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国外零碳城市探索与反思

 洪澜 2018-03-05

位于丹麦首都哥本哈根的“8 字住宅”是典型的环境友好型建筑 吴波摄/本刊


  在2℃温控目标下,本世纪中叶全球要实现深度减排,到本世纪末要实现净零排放。这是政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告的基本结论。城市聚集大量人口和经济活动,城市碳排放占全球碳排放总量的70%以上,因此城市在全球经济低碳转型中肩负着特殊重要的责任,零碳城市建设的探索对全球可持续发展有着重要意义。

  

  零碳城市并非遥不可及

  

  所谓“零碳城市”,顾名思义,就是碳排放为零的城市。实现零碳城市的途径,通常有两种不同理解:一种是碳中和,通过植树造林或购买碳信用等形式抵消城市碳排放来实现零碳;另一种更为严格的定义,要求城市运行完全依靠可再生能源,通过“零碳交通”、“零碳建筑”、“零碳能源”、“零碳家庭”等城市功能系统的“零碳”,独立、真正实现零碳排放。

  

  很多人认为零碳城市是一个遥不可及的梦想。实际上,随着可再生能源开发利用成本逐步降低,城市大规模开发利用可再生能源已逐步变成现实,100%可再生能源城市也不再是愿景。众多零碳新技术、新方法、新理念的不断出现,例如,英国的西格马零碳排放住宅与“自维持”住宅、德国巴斯夫“三升房”等各种类型的零碳建筑,以及新能源汽车技术的普及,使得零碳城市建设的条件越来越成熟。当众多城市的能源消费以可再生能源为主,并积极采取其他碳中和举措时,会有越来越多的城市接近或实现零碳城市目标。

  

  近年来,在应对气候变化、发展低碳经济和技术变革的大背景下,一些国家、城市及组织积极进行了零碳城市的探索及实践,并取得了一些进展。

  

  一些城市积极提出零碳城市的建设目标及规划,例如,丹麦的哥本哈根市提出2025年成为世界上第一个零碳排放城市目标,丹麦的森讷堡市则提出2029年之前要成为零碳城市;芬兰的赫尔辛基市也雄心勃勃地计划要率先成为全球第一个零碳城市;阿联酋的马斯达城是一座新规划的城市,其目标是建设“沙漠里的零碳城市”。

  

  在去年联合国波恩气候大会期间,全球25个城市市长承诺,2050年之前将使各自城市碳排放量净值降为“零”。这些城市分布于各大洲,共覆盖1.5亿人口。

  

  此外,很多城市也提出并积极探索建设100%可再生能源城市、碳中和城市,一些带有典型示范意义的百分百可再生能源城市(镇)开始出现。

  

  例如,西班牙耶罗岛是全球首个100%可再生能源岛屿;瑞典马尔默市、丹麦提斯特德市、德国小镇达尔德斯海姆均已实现100%可再生能源热力及电力;瑞典耶姆特兰省可再生能源实现100%电力、90%热力的供应;丹麦洛兰岛和萨姆索岛的可再生能源能满足100%电力、70%热能的需求;德国阿尔蔡市2010年实现100%可再生能源发电;冰岛的雷克雅未克全部利用地热取暖;美国俄亥俄州辛辛那提市是第一个向居民提供100%绿色电力的美国主要城市;美国密苏里州岩石港是第一个100%风力发电的美国城市;加拿大卡尔加里到2012年1月实现100%使用绿色电力。如果从碳中和的角度来看,在上述这些多种类型的100%可再生能源城市中,有一部分已经可以被看作为零碳城市。


  零碳城市建设的四个特点

  

  目前,国外在零碳城市建设方面主要有四个特点:一是开发利用可再生能源是建设零碳城市的主要路径,在建筑、交通、工业等领域积极应用可再生能源替代化石能源,最大限度减少碳排放。

  

  二是以多种角度切入零碳城市建设,一些城市明确提出了建设零碳城市的目标及规划,更多城市尽管没有明确提出建设零碳城市目标,但通过建设100%可再生能源城市、碳中和城市等其他类型的城市也同样达到了建设零碳城市的目的。

  

