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仇保興:城市如何實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和

來(lái)源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2021-06-30 09:03:51
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仇保興:城市如何實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和實(shí)施(30·60)戰(zhàn)略是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,具有緊迫性、復(fù)雜性和艱巨性。以城市為主體來(lái)實(shí)施(30·60)戰(zhàn)略具有五大優(yōu)勢(shì)。一是

實(shí)施(30·60)戰(zhàn)略是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,具有緊迫性、復(fù)雜性和艱巨性。

以城市為主體來(lái)實(shí)施(30·60)戰(zhàn)略具有五大優(yōu)勢(shì)。一是,城市是人為溫室氣體排放的主角(占75%)。二是,我國(guó)城市行政區(qū)包括山水林湖田鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn),有利于因地制宜、科學(xué)布局可再生能源和碳匯基地。三是,改革開(kāi)放四十年城市間的GDP競(jìng)爭(zhēng)可轉(zhuǎn)向GDP增長(zhǎng)與減碳雙軌競(jìng)爭(zhēng)。四是,以城市為減碳主體可使“從下而上”“生成”碳中和體系,與“從上而下”“構(gòu)成”行業(yè)碳中和體系進(jìn)行互補(bǔ)協(xié)同。五是,以城市為主體的(30·60)戰(zhàn)略能演化成最優(yōu)碳中和路徑。“解鈴還須系鈴人”,城市的問(wèn)題還需要通過(guò)城市自身來(lái)解決,需要通過(guò)目標(biāo)導(dǎo)向、問(wèn)題導(dǎo)向和經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向這三方面的綜合演化出最佳碳中和線路圖和施工圖。

一、碳匯的“負(fù)面清單”

首先,森林的碳匯能力遠(yuǎn)沒(méi)有人們所想象般巨大。我國(guó)曾公布到2020年森林面積比2005年增加4000萬(wàn)公頃,木材蓄積量增加13億立方米。即每年凈增加不足1億立方米,約等于每年削減幾億噸二氧化碳排放,與我國(guó)每年超百億噸的排放量相比,收效甚微。

對(duì)各種碳匯進(jìn)行比較,單位海域生物固碳能力是森林的10倍、草原的200倍。而森林每立方米蓄積量約吸收1.83噸CO2,釋放1.62噸O2。

海洋生物碳匯過(guò)程中,大量的貝類(lèi)如牡蠣能夠?qū)⒍趸挤獯婧筠D(zhuǎn)化為牡蠣的甲殼,固碳期幾乎無(wú)限,可達(dá)數(shù)千甚至上萬(wàn)年,屬于自然固碳。大自然中大量的貝殼甲殼化學(xué)成分都是碳酸鈣,由此導(dǎo)致海洋的碳匯量巨大。相比之下森林的碳匯量則小得多,但是其對(duì)陸地生物多樣性的貢獻(xiàn)達(dá)80%。很多人倡導(dǎo)通過(guò)在城外農(nóng)地上種樹(shù)來(lái)提高碳匯,實(shí)際上這一方案碳收益很低,例如對(duì)于沿海的深圳市,與其花費(fèi)大量的人力財(cái)力種樹(shù),不如把深圳近海的紅樹(shù)林培養(yǎng)好,單位面積的紅樹(shù)林(包括海洋生物)的固碳量比森林固碳能力高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

其次,光伏發(fā)電綜合減碳效應(yīng)明顯。除了自然固碳之外,還可以利用光伏進(jìn)行減碳。一畝地的光伏板所減碳量和固碳量遠(yuǎn)高于一畝草原,在一些戈壁灘上建立光伏發(fā)電站,不僅能夠利用光伏發(fā)電,還能挽救和改良生態(tài),豐富物種多樣性和有效阻止沙漠化蔓延。因?yàn)楦咴貐^(qū)(晝夜)溫差大,早晨的霧氣可以凝結(jié)在光伏板上,使光伏板下的沙地得到滴灌,有了水后自然就會(huì)長(zhǎng)草。

內(nèi)蒙古磴口光伏治沙項(xiàng)目,電站規(guī)模5萬(wàn)千瓦,占地面積約1700畝,板間種植苜蓿等防沙植物800余畝。自2013年并網(wǎng)以來(lái),電站周?chē)脖桓采w率從建站前5%上升到2018年77%,配合外圍防護(hù)林實(shí)現(xiàn)了沙丘全部固定,有效阻止沙漠化蔓延。項(xiàng)目每年通過(guò)生態(tài)治理可實(shí)現(xiàn)8556噸二氧化碳的固化。

