低碳城市的城市形態(tài)和能源愿景

  1 建設低碳城市

 

  2009年12月19 日, 在丹麥哥本哈根舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第15次會(huì )議終于落下了帷幕。大會(huì )通過(guò)的不具法律約束力的《哥本哈根協(xié)定》表明, 盡管世界各國在應對氣候變化的策略和溫室氣體減排量的分配上有著(zhù)巨大的分歧, 但面對全球氣候變化的嚴酷現實(shí), 人類(lèi)對溫室氣體減排的目標卻是一致的, 即將全球氣溫平均上升2 ℃作為一個(gè)可以接受的“安全底線(xiàn)”。根據世界氣象組織的報告, 2008 年全球大氣平均CO2 已達3.852 ×10-4 , 達到地球歷史上65萬(wàn)年以來(lái)的最高值。根據國際氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )(IPCC)提出的建議, 若要將全球溫升控制在2 ℃以?xún)? 就必須將CO2 濃度控制在4.50 ×10-4以?xún)?以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“ 450目標”)。

 

  根據國際能源機構IEA的估計, 2006年全球城市能耗達79億t油當量, 占全球總能耗的2/3, 這一比例到2030年將上升至3/4。因此, 未來(lái)與能源有關(guān)的CO2 排放量的增長(cháng)將主要來(lái)自城市。到2030年, 由能耗產(chǎn)生的CO2 排放中將有76%來(lái)自城市。

 

  我國正處于快速城市化發(fā)展階段, 城市化率以每年接近1%的速度增長(cháng), 2008 年達到45.7%,2020年預期將達到60%以上。根據我國的一份研究報告, 2006年我國地級以上城市的CO2 排放量占全國總量的55%, 其中僅“ 100強”城市(GDP最高的100 座城市)的CO2 排放量就占全國總量的41%。而“100強”城市的GDP總量占到全國總量的67.36%, 是經(jīng)濟、技術(shù)、人才集聚的高地。

 

  綜上所述, 發(fā)展低碳城市是中國應對氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟、面向“后京都時(shí)代”的必然選擇。

 

  2 低碳城市的評價(jià)指標

 

  那么, 什么是“低碳城市” ? 到目前為止, 世界各國都沒(méi)有給出確切的定義。我國有學(xué)者提出, 所謂“低碳城市”是指城市在經(jīng)濟高速發(fā)展的前提下,保持能源消耗和CO2 排放處于較低的水平[ 2] 。但是, 當前所有有關(guān)低碳城市的概念, 還都處于“務(wù)虛”的階段, 并沒(méi)有明確的標準。世界上已經(jīng)有不少低碳甚至“零碳”的示范項目, 給人的印象是低碳城市只是富人的游戲、是發(fā)達國家度過(guò)其排放高峰期之后的一種自我救贖。

 

  低碳城市必須有明確的、可測度的評價(jià)指標。

 

  沒(méi)有具體的碳排放指標, 那么所謂的“低碳”只是空談。筆者認為, 我國低碳城市必須同時(shí)滿(mǎn)足下述條件:1)人均CO2 排放量低于全國同類(lèi)城市排放量平均水平(2006年數據見(jiàn)表1);2)地均CO2 排放量低于全國同類(lèi)城市平均水平(2006年數據見(jiàn)表1);3)單位GDP的CO2 排放量低于全國“ 100強”城市平均水平(2006年為0.203 7);4)該城市的人類(lèi)發(fā)展指數(HDI)高于0.8。上述平均值指標, 易于理解、便于計算, 但在公平性方面還有欠缺。例如, 北方城市有較大的供熱負荷, 如我國哈爾濱市的采暖度日數高達5 032 (℃· d), 而緯度比哈爾濱更高的德國主要城市采暖度日數的平均值只有3 043(℃·d)。如果拿哈爾濱市去與我國南方城市或德國城市比較人均碳排放量, 顯然有失公允?？梢钥紤]用人均單位度日數(供冷度日數和供熱度日數)碳排放指標來(lái)比較。

