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環境規劃如何“畫”出生態文明路?

——探尋瑞典生態城的成功秘訣,以能源目標為導向的城市發展道路



2018-09-10 11:37:05 中國能源網   作者: 郭峰  

前言:

作為我國環境保護的重要制度,環境規劃在40余的發展歷程中經歷了起步、發展、提高以及創新四個重要階段,新《環境保護法》的出臺對我國環境規劃提出了更高的要求。

環境規劃作為環境保護管理領域的基本制度之一,是綜合體現環境保護戰略和政策的總體框架,也是國民經濟和社會發展規劃體系的重要組成部分。

瑞典是最早提出可持續發展理念的國家,在生態城市的規劃和建設上成為全球學習的典范。早在2010年3月,時任國家副主席的習近平同志就曾親自到訪斯德哥爾摩,對生態城的環保理念高度贊揚。時隔7年,知合環境發展有限公司(以下簡稱:知合環境)考察團隊再次循著習主席當年的參觀路線,親身體會了“哈馬碧湖新城-西港新城-皇家海港新城”三代生態城的城市風貌,并有幸邀請到規劃設計方“SWECO集團”規劃專家對生態城能源規劃和能源系統進行深度解讀。

知合環境作為一家創新技術型環境投融資平臺,在能源、垃圾、環境綜合治理等領域都取得了豐碩成果。 藉此次瑞典之行,在環境一體化規劃、建設方面更進一步,為踐行“兩山論”綠色發展理念武裝思想。

正文:

1. 生態城成功的關鍵是能源支撐系統

1.1 生態城的能源目標

“城市可持續發展聚焦在能源”--埃瑞克.塞韋林,瑞典“SWECO集團”環境領域首席專家,哈馬碧(Hammarby)生態城市主要設計師之一,給出了他的核心觀點。從第一代生態城.哈馬碧湖新城開始,斯德哥爾摩市政府就提出了嚴苛的環保要求,并設定了相應的能源目標:將哈馬碧湖新城的能耗降低到當時普通新開發項目的50%。這意味著需要當地居民自己解決50%的能源,在上世紀90年代是相當大膽的一個假設條件。然而,在規劃局、開發商、環保部、當地民眾代表的不斷協商和努力下,哈馬碧湖新城橫空出世,其高循環、低耗費的能源解決方案驚艷了全世界。

哈馬碧湖新城的成功,迅速提升了土地價值。繼而,生態城的能源目標得到了各方的重視,成為生態城市規劃和建設方法不斷整合優化的源動力。第二代生態城市.馬爾默西港新城,采用100%本土可再生能源,成為歐洲歷史上第一個實現碳中性的高密度新城。如今,第三代生態城市.皇家海港新城正在建設,計劃在2030年實現全域無化石燃料,成為人類歷史上第一個對區域環境呈正影響的新城。未來城市生活是什么樣子?瑞典政府在生態城市的探索和實踐或許已經給出了答案,清晰的能源目標讓當代人為后代節約資源,真正實現了城市的可持續發展。而這正是發展中的中國需要學習的地方,也是本次知合環境考察的使命。

1.2 生態城的能源路徑

看似不可能的生態城能源目標是如何做到的?這大概是所有參觀學習生態城模式的訪客最迫切想要了解的問題。安娜.海斯勒,SWECO建筑公司中國區總監,分享了主題“瑞典生態城市的協同工作方法”, 15000名建筑師和工程師,涵蓋建筑、能源、垃圾、水資源、環境衛生、交通、信息和通信以及城市功能,形成全專業整合的城市規劃方法。而嚴苛的能源目標是所有參與生態城規劃的行業專家共同工作的綱領,規劃藍圖的背后是城市給排水系統、垃圾系統、能源系統的一體化解決方案。

“水圈、垃圾圈、能源圈,三圈聯動循環,共同組成了生態城的能源支撐體系”,安娜.海斯勒說出了真實答案。原理其實并不復雜,就是運用“3R”原則--減量、回用和循環實現更加高效的資源利用,。哈馬碧湖新城采暖部分來自于當地的可燃燒垃圾、生物燃料及污水凈化中的熱回收。制冷部分主要依靠熱電廠在熱交換后產生的“余冷”。實際從住區垃圾和污水中回收的能源轉化成熱力、空調降溫和動力,占到了住區能源供應的50%。換而言之,哈馬碧湖生態城將“三圈”循環中所有可能再利用的能源盡量都搜集利用起來,從而實現了最初設定的能源目標。

剖析“三圈”的能源循環過程,會發現城市居民另一個有趣的身份,傳統的能源消費者同時也是生產者和輸送者。居民生活垃圾被100%回收,50%的固體廢棄物被焚燒產生能源,16%變成了沼氣,33%被資源循環再利用,僅對1%的危險廢棄物進行了填埋。生活污水100%得到處理,雨水全部在區域內凈化,水源熱泵產生的余熱也被收集和利用。正是因為多樣化的可再生能源路徑支撐著生態新城的運營,才有了世人眼中美麗潔凈、爭相向往的城市環境。

當然,能源創新也不是一蹴而就的,政府發揮了重要的引導作用,啟動經濟杠桿,出臺相應的能源政策進行宏觀調控,比如:征收二氧化碳排放稅,可再生能源免稅等系列措施。政府的積極參與充分調動了開發商的積極性,才探索和實踐出一條建立在能源突破和創新基礎上的生態新城開發模式。