太陽(yáng)能光伏板的制造需要單晶硅原料的提煉,提煉后還需進(jìn)行切割,不論是提煉還是切割都需要耗能,那么從全生命周期來(lái)看,是不是太陽(yáng)能光伏板這種減碳方式并不合理?事實(shí)上,在十多年前這種顧慮是成立的,但是隨著光伏技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的光伏板壽命和光能轉(zhuǎn)化率比過(guò)去明顯提升,而且全生命周期的能耗也因技術(shù)創(chuàng)新而成倍下降,根據(jù)當(dāng)前光伏板轉(zhuǎn)化效率和成本測(cè)算,一塊光伏板在安裝后3-5年發(fā)出來(lái)的電量就可以填補(bǔ)光伏板在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的全部能耗。

根據(jù)測(cè)算,北京地區(qū)每畝太陽(yáng)能板減碳能力相當(dāng)于15.4畝林地。太陽(yáng)能光伏電站當(dāng)前的標(biāo)桿電價(jià)是0.3元每度電,而居民用電約為0.5元/度,工業(yè)用電約為0.7元/度。因此,只要光伏發(fā)電達(dá)到一定規(guī)模就有足夠的利潤(rùn)。

再次,錯(cuò)誤的植樹(shù)造林反而會(huì)增加碳排放。不同品種、不同樹(shù)齡的樹(shù)林,產(chǎn)生的碳匯量都不一樣。碳四類(lèi)植物由于它的光合作用比一般碳三類(lèi)植物高約一倍,例如玉米、高粱等,這些植物用同樣的水灌溉,但在成長(zhǎng)的過(guò)程中吸收的碳遠(yuǎn)超其它植物。世界上碳四植物約有50多種,如果將他們中的部分進(jìn)行轉(zhuǎn)基因培育,使其干莖生長(zhǎng)更快,固碳效能更高,收割后利用余熱碳化,固碳的成本也將大大低于傳統(tǒng)的CCUS法。

此外,樹(shù)木碳匯也要注意“碳負(fù)面清單”,如果采用負(fù)面清單上的方式進(jìn)行種樹(shù),減碳效果不僅很少甚至?xí)鸬椒醋饔谩@绗F(xiàn)在很多城市還在將深山老林的老樹(shù)、大樹(shù)移植到城市中來(lái),其實(shí)老樹(shù)大樹(shù)的新增碳匯效果是比較小的,挖、運(yùn)、植的過(guò)程中反而要排放大量二氧化碳。而將樹(shù)木通過(guò)交通工具遠(yuǎn)距離運(yùn)送,實(shí)行異地種樹(shù),也是一種高碳的行為。除此以外,還有一些非專(zhuān)業(yè)的種樹(shù)等不僅不是低碳行為,反而會(huì)造成高碳排放。最需要注意的是不能在年降雨量小于500mm的地方植樹(shù),樹(shù)木成長(zhǎng)需要大量水份,北方許多城市用水都只能依靠南水北調(diào),而這南水北調(diào)的水是實(shí)實(shí)在在的高碳水。特別是主張?jiān)谏衬N樹(shù)種水稻這類(lèi)事情,絕大多數(shù)是荒謬的,即使能種樹(shù),那也是依靠抽取大量地下水灌溉,這無(wú)異于飲鴆止渴。大家都知道胡楊的樹(shù)根可以深深扎根到數(shù)十米深,這些依靠地下水灌溉的樹(shù)木或水稻可能在前幾年會(huì)長(zhǎng)的很好,但是地下水水量非常有限,一旦抽取過(guò)度,水位下降,即使有著“沙漠衛(wèi)士”的胡楊也無(wú)法幸免于難。

