仇保兴:实现碳中和目标需让城市“聪明”起来|新京智库

2021年9月8日
文章来源:新京报
新京报讯(记者 肖隆平)9月8日,2021联想创新科技大会智慧城市分论坛在北京召开。在会上,国际欧亚科学院院士、住房和城乡建设部原副部长、中国城市科学研究会理事…

新京报讯(记者 肖隆平)9月8日,2021联想创新科技大会智慧城市分论坛在北京召开。在会上,国际欧亚科学院院士、住房和城乡建设部原副部长、中国城市科学研究会理事长仇保兴做主旨演讲时表示,城市是人为温室气体排放的主角,占到全部人为温室气体排放的75%,而城市内的建筑在全过程的碳排放量达到了整个城市一半以上。因此,以城市为主体进行“双碳”战略的实施,需要尤其关注建筑在全生命周期内的碳排放,使建筑“聪明”起来,把建筑变成正能建筑(Energy Positive Buildings)。实现“碳中和”目标,不仅需要科学地制定实施路线,更需要对过去工业文明思路惯性导致的部分误区进行纠正。

对实现城市碳中和的一些认识误区

在会上,仇保兴表示,根据联合国的研究结果显示,城市在人为温室气体排放中占比达75%,因此,应以城市作为实施“双碳”(碳达峰、碳中和)战略的主体。在对城市“双碳”路线进行制定时,可将错综复杂的城市系统分解成五个模块,即碳汇与农业农村、建筑、交通、废弃物处理与市政(包括水、燃气),以及工业。在这五个模块中,由于各个城市的资源禀赋和产业优势的不同,在排除工业模块后,可对城市间差异性不大的碳汇与农业农村、建筑、交通、废弃物处理与市政四个模块开展人均碳排放的竞争,唯有如此,才能公平地推动各个城市开展“碳减排”竞争。

但仇保兴认为,在现有的城市建设过程中,对实施“双碳”仍存在不少误区。例如城市低密度、蔓延式地扩张。以美国为例,由于美国在城市建设过程中蔓延式的扩张,造成了美国城市每平方公里约2000人的低密度。如此一来,就使得公共交通、自行车等没有效率和便利性,市民必须开私家车出行,以至于美国式家庭一个三口之家需要有三辆车之多,而相较于中国一个家庭一辆车的模式,美国在交通层面造成的碳排放要高出中国好几倍。

在南方地区或长江流域推行按建筑平方米计价的“集中供热”,以及“三联供”或“四联供”系统供能也是一个误区。按建筑平方米计价的“集中供热”和“三联供、四联供”等供能方式都是属于“工业文明”的惯性思维,这种过于强调大型化、集中式、中心控制的思路在“双碳”目标下,显然是不合理的。如果一个大楼10万平方米,即使只有几个人在也需要把这套系统开启,这样的方式显然会造成更高的耗能。

再如玻璃幕墙建筑,其实并不适合在所有城市建设。以上海为例,玻璃幕墙具有很高的光导热性,所以在夏天时这样的建筑需要消耗一般建筑三倍的空调制冷量才能维持舒适的温度环境。但如果在哈尔滨建造玻璃幕墙建筑,这时建筑就是节能的,因为冬天依靠玻璃幕墙良好的光导热性就不需要消耗太高能源来供暖。

“城市实现碳中和,有一个观点是要进行碳汇,但很多人对碳汇存在一个认识误区,认为多种树(进行碳汇)就行了”,仇保兴表示,实际上不论是森林、草原能够进行碳汇的量都很有限,植物从生到死的全过程,对碳而言是“零排放零吸收”的一个过程。