2. 生態城關鍵新能源技術和運行效果

2.1 真空垃圾收集技術

作為生態城環境管理的核心技術之一,真空垃圾收集技術徹底顛覆了傳統意義上的垃圾搜集方式,跟垃圾手推車、開放式垃圾箱和人手處理垃圾方式說“再見”。漫步哈馬碧湖新城,細心的訪客會發現社區任何角落都看不到垃圾箱或者垃圾中轉站,也聞不到開放式垃圾堆放所散發出的異味。一個近3萬人口的新城所產生的垃圾不翼而飛,而真相就隱藏在地下管網里。通過地下管網來運輸垃圾,利用空氣承擔這項繁重的工作,輕松地將垃圾在街道下方輸送到位于區域邊緣的收集中心,方便卡車裝卸垃圾集裝箱,再運輸到垃圾焚燒廠、填埋場或回收中心進一步處理。

真空垃圾收集技術不僅是一套封閉式垃圾自動收集系統,更倡導一種環保觀念與環境美學。這一系統帶來的深遠影響不僅在于人居環境的改善,社區建筑的美化,寶貴空間的釋放,物業價值的提升,還為新城規劃,房地產開發提供了新的熱點與亮點,為人們日漸熱衷的生態社區建設提供了有力的硬件支持和技術方案。

以斯德哥爾摩市一座典型社區作為研究模型(包含3500戶、13500平米商業辦公、一所學校),獲得的研究數據令人震驚(如圖1所示)!真空與傳統垃圾收集過程相比,開車累計行駛距離減少93%(208:2828,KM),尾氣累計排放降低96%(4:100,KG),經過的十字路口累計數量減少92%(1560:19084,個),開車累計時間減少95%(177:3718,h)。結論顯而易見,街道交通得到緩解,衛生設施占地可以用來規劃更多的停車,環境沒有異味,連討厭的蚊、蠅都變成了“稀客”。(如圖2、圖3所示)

圖1:傳統收集與真空收集垃圾對交通環境影響的數據對比分析圖

圖2:傳統收集與真空收集垃圾對社區交通的情景模擬(左圖代表傳統,右圖代表真空)

圖3:傳統收集與真空收集對街道空間釋放和環境美化效果(左圖代表傳統,右圖代表真空)

2.2 沼氣純化技術

沼氣純化技術是生態城能源體系的另一項核心技術,在生活垃圾轉化成可再生能源的鏈條上起到了關鍵作用。今天,斯德哥爾摩市約50%的城市公交車、出租車都在使用純化后的沼氣作為動力來源。在這里,各種生活垃圾、農業生物質、污水處理廠底泥經過分類、粉碎、厭氧發酵、沼氣純化后,搖身一變成為城市重要的可再生能源。過程中的副產物沼液、沼渣富含氮、磷等營養元素和微量元素,可以有效的減少氮流失,增加作物產量,甚至增加作物抗病、抗逆能力,受到瑞典農業協會的廣泛使用。

“沼氣能夠成為穩定的能源,最大的秘密就是純化技術”,瑞典農業大學蘇珊博士這樣回答我心中的疑問。厭氧發酵產生的沼氣主要成分是甲烷60%、二氧化碳40%,由于純度不夠很難直接進入工業或城市應用領域,在我國還沒有出現大型沼氣能源工廠。而瑞典農業大學的技術可以使沼氣純化達到98%,可以直接被用來供熱、熱電聯產、車用燃料、并入天然氣網等。在瑞典,沼氣用作車用燃料被認為是最具前景、最環保的選擇。而將提純后的生物甲烷并入天然氣網更加方便沼氣的遠距離輸送,可以進一步推動沼氣作為可再生綠色能源融入到當今的能源供應體系。

精細的工業分工、高層次的工業合作是瑞典工業沼氣得以順利發展的成功經驗之一。沼氣產業的相關機構涉及多個行業和部門,包括農業協會、城市廢物處理企業、沼氣技術研究機構、國家和市政機構、天然氣和沼氣輸送企業、能源供給公司、汽車制造公司、交通部門、以及最終消費者。隨著近年來國際原油價格的不斷攀升和原油供應不穩定因素的加劇,沼氣作為生產和消費的可再生清潔能源,展現出獨特的區域性優勢。

“事實上,我們還需要向周邊購買大量的垃圾才能滿足工廠正常運營”,蘇珊博士面帶微笑的解釋。隨著沼氣加氣站的大規模建設,也就是說,現在駕駛沼氣燃料汽車在偏遠地區都沒有問題。越來越多的傳統地方水務處理公司和能源公司也加入到工業沼氣生產和供氣的商業活動中。烏普薩拉市政府已經決定擴建工程,不遠的將來,這座世界上最大沼氣生產工廠,預計年產氣1400萬立方米,年可減少二氧化碳排放約1.5萬噸,所帶來的市場效應、環境收益和和社會收益更加顯著。

圖4:沼氣純化裝置(烏普薩拉沼氣能源中心)

 

5:沼氣加氣站(左公交車,右私家車)

結語:瑞典城市可持續發展和能源利用近二十年、幾代生態城的實踐,充分證明了可持續發展是促進城市經濟發展、社會和諧和人民幸福的有效途徑,整體性的能源規劃能夠有效降低新城的運營成本、提升新城的吸引力,更好的保障產業發展和城市繁榮。

結合本次考察的感受,讓我們更加深刻的認識到,國內環保行業總體技術還處于一個較低的水平,環境治理模式有很大的優化空間。正如習主席在考察中所講,“今天來到生態城,給我很多啟發。我看到了人與自然、人與城市最先進、最完善的結合。

當前中國正處于城市化快速發展階段。我們正積極推動城鎮建設走環保、節能、和諧發展之路。知合環境學習生態城治理經驗及技術,回歸技術本源,以全新的姿態迎接環保新時代!為實現“縣域綜合環境解決方案提供商”的品牌目標不懈努力。 (知合環境 環境規劃院 郭峰)




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責任編輯: 李穎

標簽:環境規劃,生態文明,能源目標