 

  即便如此, 在中國目前經(jīng)濟發(fā)展階段, 要實(shí)現上述低碳目標也是一件很困難的事情。中國科學(xué)院可持續發(fā)展戰略研究組將我國城市分成資源開(kāi)發(fā)型、工業(yè)主導型、綜合型和旅游型4 類(lèi)。表1 給出了中國科學(xué)院研究組給出的4 類(lèi)城市的CO2 排放數據,可知城市碳排放與城市經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結構、能源結構等諸多因素相關(guān)。表2給出了世界主要城市的人均碳排放量, 我國的城市由能源消耗所產(chǎn)生的碳排放水平在國際上處于相對較高的位置。由于能源統計上的差別, 國外城市的碳排放中均未包括航空和海運的能耗。

 

  除了碳排放技術(shù)指標, 對低碳城市的評價(jià)還應包括聯(lián)合國提出的“人類(lèi)發(fā)展指數(HDI)”這一人文社會(huì )指標。2006年中國的HDI指數為0.762, 在全世界179個(gè)國家中排在第94位。HDI指數在0.9以上的國家和地區有33個(gè), 我國香港以HDI指數為0.947排在第22位。另外, 我國京津滬等發(fā)達城市, HDI指數在早年就已達到8.0以上[ 6] 。需要指出的是, 一方面在以農業(yè)為主的經(jīng)濟結構下, 可以做到幾乎沒(méi)有商品能源的消費和碳排放, 但社會(huì )發(fā)展水平低下顯然不是我們所追求的低碳經(jīng)濟目標;另一方面, 城市的貧困和欠發(fā)達也可以實(shí)現低碳:民生凋敝, 老百姓沒(méi)有錢(qián)花在必要的能源消費上;城市中的貧民窟、棚戶(hù)區、落后的基礎設施和日益擴大的貧富差距, 這當然也不是我們所追求的目標。富人燒錢(qián)買(mǎi)低碳、窮人沒(méi)錢(qián)“被”低碳, 都失去了低碳城市的本意。低碳城市, 首先要實(shí)現“城市讓生活更美好”的愿景。

 

  可持續發(fā)展的一個(gè)基本原則就是公平性原則,即在滿(mǎn)足人人享有基本人文需求的前提下, 限制奢侈性和浪費性排放、保障“2 ℃溫升和450目標”的實(shí)現, 達到代內公平與代際公平。我國學(xué)者提出的基于“ 450目標” , 從累積排放量(即1900 ～ 2050年)得出國家碳預算(即未來(lái)允許排放量), 從而界定各國排放量限額, 并做地理因素、氣候因素和資源稟賦調整的方法, 得到了各國好評[ 7] 。這一方法完全可以移植到低碳城市評價(jià)中來(lái)。

 

  在快速城市化過(guò)程中, 主要的碳源來(lái)自土地利用和能源利用。在土地利用中, 城市建設的高速發(fā)展, 使大量原來(lái)作為碳匯的植被被破壞, 原先能夠作為碳中和的農田被占后不能復原。在能源利用中,城市能源消耗又分成工業(yè)、建筑和交通3部分。一般而言, 現代服務(wù)業(yè)越是發(fā)達的城市, 建筑能耗在總能耗中的比例越高;經(jīng)濟越是發(fā)達的城市, 交通能耗的占比也越高。當然, 城市中人們生活和消費所產(chǎn)生的碳排放也是不容忽視的。

 

  因此, 建設低碳城市并不是推廣太陽(yáng)能熱水器、發(fā)展地源熱泵和安裝太陽(yáng)能光伏電池那么簡(jiǎn)單, 它涉及規劃、交通、建筑、能源、環(huán)境、景觀(guān)和產(chǎn)業(yè)結構等諸多方面, 是城市建設理念的根本性轉變。

 

  3 探索中國式的低碳城市發(fā)展模式

 

  國際上低碳城市示范項目基本分為3類(lèi)。

 

  1)發(fā)達國家的典型, 如瑞典的馬爾默(Malmo)。

 

