從國內外典型案例看如何打造一個零碳社區
來源:上海華略智庫 作者:上海華略智庫 時間:2023-12-20
社區是城市經濟、社會、文化和環境的基本單元和功能載體,是助力城市實現碳達峰碳中和目標的重要抓手。近些年,英國、德國、丹麥、美國等全球主要經濟體在推進零碳社區建設方面率先發力,建設了貝丁頓、弗班等一批優質零碳社區典范,為全球應對氣候問題、實現碳中和目標做出了重要引領。隨著碳達峰碳中和目標的提出,我國也涌現出深圳甘泉路近零碳示范社區、青島奧帆中心零碳社區等優秀案例,創建零碳社區的步伐邁出了堅實的一步。國內外對零碳社區的定義基本一致,即在運行階段碳排放為零、實現碳中和的社區。通過打造零碳社區,有助于倡導居民形成綠色低碳、簡約舒適的生產生活方式,打造城市綠色發展的重要標簽和名片,支撐宜居宜業的發展環境營造。
1、英國貝丁頓社區
貝丁頓是全球第一個零碳社區,位于英國倫敦南部的薩頓鎮,始建于2000年,占地面積1.65公頃,擁有160多戶住宅。貝丁頓社區也是上海世博園零碳館的原型,曾獲得英國皇家建筑師協會斯特林獎(RIBA Stirling Prize)——世界上最負盛名的英國建筑獎項。設計師比爾鄧斯特在可持續發展社區領域開展多年研究探索,借助貝丁頓在綜合供能方式、被動式設計、可持續生活方式開展實踐探索,將自給自足的碳中和社區從理想變成了現實。社區建筑全部采用被動式和產居一體設計理念。一方面,采用住宅區向南、辦公區向北、屋面30度傾角、屋頂空中花園的設計,保證建筑高密度下太陽能利用效率和采暖效率最大化,同時有效減少熱量損失;另一方面,采用增厚保溫墻體、密閉圍護結構、熱回收風帽、天然采光等方式,有效減少熱傳導和散熱面積,平均可節約81%熱能和45%電能消耗。在能源供給方面,社區建設小型生物質能發電站,用當地廢棄木屑作為燃料保障80%的社區用電;同時,在建筑屋頂、外墻和玻璃上安裝太陽能板,實現建筑體由“耗能”向“產能”轉變。社區在建設階段,全部使用回收建筑材料以減少資源浪費,使用污水回用體系降低58%耗水量。在運營階段,建立全方位的節能降碳體系,為居民提供免費且充足的充電站點和自行車停放空間,同時統一加裝可視智能電表、有效提升房間亮度的淺色裝飾,從細節上引導居民節約用電。此外,社區倡導低碳環保的生活方式,每家每戶設置隔離回收箱,由相關部門統一回收;提供種植園地、低碳咖啡館和多功能市場,鼓勵居民從衣食住行各個方面減少浪費。貝丁頓社區為倫敦實現可持續發展提供了新的發展路徑,也為英國實現碳中和提供了先鋒理念和技術探索。
2、德國弗萊堡弗班社區
弗班社區位于德國弗萊堡市,占地面積39公頃,擁有人口5500人。弗班社區在弗萊堡市政府、聯邦環境基金會、住宅協會的大力支持下,由政府、弗班論壇共同參與決策,經過三個階段、長達十年精心規劃設計建設,最終打造成為德國永續小區的標桿。弗班社區的建筑別具特色,辦公樓、超市、停車場屋頂上都安裝了大片太陽能板,被稱為“向日葵屋”,與樹相近的高度、五彩繽紛的色彩、精致的陽臺體現著設計者的品位和格調。事實上,這些房子都是正能源建筑,即建筑能源產出超過所需,每年可產生7300千瓦時電力。在德國能源共享社區的模式下,社區內新能源發電、儲能實現點對點交換、供應或共享,實現社區光儲充熱一體化,社區每戶居民靠賣電每年就可獲得6000歐元收入。小區建有小型熱電站,利用碎木屑作為燃料為居民供熱,預計可減少60%的二氧化碳排放。弗班社區住宅的外墻、窗戶、通風都經過特殊的設計,不僅能起到隔熱、隔音、降噪、保溫功能,能源消耗較普通房屋降低90%。弗班擁有100多套超級節能住宅,每年每平米用電量僅為普通住宅的十分之一。弗班社區居民主要乘坐的交通工具是自行車和有軌電車,多數居民加入了拼車俱樂部;絕大多數街道都不允許開車,道路上30公里限速標志隨處可見。弗班社區建設初期搭建了協會成員、新居民、潛在承租者等在內的論壇,充分暢通網絡平臺溝通渠道,征求各個團體的意見和建議,并不定期開展參訪活動,在保證信息公開透明的同時,實現了社區活動多元化和不同利益團體界限模糊化,在決策制定和執行方面更為順暢。
3、深圳甘泉路近零碳示范社區