  三是欧洲城市对参与零碳城市建设活动普遍较为积极,其中,德国城市的参与度更高。从零碳城市发展趋势来看,在少数国家大范围出现零碳城市的可能性在增大。目前,很多国家都在积极地开发利用可再生能源,一旦可再生能源成为一个国家的主要能源,零碳城市也将大范围出现,并成为一种常态。德国作为工业化大国,是可再生能源起步最早、发展最快的国家之一。德国电力部门可再生能源发电的份额已从1990年的3.1%增加到2017年的35%,一些城镇和地区已经实现100%的可再生能源发电的目标。早在2010年,时任德国环境部长诺贝特·罗特根就向外界宣布:“到2050年德国的能源消耗几乎可以全部来自可再生能源。”如果德国2050年能够实现预定目标,零碳城市也将在德国成为一种普遍的存在。

  

  四是初现端倪的零碳城市主要是一些小城镇,包括孤立的岛屿或偏远地区的小城镇。原因在于,孤立的岛屿及偏远小城镇由于使用化石能源成本高,且能源需求总量小,远比大中城市更容易实现较大比例地利用可再生能源,向“零碳”目标迈进。但从长期趋势来看,零碳城市将从偏远小城镇、孤立岛屿逐步扩展到大中城市。城市规模越大,能源消费总量越多,相应地,建设零碳城市的难度也越大,但未来随着可再生能源成本降低和大规模地开发利用,将使大中城市加入零碳城市建设成为可能。


  零碳城市建设的成败与反思

  

  在取得进展的同时,国外在建设零碳城市中也面临诸多问题和挑战,甚至受到挫折。

  

  据报道,阿联酋马斯达城于2008年初开始兴建,总投资高达220亿美元,目标是建成“沙漠里的零碳城市”。按照计划,第一阶段于2015年完成,整个项目预计2025年完工。建成后的城市将完全依赖太阳能和风能等可再生能源,整座城市将实现零废物、零碳排放,预计将可以容纳5万名居住人口及4万名就业人口。但目前生活在马斯达当地的人口只有300名,主要都是马斯达科技学院的毕业生。马斯达城的建造者们承认,马斯达城距其温室气体零排放的目标相去很远,即使完全建成,也不可能达成“零碳”目标,只能实现50%的“零碳”目标。

  

  又如英国的贝丁顿社区。据《纽约时报》前记者玛莉安·贝德调查,经过10年的居住验证之后,这个21世纪的“零碳乌托邦”正陷入“崩溃”的困顿和尴尬之中。贝丁顿的核心技术——热电联产设施麻烦不断,生活污水处理设施也已经失灵了。目前,贝丁顿的可再生能源比例已经从2003年的80%锐减到目前的11%,与伦敦的其他住宅区一样也需要依赖国家电网的供电。供水的情况也一样,在降水稀少季节,贝丁顿几乎没有存储和可再利用的冲厕用水,不得不依靠公共供水。


  零碳城市建设过程中成败两方面的经验都值得反思和总结。首先,零碳城市是碳减排目标的极致和榜样,但并非城市发展的唯一选择。城市健康可持续的发展需要从经济、社会、生态环境等诸多方面着手,“零碳”只是城市发展的目标之一,不能脱离实际盲目追求零碳目标,也不应过分炒作零碳城市。

  

  其次,零碳城市建设应遵循城市发展及低碳经济的规律,科学制定零碳城市发展规划。除了气候变化问题方面的考量外,零碳城市建设还应考虑当地自然禀赋、社会经济发展水平、科技发展能力,特别是可再生能源开发和利用成本等诸多因素。

  

  第三,零碳城市可与其他多种类型的城市并存。零碳城市与低碳城市、绿色城市、生态城市、适应型城市等其他类型城市不是相互排斥的,而应相互借鉴和谐并存。

  

  总之,零碳城市理念的普及和实践探索,体现了人们对气候变化、环境保护的重视和责任担当。但更重要的是,每个城市都应该根据自身条件,找到适合自己的可持续发展道路,遵循规律、循序渐进地为全球可持续发展做出贡献。□(作者单位:中国社科院城市发展与环境研究所)


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