不同種植物在成長(zhǎng)過(guò)程中所需水量不同,對(duì)植物所澆的水,植物只可能吸收0.5%-1%用于固碳,而其它99%的水都蒸發(fā)掉了。針葉樹(shù)產(chǎn)生1公斤生物量所需的水分最多,但水份足時(shí),針葉樹(shù)的蒸發(fā)量成倍增長(zhǎng)、但水分少時(shí)也可以存活。而闊葉樹(shù)則是水多水少都會(huì)蒸發(fā),水少的話(huà)甚至還會(huì)死掉,綜合表現(xiàn)來(lái)看,桉樹(shù)表現(xiàn)的最好,所需水量最少但在北方地區(qū)無(wú)法存活。

總結(jié)一下,通過(guò)推廣光伏治沙項(xiàng)目,可以實(shí)現(xiàn)既治沙又發(fā)電,而且通過(guò)凝結(jié)的水蒸氣還可以進(jìn)行沙漠綠化。另一方面還可以推廣的項(xiàng)目是發(fā)展風(fēng)光電-水-土-林-匯模式,通過(guò)采取擴(kuò)大人工造林和增加土壤固碳潛力兩個(gè)措施來(lái)進(jìn)行固碳。目前在美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家正專(zhuān)注于發(fā)展碳捕捉技術(shù),這是固碳的有效辦法,但綜合其收益與成本來(lái)看,并不值得廣泛普及,當(dāng)前我們不能盲目學(xué)習(xí)推廣美國(guó)高成本、高耗能的碳捕捉技術(shù),而是應(yīng)該促進(jìn)生物質(zhì)自然碳捕集與封存發(fā)展。

二、建筑節(jié)能減碳

第一,建筑全生命周期碳排放約占全社會(huì)排放量的一半。據(jù)《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告(2020)》,從2005年到2018年,我國(guó)建筑全過(guò)程碳排放變動(dòng)趨勢(shì),建筑全生命周期碳排放量達(dá)到了49億噸(約占全社會(huì)碳排放的48%),并且碳排放主要集中在建筑運(yùn)行和建材生產(chǎn)過(guò)程,而建筑施工碳排放只占其中的很小一部分。由此可見(jiàn),計(jì)算建筑碳排放,判斷一個(gè)建筑是否為高耗能,或低碳建筑,不能只考慮運(yùn)行階段的碳排放,而是應(yīng)該從全生命周期來(lái)衡量碳的排放。

從當(dāng)前建筑運(yùn)行相關(guān)的二氧化碳排放狀況來(lái)看,我國(guó)公共建筑的面積最小,但是耗能強(qiáng)度最大;北方采暖建筑總面積不大,但碳排放約為5.5億噸。現(xiàn)在還有很多南方城市都在計(jì)劃實(shí)行集中供暖,如不謹(jǐn)慎考慮,這將會(huì)明顯增加這些城市的碳排放。我們的思想觀念不能仍停留在工業(yè)文明搞大投資的傳統(tǒng)理念上,也要更多考慮能耗和碳排放的問(wèn)題。

第二,基于三個(gè)原因,我國(guó)住宅運(yùn)行耗能明顯低于發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)每平方建筑平均能耗強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及美國(guó)、英國(guó)、加拿大等資本主義國(guó)家。美國(guó)的人口不到我國(guó)的1/4,但是所消耗的建筑能耗遠(yuǎn)比我們要高,一個(gè)美國(guó)人的建筑能耗相當(dāng)于5個(gè)中國(guó)人。為什么這么高呢?主要有三個(gè)原因:一是中國(guó)人人均面積約為40平方米,而平均每個(gè)美國(guó)人則擁有住宅達(dá)85平方米;二是我國(guó)住宅主要用的是分體空調(diào),而美國(guó)住宅主要用集中空調(diào);三是我國(guó)家庭不用烘干機(jī),而烘干機(jī)在美國(guó)基本屬于必需品,正是由于這幾個(gè)因素,使得中國(guó)人均建筑能耗要比美國(guó)低的多。對(duì)我國(guó)建筑尤其是住宅實(shí)行每個(gè)房間安裝一個(gè)空調(diào)是最節(jié)約的模式,分布式的能源供應(yīng)和設(shè)施是最節(jié)能的,而“三聯(lián)供”的集中供熱模式從實(shí)踐來(lái)看其實(shí)只適用于我國(guó)北方城市。

第三,綠色建筑能為城市碳中和提供基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)。綠色建筑有一個(gè)重要的特征,即能夠在建筑全生命周期體現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材。例如建筑材料如果是本地生產(chǎn)的,沒(méi)有長(zhǎng)距離的交通成本基本屬于低碳,但是如果是從意大利進(jìn)口的建筑材料,那就得加上運(yùn)輸過(guò)程中的碳排放,這顯然屬于高碳項(xiàng)目。