  馬爾默是過(guò)去的工業(yè)和港口城市, 20 世紀后, 其傳統制造業(yè)轉移, 現在以IT工業(yè)和服務(wù)業(yè)為主, 低能耗、高附加值, 成為著(zhù)名的綠色城市和低碳城市。

 

  2)富裕國家的典型, 如阿聯(lián)酋的馬斯達(Masdar)。馬斯達是在沙漠中平地拔起的新城, 除了服務(wù)業(yè)沒(méi)有任何傳統意義上的工業(yè)。根據世界自然基金會(huì )(WWF)的報告, 阿聯(lián)酋的人均碳排放量是世界上最高的國家之一, 而馬斯達是沙漠中的一葉綠洲, 只計算當地的能耗和碳排放而不考慮與之相關(guān)的整個(gè)供應鏈上的能耗和排放, 只注重技術(shù)的先進(jìn)性而不計成本(成本和金錢(qián)也是能耗, 也有碳排放)而成為所謂“零碳”城市。

 

  3)發(fā)展中國家的典型, 如上海市的崇明島。崇明島由于交通的不便成為緊鄰高度城市化地區的欠發(fā)達地區。2006 年崇明人均碳排放量?jì)H為1.4 tCO2 當量, 不到我國綜合型城市人均碳排放量的1/10。由于崇明島工業(yè)經(jīng)濟不發(fā)達, 2008年, 總人口中75.5%從事農業(yè), 人均GDP只有上海市的1 /4。

 

  因此其森林、農田、濕地等生態(tài)資源都保存得很好,人均碳匯資源有1.2 tCO2 當量?？梢钥闯? 貧窮、欠發(fā)達、低城市化是可以維持很好的低碳環(huán)境的, 但低碳不應等同于不發(fā)展, 保留落后狀態(tài)絕不應該是低碳城市所追求的目標。崇明島的發(fā)展目標, 是成為中國乃至世界的低碳示范區。對崇明的建設規劃、產(chǎn)業(yè)結構、建筑、能源、交通和生態(tài)環(huán)境需要做全面的研究。

 

  我國2009年《規劃環(huán)境影響評價(jià)條例(草案)》強調“氣候變化既是環(huán)境問(wèn)題, 也是發(fā)展問(wèn)題, 歸根到底是發(fā)展問(wèn)題”。針對中國這樣處于工業(yè)化中期和高速城市化發(fā)展階段的國家, 必須探索實(shí)現低碳城市的路徑。這在發(fā)達國家和富裕國家中是找不到先例的, 而這種探索正是中國對國際應對氣候變化事業(yè)所作出的貢獻。

 

  在發(fā)達國家, 能源消耗所排放CO2 總量在各部門(mén)之間的排序由高到低依次為建筑、交通和工業(yè)。

 

  以美國紐約為例, 2007年由于能源消耗所產(chǎn)生的溫室氣體排放比例中, 建筑占51%(包括電力消耗產(chǎn)生的間接排放)、交通占37.5%, 而工業(yè)只占11.5%。而英國倫敦2006年的溫室氣體排放總量中, 建筑占71%、地面交通占22%、工業(yè)僅占7%。

 

  建筑排放中, 僅燃氣采暖就占了近80%。

 

  中國正處于工業(yè)化中期。城市的GDP來(lái)源, 一是投資拉動(dòng), 即土地流轉和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā);二是傳統制造業(yè), 即重化工業(yè)以及出口消費品制造業(yè)的發(fā)展。

 

  因此, 在能源消費結構中工業(yè)能耗占據主導。另外,近年來(lái)我國汽車(chē)消費占世界的10%, 大城市中車(chē)輛擁堵情況日益嚴重。如果平均車(chē)速從50 km/h下降到30 km/h, 碳排放量相應增加10%。因此, 中國城市碳排放量是以工業(yè)為主、交通次之。圖1 為上海2007年能源消耗的碳排放比例, 這一結果是根據當年能源消耗實(shí)物量計算得到的。由圖可知, 在中國城市(尤其是沒(méi)有集中采暖的城市)中, 各部門(mén)能耗和由耗能產(chǎn)生的碳排放量由高到低的排序依次是工業(yè)、交通和建筑, 正好與發(fā)達國家的排序相反。

