近零碳城镇规划设计优化技术研究 文 / 郑泽爽 丁俊 0 引言 1 近零碳城镇的理论探讨 “十 三 五” 时 期 是 我 国 实 现 控 制 温 室 气 体 排 1.1 近零碳城镇的概念 放行动目标的关键时期。党的十九大报告要求推 城市（镇）是一个复杂的巨系统，城市系统内部的 进 绿 色 发 展， 建 立 健 全 绿 色 低 碳 循 环 发 展 的 经 碳过程与自然生态系统大不相同。据研究，人类排放碳 济体系，倡导简约适度、绿色低碳的生活方式。 总量的78% ～ 97% 来自城市。城市的碳排和碳汇涉及空 《“十三五”控制温室气体排放工作方案》提出要 间布局、产业发展、交通发展、建筑布局、能源利用、绿 开展近零碳城镇示范项目建设，零碳发展由此成 色市政、碳汇建设等多方面的内容。 近零碳排放和近零 为新时期生态文明建设的核心目标之一。“近零碳 碳城镇是近些年出现的新兴理念，是低碳的升级版，指 排放”是介于低碳排放和零碳排放之间的低碳发 城镇温室气体的输入、转化和输出达到平衡。目前，国 展 阶 段；而“近 零 碳 城 镇” 则 是 综 合 利 用 各 种 低 内外学者对于近零碳排放和近零碳城镇均没有形成统一 碳技术、方法和手段，最大限度地减少温室气体 规范的定义，但也形成了一定的共识。低碳排放是零碳 排放的环保型城镇，是升级版的低碳城市 。本文 排放的过程，零碳排放是低碳排放的目标，而近零碳排 重点探讨近零碳城镇的理论内涵、规划设计方法 放则是处在两者之间且更加接近零碳排放的一种状态。近 和建设路径，探索形成一套全领域、全要素、全 零碳城镇是最大限度地减少温室气体排放的环保型城镇， 过程的低碳规划设计优化技术，为近零碳城镇的 是低碳城市的一种理想状态，城市碳排放量与自身碳吸 设计、建设与运营提供技术支撑。 收能力之间的平衡状态成为“零碳”或碳中和。 注：图片来源于广东省低碳生态和绿色城区规划编制指引 图1 城市碳排放系统模型 73 专版 研究园地 1.2 近零碳城镇的建设路径 试点，如住房和城乡建设部开展了绿色生态示范城区、 近零碳城镇建设是低碳城市建设的高层次目标。 绿色低碳重点小城镇建设，国家发改委开展了低碳城 关于如何打造低碳乃至近零碳城镇，不同学者强调 市试点、国家循环经济示范城市（县）建设，环保部 的出发点略有不同。Jenny Crawford、顾朝林等强 开展了国家生态市、国家生态文明建设示范区建设等， 调城市规划作用认为，低碳城市规划将成为碳减排 但是国内外开展近零碳城镇建设探索的为数不多。国 的关键技术，并可以从产业、居民生活和交通三个 外近零碳城镇建设的探索以丹麦哥本哈根市和阿联酋 部分来减少碳排放。冯会会等循环经济学者认为， 马斯达尔市为代表，国内则以上海崇明东滩生态城为 低碳城市减少碳排放的路径主要包括提高产业能效、 代表。哥本哈根是全球低碳经济的领先者，其出台的 开发可再生能源、生活垃圾资源化等。付允等认为 《哥本哈根2025年气候规划》提出将哥本哈根建设成 近零碳排放的实施路径可以概括为减源、增汇、贡 为世界上第一个二氧化碳零排放城市和全球气候之都。 献零碳能源三种途径。减源，即减少源头排放的温 阿联酋为减少对化石燃料的严重依赖，提出了建设马 室气体，通过优化产业结构加快技术引进力度，促 斯达尔城的设想，目标是建成全球首个“零碳城”和 进落后产能淘汰进程，在低碳转型的基础上完成近 世界级清洁技术研发基地。