綠色建筑第一次顛覆了我國(guó)傳統(tǒng)的建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),這也使技術(shù)人員掌握了國(guó)際通用的能耗計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。綠色建筑還有個(gè)別名為“氣候適應(yīng)性建筑”,即建筑的能源系統(tǒng)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠隨著氣候的變化而自行調(diào)節(jié),使建筑的用能模式發(fā)生適應(yīng)性變化。例如夏天的時(shí)候可以把多余的熱量?jī)?chǔ)存在地底下,使土壤成為一個(gè)熱儲(chǔ)存器,到冬天的時(shí)候又把這些熱量取出來(lái)用于取暖。春天、秋天為什么能耗很低?因?yàn)檫@時(shí)候只需要開(kāi)開(kāi)窗戶(hù)就行了。這套系統(tǒng)比較適用于冬冷夏熱的廣大長(zhǎng)江流域。

值得注意的是,玻璃幕墻建筑雖被視為城市建筑現(xiàn)代化的標(biāo)志,但是在南方地區(qū)卻要謹(jǐn)慎大面積推廣。玻璃本身的導(dǎo)熱性能好,而隔熱效果差,在夏天,太陽(yáng)輻射熱大,導(dǎo)致建筑內(nèi)溫度很高。但是如果這類(lèi)全玻璃幕墻建筑建在哈爾濱等北方地區(qū),由于北方城市一年中夏季時(shí)間短,常年的平均氣溫較低,則可以充分利用太陽(yáng)光照射所能吸收的熱量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,這時(shí)候的玻璃幕墻建筑則是節(jié)能的綠色建筑。

第四,建筑碳中和的關(guān)鍵在于社區(qū)級(jí)能源微電網(wǎng)。需要強(qiáng)調(diào)的是,建筑脫碳潛力在于社區(qū)“微能源”系統(tǒng)。將風(fēng)能、太陽(yáng)能光伏與建筑進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),同時(shí)利用電梯的下降勢(shì)能和城市生物質(zhì)發(fā)電,利用社區(qū)的分布式能源微電網(wǎng)以及電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能組成微能源系統(tǒng)。

借助這個(gè)微能源系統(tǒng),可以有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)波動(dòng),例如在峰谷的時(shí)候,用電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電;當(dāng)峰頂時(shí),可以借用電動(dòng)車(chē)所儲(chǔ)電能反饋電網(wǎng)一部分電力,對(duì)電網(wǎng)用能進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果外部突發(fā)停電,社區(qū)也可以借助各家各戶(hù)的電動(dòng)車(chē)電能作為臨時(shí)能源供應(yīng)。但是這種模式面臨的問(wèn)題在于需要各地電網(wǎng)公司積極參與和推廣這種做法。

第五,建筑內(nèi)部的“魚(yú)菜共生”系統(tǒng)有可能在將來(lái)發(fā)揮重要脫碳作用。國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展了大量研究,綠色建筑的高級(jí)階段可以發(fā)展為“魚(yú)菜共生”系統(tǒng),使日常食物能夠在建筑內(nèi)實(shí)現(xiàn)并就近供應(yīng)。魚(yú)菜共生是一種新型的復(fù)合生態(tài)體系,它把水產(chǎn)養(yǎng)殖與水耕栽培兩種原本完全不同的農(nóng)耕技術(shù),通過(guò)巧妙的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì),達(dá)到在建筑內(nèi)科學(xué)的協(xié)同共生,從而實(shí)現(xiàn)養(yǎng)魚(yú)不換水而無(wú)水質(zhì)憂(yōu)患,種菜不施肥而正常成長(zhǎng)的生態(tài)共生效應(yīng)。