 

  根據上述分析可知, 在中國實(shí)施低碳城市計劃,降低城市碳排放, 首先要調整產(chǎn)業(yè)結構。2009年,中央確定了上海國際金融中心和航運中心的地位,同時(shí)上海也正在爭取建成地區性經(jīng)濟中心和貿易中心。這“4個(gè)中心”的發(fā)展戰略, 給上海帶來(lái)了建設低碳城市的最好機遇。但在2009年, 上海經(jīng)歷了產(chǎn)業(yè)轉型的陣痛期, 由于全球金融危機的沖擊, 上海的現代服務(wù)業(yè)還沒(méi)有發(fā)展起來(lái), 而傳統工業(yè)已開(kāi)始逐漸萎縮, GDP增長(cháng)率一度跌落到全國最末位。由此可知, 中國的國情決定了我國在未來(lái)一段時(shí)間內, 不可能像美國等發(fā)達國家那樣實(shí)現產(chǎn)業(yè)結構的根本轉變, 即徹底地從低端制造業(yè)轉變成為先進(jìn)制造業(yè)和現代服務(wù)業(yè), 將高能耗高排放工業(yè)轉移到其它國家,也不可能完全改變以煤為主的工業(yè)用能結構, 更不可能將大型傳統工業(yè)統統關(guān)掉。我國東部發(fā)達城市的產(chǎn)業(yè)轉移去向大多是我國西部欠發(fā)達地區, 污染、排放和能耗其實(shí)還留在中國本土。因此, 要建設低碳城市就必須面對城市中的工業(yè)碳排放問(wèn)題。對以重化工業(yè)為主導的城市, 必須將工業(yè)減排放在重中之重的位置, 可以有以下幾條解決途徑:提高工業(yè)生產(chǎn)效率, 降低人均碳排放量;改變大能源系統的結構, 降低單位能耗的碳排放量;關(guān)停一部分落后產(chǎn)能;產(chǎn)業(yè)轉型, 生產(chǎn)附加值高、能耗較低的產(chǎn)品, 降低單位GDP的碳排放量;企業(yè)技術(shù)改造, 采用高效先進(jìn)工藝(例如發(fā)電行業(yè)的燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統);采用碳捕集和碳封存(CCS)技術(shù)。

 

  4 低碳城市的城市形態(tài)

 

  當前對低碳城市的研究主要集中在城市運營(yíng)過(guò)程中的碳排放, 而對城市建設和資源利用過(guò)程中的壽命周期碳排放則主要在材料的選用中加以考慮。

 

  在低碳城市建設中, 應遵循世界自然基金會(huì )(WWF)提出的“CIRCLE”原則:即緊湊型城市遏制城市膨脹(Compact)、個(gè)人行動(dòng)倡導負責任的消費(Individual)、減少資源消耗潛在的影響(Reduce)、減少能源消耗的碳足跡(Carbon)、保持土地的生態(tài)和碳匯功能(Land)、提高能效和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(Efficiency)。這6項原則決定了低碳城市城市形態(tài)的主要特征是“緊湊型城市” , 即高密度(Highdensity)、高容積率(Highplotratio)、高層(Highrise)的3“H(高)”城市。尤其在中國, 決不能走美國低密度、郊區化和私人汽車(chē)主導的城市發(fā)展模式。

 