崇明东滩生态城位于我国 零碳排放升级；增汇与减源相对应，主要采取固碳 第三大岛屿崇明岛，建设目标是真正零碳和可持续的 技术，包括生物固碳和物理固碳；贡献零碳能源路 城市，将生态足迹降到最低（如表1）。 径是指可再生能源禀赋优越的地区利用区域内的风 从国内外相关研究及实践来看，城镇近零碳发展 能、太阳能等资源发电，为国家提供接近甚至多于 趋势可归为以下几点：一是可再生能源的使用对于实 化石能源消费的零碳能源供给量。 现城镇近零碳目标至关重要，近零碳城镇需要加大对 总体来看，近零碳城镇是指基于现有低碳试点 太阳能、风能以及生物质能等可再生能源的运用；二 工作基础，涵盖多领域低碳技术成果，在工业、建筑、 是规划设计对后续建设运营阶段的碳排放起决定作用， 交通、能源、农业、林业、废弃物处理等领域综合利 近零碳城镇在规划设计阶段要充分考虑项目所在地的 用各种低碳技术、方法和手段，以及增加森林碳汇、 环境、气候、光照以及风向等自然因素，用多种低碳 购买自愿减排量等碳中和机制减少碳排放，使得在指 技术来减少项目的能源消耗，如被动式设计及主动式 定评价范围内的温室气体排放量逐步趋近于零并最终 系统的应用；三是在城镇领域开展试点建设对近零碳 实现绿色低碳发展的综合性示范工程。 排放推广起到“试金石”的作用，以试点项目的建设 效果为借鉴，充分考虑各类零碳技术的经济性与可推 2 国内外近零碳城镇建设经验 广性；四是政府引导和政策措施对推广近零碳城镇起 当前，低碳生态城市规划和建设已逐渐成为城 市发展的主流，我国也广泛开展了大量低碳城市建设 到重要作用，如对零碳技术的推广、示范项目的资金 支持等。 表1 国内外近零碳城镇的建设经验总结 建设维度 丹麦哥本哈根 阿联酋马斯达尔 上海崇明东滩生态城 能源利用 通过推广节能建筑的形式削减因 能源消耗而排放的二氧化碳，包 括制定节能建筑标准、建立旧建 筑物节能翻修基金、与企业合作 建立绿色灯塔等，并用立法形式 加以保证 建立零碳的能源供应体系，采 用可再生能源，尤其是太阳能 , 实现自给自足 依靠风能、太阳能、生 物质燃料和城市垃圾回 收生产能源，并拟建全 国第一个氢能电网 74 表 1（续 ) 表1 国内外近零碳城镇的建设经验总结 建设维度 城市规划与 空间布局 低碳出行 低碳技术与 产业 丹麦哥本哈根 阿联酋马斯达尔 上海崇明东滩生态城 提出在对城市进行改造和新建生 活社区的过程中要执行最严格的 低碳标准，按照低碳原则进行设 计；道路和公共设施的设计尽量 朝着便利于自行车出行的方向发 展；建筑物的设计和翻新改造也 要体现节能环保原则 全城以坐东北朝西南的走向兴 建，以获得最佳采光及藏荫效 果。街道限制在 3 m 宽、70 m 长，设置大量的植栽与水景设 施，利用风塔设施将凉风引入 城内以达到降温目的，以维持 微气候稳定并促进空气流通 以碳减排和生态型为准 则，将城市网络稍加旋 转，偏离南北轴线以利 自然通风。规划为低层 公寓散布形式，其间布 置了大量草坪和公园， 较低的开发密度将大量 减少能耗并保护环境生 态质量 制定了积极的自行车交通政策， 大力推进“自行车之城”建设， 建立大量自行车停放装置、无干 扰自行车道等配套设施；坚持城 市公交引导紧凑开发，加强城市 有机更新，并限制小汽车的发展， 鼓励市民选择新能源汽车和公共 交通方式出行 推广绿色交通。全城禁止汽车、 机车通行，改以大众运输工具 作为交通方式。