對(duì)于建筑節(jié)能減碳還需要建立一個(gè)負(fù)面清單:一是防止城市低密度發(fā)展,即防止美國(guó)式的過(guò)度郊區(qū)化;二是在南方地區(qū)或長(zhǎng)江流域謹(jǐn)慎推行按建筑平方米計(jì)價(jià)的“集中供熱”,以及“三聯(lián)供”或“四聯(lián)供”系統(tǒng)供能;三是在夏熱冬暖或夏熱冬涼地區(qū)謹(jǐn)慎使用大面積的玻璃幕墻;四是限制盲目建設(shè)超高層建筑,超高層建筑人均能耗要比普通建筑至少高15%;五是防止過(guò)度推行中央空調(diào);六是農(nóng)村謹(jǐn)慎消滅土坯房,實(shí)際上,夯土建筑每立方米比熱容量約為混凝土的一倍,改良后的抗震夯土建筑不僅成本低廉也是最節(jié)能的,凝聚了過(guò)去老百姓的歷史生活經(jīng)驗(yàn)和古老的中華智慧。

三、交通領(lǐng)域如何控制碳排放

首先,城市之間的不同交通選擇對(duì)碳排放強(qiáng)度影響顯著。2018年,在交通部門(mén)的總排放量中,道路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸和民航運(yùn)輸分別占73.5%、6.1%、8.9%和11.6%,道路運(yùn)輸占比最高,增長(zhǎng)也明顯高于其它運(yùn)輸模式。我國(guó)道路交通的碳排放在逐年升高,這一定程度上是由于私家車(chē)的使用比例在提高。日本在上世紀(jì)六十年代就做過(guò)研究,同樣一噸貨物,如果用小車(chē)公路運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放比大車(chē)運(yùn)輸要高出20倍,占地面積還大30倍,這一研究成果促使了后來(lái)日本大力推行新干線的建設(shè)。

當(dāng)使用不同燃料時(shí),即使是同樣的車(chē)輛交通,其產(chǎn)生的碳排放也有明顯差別。如果以氫氣作為燃料,灰氫與綠氫產(chǎn)生的碳排放相差數(shù)十倍,不同來(lái)源的甲烷產(chǎn)生的碳排放也完全不一樣。

其次,城市內(nèi)部不同燃料和交通工具將決定交通碳中和的難易程度。對(duì)各類(lèi)交通工具的碳排放與其占地面積進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),單人出行的私家車(chē)人均占地面積和碳排放最大,其次是插電式電動(dòng)車(chē)、拼車(chē)式私家車(chē)、摩托車(chē)等。摩托車(chē)的碳排放比地鐵、巴士的碳排放還要高,而且摩托車(chē)乘用兩沖程內(nèi)燃機(jī),燃燒不充分產(chǎn)生的污染比四沖程的一般燃油汽車(chē)更大。由此可見(jiàn),自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē),以及共享單車(chē)顯然是綠色低碳的交通方式?,F(xiàn)在世界各國(guó)都已經(jīng)陸續(xù)公布了燃油車(chē)的禁售時(shí)間。

有相關(guān)數(shù)據(jù)表明,實(shí)際上高達(dá)90%的私家車(chē)大部分時(shí)間停在路邊或者車(chē)庫(kù)中,如果要滿(mǎn)足民眾出行需求,可能只需要現(xiàn)有車(chē)輛總量的10%左右。借助日益成熟的5G技術(shù),在未來(lái)我國(guó)許多城市可以發(fā)展成網(wǎng)聯(lián)車(chē),充分提升出行、交通效率和降低交通碳排放。

四、從廢棄物處理與市政角度看減碳

第一,垃圾微循環(huán)利用能發(fā)揮明顯的減碳效果。城市與自然對(duì)立的表現(xiàn)就在于生產(chǎn)、消費(fèi)、降解三者的失衡,必須要逐步實(shí)現(xiàn)資源使用低碳化,對(duì)廢棄物進(jìn)行就近降解再循環(huán)。但是我國(guó)現(xiàn)在流行做法是將廢棄物通過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸,然后集中處理,這種被稱(chēng)之為“靜脈產(chǎn)業(yè)”的做法仍舊屬于工業(yè)文明的處理方式。

大自然對(duì)廢棄物是“處處微循環(huán)”,工業(yè)文明的處理方法是“處處長(zhǎng)循環(huán)”。這方面科學(xué)減碳就必須使各種廢棄物就近循環(huán)使用。尤其是百年高達(dá)五十億噸的建筑垃圾,推行就地加工制成建筑材料回用是最低碳的模式。