  1)高密度。我國擁有世界最龐大的人口數量,但卻擁有相對貧瘠的土地。我國人口密度是138人/km2 , 在世界上排在第11位, 但幾乎有50%的土地是非宜居的, 例如地處高原的西藏, 其人均密度只有2.26 人/km2 。我國人均耕地面積只有932 m2(1.4畝), 在世界上排在第126 位。因此, 緊守18億畝耕地底線(xiàn), 不僅是保證13億人吃飯問(wèn)題, 也是保持土地碳匯能力的關(guān)鍵。但是當前我國城市建設用地為24萬(wàn)km2 , 人均城市建設用地為130多m2 ,遠遠高于發(fā)達國家的人均82.4 m2 和發(fā)展中國家的人均88.3 m2 [ 10] 。如上海, 盡管市中心(外環(huán)內)人口眾多(13 831 900人), 在世界上排在第2位, 但人口密度僅為7 174人/km2 , 遠比不上東京的14 151人/km2 和紐約的10 452人/km2 。然而, 上海的擁擠、交通堵塞和空氣污染都比東京和紐約更為嚴重。

 

  主要原因在于, 空間利用不合理;公共交通不發(fā)達,加大了私人汽車(chē)通勤和出行的比重;由于房地產(chǎn)泡沫, 市中心區大量住房空置, 或用于“炒房”而并不住人, 使得城市中心“空心化” 。這就迫使城市像“攤大餅”式擴張, 不斷侵占耕地, 將碳匯變成碳源。

 

  根據研究, 全國平均的農田碳匯能力可達380.78kg/(hm2 · a)。特別是隨著(zhù)我國水稻生產(chǎn)發(fā)展, 稻田土壤中的有機碳儲量也在不斷增長(cháng)。稻田不但是最重要的糧食生產(chǎn)保障, 也是我國固碳減排十分重要的土壤類(lèi)型和農作系統。因此, 發(fā)展低密度住宅、郊區化住區和人為區分“富人區” 、“窮人區”等建設理念都不能滿(mǎn)足減碳要求。

 

  2)高容積率。所謂容積率, 是指總建筑面積與建設用地面積之比。較高的容積率并不意味著(zhù)擁擠和逼仄, 而是表現為在有限的城市空間上布置高密度的產(chǎn)業(yè)和人口, 單位用地面積有較高的產(chǎn)出, 也可以在一定程度上降低房?jì)r(jià)。提高容積率必須根據土地的環(huán)境容量, 可以參照國外“私地公用”的辦法,允許發(fā)展商提高容積率, 但必須在建設用地中設置綠地和公共活動(dòng)空間, 作為碳匯。高容積率的社區應該是集約化發(fā)展的混合社區, 具備工作、生活、休閑和保健等基本功能, 減少出行對動(dòng)力型交通的需求。

 

  3)高層?！案邔印笔窃凇案呙芏取焙汀案呷莘e率”之后的必然選擇。由于高層建筑能耗強度(單位土地面積上的能耗)高, 給低能量密度的可再生能源利用帶來(lái)困難, 在超高層建筑中采用被動(dòng)式節能措施也很不容易, 而且是城市熱污染(熱島效應)的主要來(lái)源。因此, 高層建筑能源系統的效率對于降低其能耗就顯得至關(guān)重要。由于高層建筑對城市日照環(huán)境和風(fēng)環(huán)境有很大影響, 因此對于低碳的緊湊型城市應該進(jìn)行“氣候設計”, 即對城市空間各個(gè)等高面上的氣流、溫度和日照分布做模擬分析。

 

  基于以上分析, 總結出低碳城市城市形態(tài)的如下特點(diǎn):有合理的產(chǎn)業(yè)結構, 既有發(fā)達的服務(wù)業(yè), 也有節能環(huán)保的實(shí)體經(jīng)濟;城市能源結構中化石燃料的比例在50%以下;城市空間布局是緊湊型、多中心、組團化和網(wǎng)絡(luò )式的;通過(guò)城市氣候設計完成城市總體規劃;所有廢棄物實(shí)現循環(huán)利用;集約型多功能的社區, 用先進(jìn)的ICT技術(shù)(信息/通信技術(shù))減少交通需求;舒適和無(wú)縫換乘的公共交通系統, 自行車(chē)與步行優(yōu)先的道路網(wǎng)絡(luò );所有建筑都按綠色建筑標準建造, 建筑節能水平高于國家標準;保留天然濕地、綠地, 發(fā)展都市農業(yè), 形成城市碳匯和碳庫。低碳城市必然是宜居城市, 城市與自然和諧、人與自然和諧、人與人和諧, 城市讓生活更美好。

