色交通是减少碳排放的有效手段之一，主要包括建立绿色公交系统、优化绿色慢行路网、鼓励使用新能源汽车及增设停车位充电设施。

3.2.3 改造建筑

第一，可对建筑做隔热改造、遮阳改造，安装节能灯具、电器等。第二，探索可标准化、模块化和定制化的建造材料，增加绿化形式，利用绿化系统的固碳能力提升社区碳汇能力。

3.3 微观层面

3.3.1 增加绿化

第一，优化社区现有土地的碳汇能力，形成丰富的植物群落搭配。第二，增加道路两侧、河岸两侧及建筑周边地区的绿化。

3.3.2 加强资源的循环利用

资源的有效回收利用也是减少碳排放的重要途径。如浙江省安吉县梅溪镇荆湾村通过建设海绵系统，减少了水资源运输过程中所造成的能源损耗和CO2排放量。根据统计，每实现1 t 水资源的循环利用能够减少0.91 kg的CO2排放量。

4 结语

低碳营建是未来社区的居住形式之一，本文选取未来社区作为研究对象对既有的典型煤炭地区社区做低碳更新研究，分析未来社区的零碳实施路径。要实现碳中和的目标还有很长的路走，未来社区规划还需要从多方面综合考虑，希望本文的研究结论能为今后的社区发展提供借鉴。