甘泉路近零碳示范社區位于深圳福田區,是獲得聯合國人居署麥慕娜·謝里夫女士高度稱贊的高品質社區。社區在建設初期采用數字化和智能建造技術,所有新建和改造項目全部達到綠建標準,實現建設階段最大限度的節能減排。甘泉路社區是高科技運用的典范:一是擁有智慧立體停車庫,前沿的停車智慧管理系統可實現無人管控、自動識別、智能支付等多元化場景應用,有效提高了停車效率;二是搭建了社區數字孿生平臺,可實現能源精細化管理、節能降碳、環境監測、智慧運營等多種功能。在能源使用上,社區采用外墻和屋頂光伏一體化、太陽能智慧燈桿、太陽能充電座椅等能源供應和自循環利用方式,同時進行空調和照明系統改造提升,實現社區資源最大化利用。社區的設計和管理充分體現了文化底蘊和人文情懷。一方面,保留了80年代初的礦泉水源,結合光伏技術、雨水收集等多種技術,讓舊泉眼以零能耗形式形成噴泉,為當地居民保留了“心歸之所”;另一方面,利用零碳便民設施、開放式公園、近零碳報告廳等單元,通過文藝演出、社區活動、交流會議等方式,增加了社區居民的文化體驗和情感聯結,發動大家共同締造低碳、可持續的人居環境。除此之外,瑞典韋克舍社區、丹麥太陽風社區、澳大利亞莫爾蘭Lilyfield社區在零碳打造上也各有特色,提供了社區應對氣候變化的典型策略。其中,瑞典韋克舍社區將資源綜合利用發揮到了極致,借助森林資源豐富的特點,用修剪的木材建設熱電站,燃燒后的木炭灰可作為森林肥料,社區廚余垃圾處理后被用作公交車天然氣;丹麥太陽風社區將太陽能、風能、固體廢棄物作為能源主要形式,最大限度減少對外界資源的依賴;澳大利亞莫爾蘭Lilyfield社區將自然元素和交叉通風相結合,免去了建筑對空調的使用。而我國的后起新秀青島奧帆中心零碳社區,則充分運用風光發電、余熱回收、污水源熱泵等清潔能源技術,為社區制定了針對空調、照明、采暖在內的綜合用能方案,提供了零碳社區建設的新思路、新模式、新標桿。通過對上述零碳社區進行剖析,我們發現它們在如下幾個方面有著共同的經驗做法:一是基于自然環境的社區設計。充分結合社區所在地的自然環境和資源稟賦,在保留原有生態景觀的前提下實現資源最大化利用。二是充分保障綠色能源供給。因地制宜構建清潔能源系統,保證居民日常生活所需的電能、水能和熱能,提高能源供給和使用效率。三是針對重點領域開展節能減排。推進社區建筑、交通、公共設施等重點領域低碳化,最大限度地減少各領域建設、運營階段碳排放。四是推廣綠色的生活方式。倡導社區在居民衣食住行等各個方面增強節約意識,形成全民參與、低碳簡約、人居合一的良好社區氛圍。
1、做好社區規劃和設計
社區是人們居住活動的最重要場所,如何充分滿足人們的生活需求和零碳排放,需要專業的規劃設計。一般來說,社區規劃設計一般分為頂層設計、目標設定、行動計劃、方案制定四個步驟。此階段項目實施的核心是充分了解社區所在的自然環境、資源稟賦和當地居民的生活習慣,按照綠色低碳、生態環保、經濟舒適的原則做好各個單元規劃設計,做好社區建筑、能源、交通、基礎設施、居民活動等各個節點碳排放總量的測算,并保證碳排放量和社區碳匯總量的平衡。對于社區的零碳改造,需要對原有社區進行碳排放總量計算,明確零碳改造的目標和路徑,并搭建碳排放指標體系,為零碳低碳的改造實施提供可靠的路徑和依據。
2、搭建綠色能源供應系統
綠色能源系統是打造零碳社區的重點。首先,做好能源系統設計,要就地使用能源資源,最大限度減少化石能源的利用。要充分對社區所在地的太陽能、風能、生物質能等資源進行考察和評估,以設計合適的清潔能源供應方案。比如,成都的歧陽社區充分利用自身水資源豐富的條件,采用水力發電以保證小區能源的使用;內蒙古、寧夏、甘肅等西部地區屬于太陽能一類地區,往往采用太陽能光伏系統發電,用最經濟的做法實現發電效益最大化。其次,有條件的社區可以建設儲能系統、地熱能系統、氫能系統,充分利用余熱廢熱,進一步豐富能源資源。例如,青島奧帆零碳社區充分運用海水源、污水源、空氣源熱泵技術,構建了多元的清潔能源供給系統,使社區建筑達到冬暖夏涼的效果。再次,搭建智慧能源系統,實現多能互補和能源梯級利用;充分運用大數據、云計算等技術,搭建智能微網、綜合能源管理系統等平臺,為社區建設提供能源分配、節能管理和監控優化服務,實現能源效率最大化。