 

  5 低碳城市的能源愿景

 

  低碳城市的能源規劃目標是要實(shí)現3“ D”, 即使用低碳能源(Decarburization)、分散產(chǎn)能(Decentralization)和減少需求(Demandreduction)。

 

  要實(shí)現這一目標, 需要分別通過(guò)城市層面(可稱(chēng)之為“大能源”)的能源規劃來(lái)實(shí)現第1個(gè)“ D”, 即能源低碳化;通過(guò)社區層面(可稱(chēng)之為“區域能源”)的能源規劃實(shí)現第2 個(gè)“D”, 即分散產(chǎn)能;而第3 個(gè)“D”, 減少需求, 則可通過(guò)終端節能來(lái)實(shí)現。終端節能也被視為“虛擬能源”, 作為一種無(wú)碳排放的資源進(jìn)入區域能源規劃。

 

  1)使用低碳能源。城市層面的大能源供應要實(shí)現低碳化需要通過(guò)國家的宏觀(guān)規劃和統籌, 在城市能源供應結構上降低煤炭比例、加大低碳和無(wú)碳能源的比例。

 

  上海2007年的K值為0.606 9 t碳當量/t標煤(相當于2.225 3 tCO2 當量/t標煤)。從式(1)可以看出, 要降低K值, 可以采取以下措施:降低煤炭、石油在能源消費中的比例(降低α和β 值);適當增加天然氣比例(提高γ值);大大增加無(wú)碳可再生能源(風(fēng)、光、核、水)規?；瘧帽壤?提高δ值);改善能源利用技術(shù), 降低碳排放(降低α、β和γ的系數值, 直至0)。例如, 2010 年我國可再生能源在能源供應中的比例將達到10%, 2020 年達到15%。另外, 國家還計劃到2020年將核電裝機量提高到7 000萬(wàn)kW。無(wú)論是大型水力發(fā)電和核電項目, 還是大規模光伏、光熱和風(fēng)電項目, 都需要國家擔保的融資和跨地區的協(xié)調, 而非一個(gè)城市所能自行解決的。另外, 傳統能源的清潔利用, 例如利用煤的清潔燃燒技術(shù)的燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)(IGCC)、長(cháng)距離高壓直流輸電、智能化電網(wǎng)(Smartgrid)等都需要列入國家計劃。

 

  2)分散產(chǎn)能。社區層面的區域能源主要是實(shí)現能源供應的分散化。此處的“區域”是指社區、街區、成片開(kāi)發(fā)區, 占地面積在數km2 以下、建筑面積在百萬(wàn)m2以下。在這一層面上, 能源系統主要滿(mǎn)足“建成環(huán)境(BE, builtenvironment)”的需要?！胺稚⒒笔窍鄬τ诖箅姀S(chǎng)、大電網(wǎng)、大壟斷和大集中而言的。分布式能源將是未來(lái)城市能源的發(fā)展趨勢, 但鑒于低碳能源的低能量密度和緊湊型城市建筑的3“H(高)”特點(diǎn), 未來(lái)城市分布式能源將會(huì )是一種城市尺度分散—區域尺度多源集中—終端用戶(hù)個(gè)別用能的模式。它有別于大電網(wǎng)集中供能—全分散(樓、戶(hù)、室)用能的傳統模式;也有別于大電網(wǎng)集中供能—城域或區域集中供冷供熱的模式。能量密度較低的低品位能源(如淺層地表蓄熱能、地表水溫差能、太陽(yáng)能光熱和太陽(yáng)能光伏等)不可能像傳統發(fā)電廠(chǎng)那樣在近地大規模集中生產(chǎn), 也不可能在緊湊型城市中完全分散到一家一戶(hù)。這些能源來(lái)自于分布式的資源, 需要在區域層面上通過(guò)一個(gè)能源樞紐(hub)集成應用。因此, 它既不同于傳統大能源“ 1對N” , 也不同于全分散能源“ 1對1”, 而是一種分布式或分散供能、集總式或集中用能的“集散式”系統, 使資源利用的效率和效益最大化。這也是中國低碳城市與發(fā)達國家不同的特點(diǎn)。

