低空俯瞰三亞崖州灣科技城. 海南日報記者 武威. 2020-03-18.
一、綠色低碳城市發展概況
1、綠色低碳城市發展意義
我國城市化是人類歷史上規模最大、最快的社會活動,過去30年來有超過4億人移居到城市。同一時期,國內人均生產總值已上升超過5倍,汽車擁有量從1982年不足200萬輛增加到2012年的1.2億輛。與前所未有的經濟和社會發展相伴的是能源及其他資源消耗呈井噴式增長。自1980年來,一次能源消耗翻了4倍,耗電量增加了15倍,城市大氣、土壤、地下水、地表水汙染成為嚴重的環境汙染問題。因此,將基於綠色低碳的城市發展模式納入城市化進程中,實現城市節能減排,確保城市可持續發展是我國綠色低碳城市發展的基本方向。
2、國內外綠色低碳城市建設概況
對倫敦、哥本哈根、弗萊堡、阿姆斯特丹、斯德哥爾摩、天津生態城等國內外城市綠色低碳建設運營模式和能源系統利用綜合分析,這些示範區秉承低碳理念,通過優化建築布局、優化能源結構、採用節能技術,減少碳排放甚至是零排放。採用綠色低碳理念和低碳技術,包括減少化石能源使用,大力發展風能、太陽能等可再生能源;發展區域集中供冷和水源熱泵利用系統,提高設備利用效率和能源綜合利用率;進行電力移峰填谷管理,平衡用戶側電力負荷等。
表1 國內外部分低碳城市建設概況一覽表
二、低碳運營技術系統
1、低碳運營技術系統:主要包括低碳節能系統、能源減排系統和環境保護系統等。低碳節能系統包括發展風能、太陽能、核能、地熱能和生物質能等清潔能源;能源減排系統包括火電減排、新能源汽車、節能建築、工業節能與減排、循環經濟、資源回收利用、環保設備、節能材料等;環境保護系統包括生態環境保護、水環境保護、大氣環境保護、聲環境保護、固廢無害化處理等。
2、低碳市政設施內涵及特點:在市政基礎設施的建設、運營和拆除的全生命周期中,以低能耗、低汙染、低排放為基礎,最大限度減少溫室氣體排放,向市民提供更舒適、更人性化的市政基礎設施。技術類別主要包括能源清潔高效利用、水資源合理利用以及廢棄物減量循環等。低碳市政基礎設施技術類別如表2。
表2 低碳市政基礎設施技術類別表
三、崖州灣科技城低碳運營技術
1、崖州灣科技城概況
三亞崖州灣科技城位於三亞市西部,距三亞市區30多公裡,毗鄰南山文化旅遊區和大小洞天風景區,總面積26.15平方公裡。範圍東起西線鐵路、西至崖州灣濱海、南起港口路、北至寧遠河。崖州灣地處熱帶季風氣候區,平均氣溫25.8CO。長夏無冬,秋春緊接;陽光充足,蒸發量大;乾濕各半,雨驟旱酷。區內地形平緩,地區坡度在15 度以下,適合城市建設。崖州灣科技城發展定位為建設深海科技城、南繁科技城與大學城,建設成為拓展藍色經濟的產業地、承載農業矽谷的開放地以及培育產學研的聚集地。
2、崖州灣科技城低碳運營技術重點
根據崖州灣區位條件、資源稟賦、地理條件、適應技術等綜合分析,因地制宜建設適宜於崖州灣科技城綠色低碳運營技術,包括綠色節能系統和減排系統兩方面。綠色節能系統重點為低碳能源系統,包括太陽能利用、地表水源熱泵系統、區域集中供冷系統、新能源汽車等;減排系統重點為再生資源回收利用,包括汙水深度淨化回用系統、建築中水回用系統、雨水徑流汙染消減系統以及生活垃圾分類回收利用系統等。
低碳運營技術系統構架
3、指標體系
遵循低碳城市指標體系構建的基本原則和條件,以案例借鑑法、標準參照法以及指標比選法等多種方法綜合分析,結合海南省及崖州灣自身生態環境及地理環境特點,崖州灣科技城低碳市政設施指標體系重點包括節能指標、減排指標和環境指標在內的三大類共15個指標。其中節能指標中,非化石能源佔一次能源消費比重≥20%,清潔能源使用率≥80%;減排指標中,汙水收集處理率≥98%,生活垃圾無害化處理率及資源回收率達到100%;環境指標中,空氣優良天數佔比≥98%以上,地表水環境質量達標率達到100%。
4、綠色節能系統
綠色節能系統中,低碳能源技術主要包括可再生能源利用:太陽能、風能、生物質能、潮汐能、地表水源熱泵等;集中供冷/供熱:電廠餘熱利用、燃氣冷熱電三聯供、區域集中電製冷技術等;移峰填谷蓄能技術:冰蓄冷、蓄能電站、蓄能充電樁等。