仇保兴介绍,不同的树种在不同生长环境下,所产生的碳汇效果也不同。比如用材林和景观林的碳汇效果是不一样的,如果是景观林碳封存可达上百年,而用材林其实也就一二十年。

更重要的是,在中国90%的土地上种树需要考虑浇水问题,如果浇的水太多,这是不合算的。因为植物只能利用浇水量1%~0.5%进行合成转化为碳水化合物,另外99%都会被蒸发。因此,如果是在年降雨量少于500毫米的地方种树,其实不仅没有减碳,反而是高碳行为,对于这种降雨量少,需要靠远距离调水来浇灌树的地区,这样种的树是无法帮助实现减碳的。

仇保兴表示,对于交通工具所消耗能源的认识误区也非常大。例如人们常常习惯性认为氢燃料是绿色能源,只要多用氢燃料就是减碳的方式,但现在85%的氢气都来自于天然气转化,如果用这种通过天然气转化的“灰氢”做燃料,不如直接用汽油,因为在天然气转化为氢气的过程中还需要大量耗能。再如电动汽车,如果用的是煤电,这实际上与柴油车、汽油车所造成的碳排放差不多。

“还有燃油摩托车”,仇保兴介绍,燃油摩托车排放其实也非常大,PM2.5的排放比一般小汽车都大,所以要禁摩,但不是禁电动自行车,很多城市都在禁电动自行车。

智慧城市建设值得注意的3个方向由于城市之间存在很大差异,碳排放也千差万别。

仇保兴认为,城市碳中和的最大难点在于“工业文明思路”的锁定,以及如何摒弃旧工业文明时养成的思维。工业文明至今已有300年的历史,在中国也有长达40年历史。工业文明的巅峰是上世纪50年代,超大规模的流水线,超强的中心控制,超高的资本投入,三个“超”意味着巨大的规模效应,但这种规模效应对实现“碳中和”目标而言并不是好现象。“碳中和”目标的实现,需要分布式和具有韧性的设施和系统。“如果还是用旧工业文明的思维那就是走了一个错误的路线。”

仇保兴表示,实现城市的碳中和目标,可以通过智慧城市的信息技术对碳排放过程中的数据进行管理、监测,可以用这些“智慧”的技术,实现“多用信息少用能源”,还可以通过信息对碳足迹的过程回溯。“智慧城市在这个方面的作用非常大。”

仇保兴建议,“双碳”目标下,智慧城市的建设有3个方向值得注意,首先是“以信息代替能源”,将使得城市中的温室气体排放过程能够做到“可测量、可报告、可核实”,当信息用得越来越多其价值就会越高,这与能源不一样,能源是用完了就变成废品。

其次,信息系统的协调性需要重视起来。比如每一栋建筑,每一个居民楼,如果有一个表可以告诉你,你今天用了多少能源,用了多少吨水,如果在整个社区中你的碳减排量最低,那么在“公示”的效果下,每个人都会进行改变。这就像我们用的电脑,如果一打开提示垃圾很多,电脑开机速度是监测范围内电脑中最慢的,那么你肯定会第一时间进行清理杀毒。这就是信息的力量。

需要强调的是,城市内的“社区微电网”的建立尤为重要。将风能、太阳能光伏与建筑进行一体化设计,同时利用电梯的下降势能和城市生物质发电,利用社区的分布式能源微电网以及电动车储能组成微能源系统。借助这个微能源系统,可以有效调节电网波动,例如在峰谷的时候,用电动汽车进行充电;当峰顶时,可以借用电动车所储电能反馈电网一部分电力,对电网用能进行调节。如果外部突发停电,社区也可以借助各家各户的电动车电能作为临时能源供应。

“类似的,还有很多智慧城市的特长可以在‘双碳’中发挥出来”,仇保兴认为,智慧城市建设不能妄自认为依靠一个“大而全”的系统方案就可以解决城市内的所有问题,而是需要集合公众的智慧、依靠城市内各主体“自下而上”的创新才能更容易实现,城市的“智慧”绝不是“一次性交钥匙”,永远只有进行时。

新京报记者 |肖隆平

编辑 | 张笑缘

校对 | 李立军

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