 

  在緊湊型城市區域熱系統中, 最有發(fā)展前景的是能源總線(xiàn)系統。即來(lái)自于可再生能源或未利用能源的熱源/熱匯水, 通過(guò)作為基礎設施的管網(wǎng)輸送到用戶(hù)。在用戶(hù)端, 總線(xiàn)來(lái)的水作為水源熱泵的熱源/熱匯, 低品位的能源經(jīng)熱泵提升能級、換熱后再回到源頭, 或排放(地表水)、或循環(huán)再次換熱(通過(guò)換熱器與各種“源”和“匯”耦合)、或回灌(地下水)。相對于空氣源熱泵而言, 水源熱泵的能效更高, 由于利用了空氣與熱源/熱匯水之間的溫差位勢能, 降低了非直接碳排放。

 

  在區域電力系統中, 目前研究最多的是能源互聯(lián)網(wǎng)(energyinternet)系統, 又稱(chēng)微網(wǎng)(microgrid)系統。這一系統將分散的小型、微型的分布式能源(包括樓宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)、燃料電池、太陽(yáng)能光伏發(fā)電以及小型風(fēng)力發(fā)電等)所生產(chǎn)的電力, 通過(guò)連接各建筑的電力微網(wǎng)系統實(shí)現分布式電力的互聯(lián)互通。

 

  在城市范圍內建立為電動(dòng)汽車(chē)快速充電的電力微網(wǎng), 實(shí)現直流家居(即直流電直接入戶(hù)), 從根本上建立能源的低碳應用方式。

 

  由于區域能源系統同時(shí)具有集中系統和分散系統的特點(diǎn), 所以必須有能源規劃、有相應的技術(shù)標準和規范。只有通過(guò)能源規劃, 才能充分發(fā)揮分散的資源優(yōu)勢;只有通過(guò)制訂技術(shù)標準和規范, 才能正確評價(jià)和估計不同的資源, 實(shí)現系統的協(xié)調控制。

 

  3)減少需求。終端層面主要實(shí)現能耗減量化。

 

  這也是低碳城市能源系統最大的特點(diǎn), 它改變了以增加資源供給來(lái)滿(mǎn)足日益增長(cháng)的需求的傳統思維定勢, 將提高需求側(終端)能源利用率所節約的資源統一作為一種替代資源來(lái)看待, 因此形成了零碳排放的虛擬能源。終端節能有3條措施, 一是在設計、施工、設備采購和系統調試等方面執行更嚴格的節能標準;二是加強建筑的運行管理, 建立科學(xué)的管理機制、采用先進(jìn)的ICT技術(shù);三是行為節能, 能源系統的最終用戶(hù)是人, 要在所有人群中倡導科學(xué)、理性和負責任的能源消費觀(guān)念。

 

  6 結 論

 

  在中國特定的經(jīng)濟結構、能源結構、城市化水平和資源條件下, 要實(shí)現低碳城市將面臨巨大的挑戰。

 

  國外的經(jīng)驗和示范并不完全適合中國國情, 中國必須探索自己發(fā)展低碳城市的道路。

 

  中國人口眾多、土地資源稀缺, 低碳城市形態(tài)必然是緊湊型的3“H(高)” (高密度、高容積率和高層)模式, 而適應這種城市形態(tài)的城市能源系統必然是3“ D”(使用低碳能源、分散產(chǎn)能和減少需求)模式, 并分別在城市、社區和終端用戶(hù)3個(gè)層面實(shí)現。用戶(hù)側的節能, 可以視為一種無(wú)碳的替代能源,也是實(shí)現低碳城市的重要環(huán)節。