3、推進重點領域節能減排
在建筑領域,新建社區必須符合綠建二星級、三星級標準(綠建二星級、三星級均是我國綠色建筑的評級,需滿足《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2019)全部控制項的要求,其中綠建二星級總得分需達到70分以上,綠建三星級總得分需達到85分以上)。可依據高保溫圍護結構、高保溫性能門窗、無熱橋設計、高氣密性等被動式建筑設計原則,配備低碳節能的照明、空調等系統,大力推廣被動式建筑、低碳建筑、超低能耗建筑、零碳建筑、近零能耗建筑,積極建設正能源建筑。對于改造社區,建筑體需對能源、熱源、水源進行系統化節能改造,以減少建筑體的綜合能耗。在交通領域,做好社區交通線路的規劃設計,優化通行線路,保證社區單元和外部單元的暢通。在公共區域建設充電樁,推廣使用共享汽車、共享電車,打造“電車社區”。鼓勵建設慢行通道和自行車車道,在公共區域配備足夠的充電樁,鼓勵居民使用新能源汽車、自行車、步行等低碳出行方式。在公共設施領域,建設碳排放監測平臺,實現社區碳排放實時監測、反饋和改進功能;依據社區所在地的資源條件,在公共區域建設充電樁、光伏車棚、光伏路燈、光伏座椅等設施。
4、構建高效的資源循環系統
零碳社區需要建立一個高效的資源利用系統,使社區各個單元之間循環發展,形成相互依存、相互促進的體系。一方面,搭建垃圾分類和資源化利用系統,在公共區域設置垃圾分類收集回收系統,實行生活垃圾、廚余垃圾有效分類處理;利用蚯蚓、黑水虻等生物處理方式以及生物質發電等方式,實現垃圾減量化、資源化和無害化處理。有條件的社區可使用污水源熱泵、工業余熱和燃氣等技術,最大限度地實現資源最大化利用。另一方面,建設包括中水回用、雨水收集系統等在內的水資源循環系統,實現水資源集約利用。此外,可采用樸門永續的理念和方法,即實施社區公共區域和家庭的可持續改造,搭建包括水資源回用、排污循環、廚余堆肥等在內的系統,實現社區各個單元和零碳細胞的協同聯動。
5、提升社區碳匯能力
首先,提高社區公共區域綠化面積,建設社區公園、口袋公園、小微綠地和綠色廊道,同時在建筑屋頂、外墻進行立體綠化、垂直綠化,根據當地自然環境選擇本地植物品種,發揮綠色植物的碳吸收能力,實現固碳增匯功能。例如,丹麥太陽風社區在公共區域建設大面積花園和綠地,不僅為居民提供無公害食物,而且起到凈化空氣、美化環境、固碳增匯的作用。其次,充分利用生物固碳、CCUS、固碳資源化利用等技術,助力社區碳匯能力提升。例如,深圳大梅沙社區利用綠肥技術進行植物養護,有效提升植物碳匯能力;建設“梅沙低碳有機循環科普基地”,利用生物固碳技術,實現高效的生物聚合物生產,大幅增加社區碳封存能力。再次,采用基于NBS自然解決方案(nature-based solutions),對社區開展土壤、水體等生物多樣性改造提升和修復,實現生態景觀再造,在提升生態固碳能力的同時,提升生態系統穩定性和生物多樣性保護,形成可持續發展的社區生態景觀,形成宜居宜人的社區環境。
6、充分發動公眾參與
首要是有組織地開展系統化零碳工作推廣。建立零碳社區工作小組,廣泛集合政府、街道、社會組織、企業等主體參與零碳社區創建活動,開展零碳指南培訓、社區志愿者招募、零碳文化論壇等多種活動;定期開展零碳家庭創建和評比,鼓勵居民參與零碳社區創建的積極性;開展社區低碳文化宣傳,發放零碳手冊、零碳生活指南,倡導居民購買低碳產品,采用綠色的交通出行方式,推廣資源回收利用,引導綠色低碳的生產生活方式。其次要將零碳融入居民的日常經濟行為。積極發展循環經濟和共享經濟,廣泛集合多種社會主體,采用多種投資基金、市場化合作等模式,實施共享車輛、共享辦公、閑置資源共享等模式,設置衣物、日用品等閑置物品“回收箱”,實現全社會共同參與的良好氛圍。第三是碳生活方式要實行制度化激勵。搭建社區碳普惠體系或者接入城市碳普惠系統,記錄居民交通出行、用電用能、消費購物等在社區活動范圍內的碳足跡。構建與所在城市有效銜接的碳普惠機制,細化豐富碳普惠應用場景和分類,居民在綠色出行、垃圾分類、舊物回用等方面的低碳行為,均可獲得相應額度的碳積分,并可兌換相應的禮品。