城市礦山是指將重要的原材料以建筑工程等形式在城市中有序貯存。經(jīng)過(guò)工業(yè)革命300年的掠奪式開(kāi)采,全球80%以上可工業(yè)化利用的礦產(chǎn)資源,已從地下轉(zhuǎn)移到地上,并以“垃圾”的形態(tài)堆積在我們周?chē)?,總量高達(dá)數(shù)千億噸,并還在以每年100億噸的數(shù)量增加。只要采取有效的設(shè)計(jì)、建造、回收模式,工業(yè)文明時(shí)期累積起來(lái)的各種金屬材料,正成為一座座永不枯竭的“城市礦山”。

北歐一些國(guó)家在金屬儲(chǔ)存方面設(shè)置了一條警戒線,該警戒線是以第二次世界大戰(zhàn)武器使用的鋼材量為標(biāo)準(zhǔn)建立的,當(dāng)金屬儲(chǔ)存量到達(dá)這一條線時(shí)即說(shuō)明該國(guó)的鋼材儲(chǔ)備達(dá)到了國(guó)防安全,可以不依賴(lài)進(jìn)口。對(duì)國(guó)家而言需要有一定的鋼鐵儲(chǔ)備,而鋼鐵和其它金屬材料的儲(chǔ)備都可以以“城市礦山”的方式進(jìn)行。比如,不銹鋼或耐候鋼建材建造的建筑,其建材在60年甚至百年以后,由于其自身特性,受腐蝕的程度很小,可以有效回收利用,從而大幅度減少鋼鐵行業(yè)碳排放并增強(qiáng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系的韌性。

廢物處理方式中,傳統(tǒng)的垃圾填埋方式不需要消耗能源,但是這一處理方式的占地面積很大,對(duì)地下水生態(tài)系統(tǒng)干擾也極大;稍好的主流辦法是采取“廢棄物能源化”,即燃燒處理,這一方式獲得的能源是所有方式中最高的,但產(chǎn)生的污染和次生廢棄物量也很大。最綠色的技術(shù)是垃圾就地循環(huán)使用,既不占用太大的占地面積,也不需要太高的能源產(chǎn)出,關(guān)鍵在于廢物循環(huán)利用與減量減碳化。

第二,中水多級(jí)、多次回收再利用是減少供排水碳排放的重要途徑。城鎮(zhèn)住宅和生產(chǎn)單位污水,目前都是通過(guò)污水管網(wǎng)收集長(zhǎng)距離輸送到污水處理廠進(jìn)行集中處理,這是一種工業(yè)化處理的方式,碳排放強(qiáng)度很高。值得推廣的新模式是用分散式的集裝箱式再生水處理器,這種方式不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水的“微循環(huán)”,而且更節(jié)能、節(jié)地、節(jié)省投資。事實(shí)上,水只要不蒸發(fā)就能就地實(shí)現(xiàn)N次循環(huán)利用。并且這類(lèi)設(shè)施將單位體積的污水處理成純凈水比海水淡化成本降低一倍。

第二個(gè)節(jié)水的辦法是戶(hù)內(nèi)“中水回用”。利用戶(hù)內(nèi)中水集成系統(tǒng)可以將洗臉盆、洗衣機(jī)、淋浴產(chǎn)生的廢水集中儲(chǔ)存在一個(gè)裝置內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行過(guò)濾消毒,消毒后就成為抽水馬桶、拖布池的用水。這套系統(tǒng)可以杜絕部分居民由于不放心其它樓層居民的健康狀況,導(dǎo)致不愿意使用中水的顧慮,因?yàn)檫@類(lèi)戶(hù)內(nèi)中水回用設(shè)施用的是自己一家人的廢水。

高級(jí)別的海綿城市與低級(jí)別的海綿城市工程產(chǎn)生的減碳效益完全是不一樣的,城市網(wǎng)絡(luò)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)采用不同的技術(shù)和措施,產(chǎn)生的節(jié)水、節(jié)能和碳減排的效益也都有差別。有時(shí)越是開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高的大拆大建項(xiàng)目的綜合節(jié)能降碳效益反而越不好。