输运需求设计 三类交通方式：长程运输以联 结马斯达尔及阿布达比的轻轨 电车为主；城内交通将利用轨 道或磁浮建立个人快速运输系 统来取代；而短程的部分则以 兴建步道、鼓励步行为主 倡导绿色交通，包括步 行、自行车、清洁能源 公交车（氢燃料电池）、 水上出租车（太阳能驱 动）等出行方式，并建 设不受机动车干扰的独 立人行步道和自行车道 网络 十分重视新能源的研发推广和提 高能源使用效率，进行低碳技术 研发推广和行业化，包括太阳能、 生物质能源、氢能的探索与利用 等，并向海外大量输出低碳技术， 加快低碳技术的商业化过程 透过绿色建筑的设计，降低对 电力的需求。发电方式以风力、 水力、太阳能与氢气发电并行， 并计划未来进一步提高太阳能 发电的比例 3 未来近零碳城镇的发展趋势 发展城市农业，实现东滩 “低碳城乡一体化”的集 成系统 格局和框架。一是控制与保护区域型结构性绿地廊道， 从零碳城镇的内涵及定义可以看出，零碳城镇建 划定生态控制线，约束城市建设总体规模；二是强化 设是由组成城镇功能的各个系统的节能化、环保化实 城市的结构框架和中心体系，塑造整体结构与紧凑形 现的，是通过零碳交通、零碳建筑、零碳能源、零碳 态；三是结合TOD（公共交通导向）理念，促进土地 产业、零碳设施的建设最终造就的。另外，零碳城镇 与交通一体化发展；四是促进土地使用功能的有效混 建设也是一个复杂的系统工程，但也更有条件通过碳 合，确保就业与居住之间的相对平衡。目前这些技术 中和机制实现近零碳排放。 已基本成熟，其系统性也都较强，虽然直接减碳成效 3.1 城镇空间布局 一般，但是通过其作用于城镇其他方面的间接减碳成 城镇空间布局的系统性强、涉及面广，未来的 近零碳发展主要是在现有的低碳城镇技术基础上，以 形态结构、土地利用为重点，塑造近零碳城镇的系统 效显著。 3.2 能源供应体系 自工业革命以来，日益增长的能源消费给地球资 75 专版 研究园地 源和环境带来越来越大的威胁，也引发了气候变化的 将采取更加有力的措施推动绿色生态城区建设，并广 全球生态危机。传统的以化石能源为支柱的能源体系 泛采用地源热泵、中央空调、太阳能热水、建筑节能 和经济发展模式已难以为继，能源技术的低碳化转型 材料推进既有建筑的节能改造。此外，建立绿色金融、 是大势所趋。一方面要大力发展新能源和可再生能源， 争取信贷支持、推动绿色建设立法也成为推广绿色建 改善能源结构，降低化石能源的比例，促进可再生能 筑的重要政策手段。 源成为新增能源供应的主力能源。另一方面应构建高 3.6 设施支撑体系 效、清洁、低碳的智慧能源互联网，通过优化能源供 市政设施领域及低碳市政技术的系统性较强，涉 给网络推动能源消费的绿色低碳发展，最终建立起以 及面也较广，未来主要通过进一步推广低碳市政技术、 新能源和可再生能源为主体的新型能源体系，取代当 完善市政基础设施来提高能源和资源利用效率，进而 前以化石能源为主体的高排放和高碳能源体系，从而 推动城镇近零碳发展。一是优化水资源供应体系，使 实现经济社会与资源环境的协调和可持续发展。 污水管网、泵站等基础设施进一步完善，非常规水 3.3 产业低碳发展 资源充分利用，水污染得到有效治理；二是完善固体 随着产业发展的不断升级以及市场机制的逐步健 废弃物处理设施，实现固体废弃物的无害化、减量化、 全，未来近零碳产业发展有了新的趋势。一是加大创 资源化利用；三是加强大气环境污染防治，提高废气 新投入