崖州灣科技城儘量減少化石能源使用,充分利用太陽能、地表水源熱能等可再生能源,實現常規能源與可再生能源合理利用、共同發展。適宜崖州灣科技城綠色節能系統包括:太陽能利用系統、地表水源熱泵利用系統、區域集中供冷系統、新能源汽車等。
• 太陽能利用系統
三亞地處北緯18°熱帶地區,大氣潔淨透明度好,太陽光照強度大、時間長,年日照達2500小時以上,屬太陽能較豐富地區,適宜發展太陽能應用。考慮到太陽總輻射、日照小時數、有效日照天數等因素,崖州灣科技城適用於利用太陽能。考慮結合建築、停車場、道路建設多樣化、靈活性、就地存儲使用的太陽能技術,包括:光伏建築一體化技術(BIPV)、太陽能熱水(光熱)、太陽能光伏停車場和太陽能照明技術等。
• 地表水源熱泵系統
通過地表水直接冷卻水系統,從地表水中取水,作為冷卻用水供水源熱泵機組使用,使用後的溫熱水排入大海。崖州灣科技城利用臨海優勢,利用海水和空氣的溫差,試點建設海水源熱泵項目。通過海水直接冷卻水系統,從海水中取水作為冷卻用水供水源熱泵機組使用,使用後的溫熱水排入大海,既節約能源又減少碳排放。
• 區域集中供冷系統
區域集中供冷系統指在一個建築群中設置集中的製冷站製備空調冷水,再通過輸送管道,向各建築物供應冷量的系統。蓄冷設備是一種利用夜間低谷負荷電力製冷,將冷媒儲存在蓄冷裝置中,白天將所儲存冷量釋放出來,起到製冷效果。崖州灣科技城可在新建區域、集中建設區以及公共建築範圍內,利用蓄冷設備建設區域集中供冷系統。
• 新能源汽車
新能源汽車以清潔燃料取代汽油的環保型汽車總稱,包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車等。發展新能源汽車既能緩解能源壓力,又能減少環境汙染、平衡電網負荷。崖州灣科技城按照「自(專)用為主、公用為輔、快慢結合、分類落實」原則,建成用戶居住地自用充電設施,單位內部停車場、公交及出租等專用場站配建的專用充電基礎設施;公共建築配建停車場、社會停車場、路內停車位配建公共充電基礎設施,並建成全市統一的電動汽車充電基礎設施信息平臺。
低碳能源技術示意圖
5、城市減排系統
• 汙水深度淨化回用系統
汙水深度淨化回用(也稱「再生水」)將汙水廠處理出水進行進一步淨化,達到相應的回用標準後,以再生水管線輸送至用戶的供水系統。南方地區再生水回用常常以水環境保護為導向,通過汙水廠尾水的深度淨化回用,促進汙染物總量減排。崖州灣科技城再生水可回用於城市水系景觀補水、道路綠地澆灑用水、洗車用水以及工業冷卻用水等。
• 建築中水回用系統
建築中水指民用建築或建築小區使用後的各種排水(生活汙水、盥洗排水等),經適當處理後回用於建築和建築小區作為雜用的供水系統。崖州灣科技城公共建築中的大中型旅館賓館、公寓以及學校、機關辦公區、商住區等,具有優質雜排水水量大,需要雜用水水量也大,水量易平衡,處理工藝簡易,投資少等特點,適合建設建築中水回用工程,實現汙廢水資源化。
• 雨水徑流汙染消減系統
崖州灣科技新城在建設時融入低影響開發理念,通過源頭分散的小型控制設施,維持和保護場地自然水文功能,有效緩解洪峰流量增加、徑流係數增大、面源負荷加重的城市雨水管理理念。低影響開發主要通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施來維持開發前原有水文條件,控制徑流汙染,減少汙染排放,實現開發區域可持續水循環,並減少城鎮面源汙染。
• 生活垃圾分類回收利用系統
垃圾分類在源頭將垃圾分類投放,並通過分類的清運和回收使之重新變成資源。國辦發[2017]26號《生活垃圾分類制度實施方案》要求2020年46個重點城市(直轄市、省會城市)建成垃圾分類處理系統,國家生態文明試驗區、各地新城新區應率先實施生活垃圾強制分類。在實施生活垃圾強制分類的城市,生活垃圾回收利用率達到35%以上。崖州灣科技城垃圾分類回收利用系統實現生活垃圾全過程分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理。
註:本文出自《城市規劃通訊》2020年第4期「中規院專欄」.
責任編輯 馬赤宇.
低碳城市