低碳城市設(shè)計(jì)建設(shè)是否成功,有時(shí)取決于細(xì)節(jié)上是否科學(xué)合理。著名生態(tài)城市瑞典馬爾默生態(tài)城的馬路上,一般的降雨可以由地磚縫隙下排吸收,稍微大點(diǎn)的雨量可以流經(jīng)路旁的小型濕地園由植被土壤吸收下滲,大雨時(shí)則借助該濕地園植物下滲凈化作用,使污染物較高的初期污水進(jìn)入河流前被小型濕地凈化。由于馬爾默市街道邊這道利用小型濕地園下滲的細(xì)節(jié),使其雨洪中雜質(zhì)得到緩沖吸收,降低了對(duì)自然水系的干擾。這種投資很少、見(jiàn)效很快、景觀宜人,可靈活性安排的小項(xiàng)目很值得在我國(guó)推廣。

第三,煤氨混燒可能是保障城市電力供給韌性和脫碳的優(yōu)先選擇。據(jù)日本媒體報(bào)道,日本政府2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放,燃料氨產(chǎn)業(yè)是重點(diǎn)領(lǐng)域之一。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI)已經(jīng)制定計(jì)劃,到2050年日本燃料結(jié)構(gòu)中使用3000萬(wàn)噸可再生氨,以減少傳統(tǒng)發(fā)電廠和航運(yùn)船只的排放。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省還計(jì)劃到2030年用氨與煤炭混燒,替代日本燃煤發(fā)電站20%的煤炭供應(yīng),隨著時(shí)間的推移,這一比例將上升到50%以上。最終目標(biāo)是建設(shè)氨氣發(fā)電廠,作為新的低碳電力結(jié)構(gòu)的一部分,再加上海上風(fēng)能和核能達(dá)到凈零排放。

值得指出的是:在諸多類(lèi)型的燃料中,煤炭的貯存成本和安全性最好。如果我國(guó)在碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程中采用“氨煤混燒”工藝路線,不僅能利用我國(guó)全球數(shù)量最多的燃煤電廠來(lái)脫碳供電,而且一旦出現(xiàn)危急狀態(tài),這些電廠或鍋爐又可重新恢復(fù)燃煤發(fā)電,從而確保我國(guó)應(yīng)急能源供應(yīng)。

第四,城市內(nèi)部的綠化具有顯著的綜合減碳效應(yīng)。城市內(nèi)部綠化對(duì)于碳匯的作用其實(shí)很少,但這類(lèi)綠化一旦合理布局就會(huì)產(chǎn)生間接而且巨大的綜合減碳作用。行道樹(shù)木和小型園林中的喬木能夠通過(guò)水蒸發(fā)和遮陽(yáng)效應(yīng)達(dá)到明顯的環(huán)境降溫作用,能夠促使民眾減少使用空調(diào),從而間接地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減碳。

基于這個(gè)原理,同樣一片區(qū)域內(nèi)的40公頃綠地,如何布局才能使其效益最大化?綠地系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先需要網(wǎng)格化的布局;第二,需要結(jié)合社區(qū)空間結(jié)構(gòu)見(jiàn)縫插針,多種植占地小遮陽(yáng)效果好的高大喬木;第三,社區(qū)微園林要設(shè)計(jì)成花草灌喬多層合理搭配的布局。這樣減碳和美化環(huán)境效果才能達(dá)到最大化。城市內(nèi)部的綠化具備減碳效應(yīng),但80%以上是通過(guò)減緩熱島效應(yīng)而產(chǎn)生的間接減碳,通過(guò)植物作用進(jìn)行直接碳匯的量很少。

立體園林建筑是近幾十年出現(xiàn)的建筑新模式,這種建筑可以使每戶(hù)人家擁有20-50平方米的菜地花園。這些陽(yáng)臺(tái)菜園可以種花種菜,具有5大綜合減碳效果,一是減少熱島效應(yīng),使夏天的空調(diào)有效減少,可以節(jié)省30-55%能源消耗。二是,因植物量很大,可以使小區(qū)綠化率提高到160%。三是可充分利用多余的中水和雨水在陽(yáng)臺(tái)園地實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用。四是將廚余垃圾簡(jiǎn)易處理后成為花草菜的肥料。五是微型園林有助居住者身心健康。2016年《英國(guó)精神病學(xué)雜志》發(fā)表的一項(xiàng)研究表明居住在城里患焦慮癥的人口比充滿(mǎn)綠色的農(nóng)村多50%,精神分裂癥則高幾倍。“少得病、少吃藥、增健康”也是一種間接減碳成果。