在前文《实现“碳中和”，应当从何入手？》中，我们提到了实现碳中和主要依靠在能源、工业、建筑、交通、农业五大领域展开行动，推动各领域绿色技术的创新与广泛应用。本期，我们将从这五大领域着手展开碳中和导向下的城市建设探讨。

五大领域绿色技术的应用不能贪求“大而全”，而应针对不同类型城市，采取正确的打开方式。

在能源、工业、建筑、交通、农业五大关键领域中，能源是碳排放的主要部门，工业、建筑、交通是能源主要的消费部门。因此，能源转型无疑是所有地区实现低碳突破的核心任务，城市应当将能源转型作为首要任务，再在此基础上根据不同城市类型有所侧重，“对症下药”，助力节能减排。

一、【共同任务】——能源转型，实现低碳突破

对我国而言，尽管近年来我国能源结构已持续优化，但至2019年我国能源消费量57.7%仍是由煤炭提供的，二氧化碳总排放量80%来自煤炭。可以说，实现碳达峰、碳中和最主要的问题还是能源问题。

事实上，我国各地区也无一例外在出台碳中和政策时，将能源领域的转型突破放在了重要位置。根据我国不同地区对应碳中和出台的政策可以看出均涉及能源领域的调整。结合《中国能源革命十年展望（2021- 2030）》我国能源转型的重点方向大致有二：

• 发展太阳能、风能、核能等清洁能源；

• 技术进步，提高能源利用效率。

而城市的能源转型也因其资源、环境条件的不同，有不同路径：

1. 探索清洁能源发展

首先，对于可再生能源丰富的地区，可发挥资源优势，发展清洁能源。以风电为例，在我国，内蒙古为风能资源最丰富的省区，在十四五中也提出了“推进风光等可再生能源高比例发展，壮大绿氢经济，推进大规模储能示范应用，打造风光氢储产业集群”等。其次，光伏发电已进入了技术成熟、成本下降、高速发展的阶段，是现有发电技术中最经济的发电方式之一，已成为各地大力发展的技术领域。但风电与光伏、水电等可再生能源的发展，在实际应用中往往存在电力消纳问题，例如新疆、甘肃、青海等地受限于特高压电和储能设备，存在着弃电的现象。

那么，发展可再生能源可以怎么做？从以下两个城市的发展模式中或许可以寻找到答案。

代表案例1：萨姆索岛

关键词：可再生能源，全民投资

在2009年联合国哥本哈根世界气候变化大会上，萨姆索岛的案例被誉为可持续能源社区中最具启发性的范例之一。

• 4000岛民的“风能投资”

萨姆索岛(Samsø)是位于丹麦的一个小岛，小岛占地112平方公里，长仅28公里，居民不到4000人。这里地势低洼，拥有良好而稳定的风力资源。

萨姆索岛鸟瞰，图片来源：flickr.@Peter Leth

萨姆索岛曾严重依赖岛外的化石能源输送，一度陷入能源危机。在工程师索伦·赫尔曼森的极力倡导下，岛上居民对风力发电这一未知领域将带来的就业机会与经济收益达成了共识。

2000年至2002年，岛上居民自发集资安装了11台陆上风电机组与10台海上风电机组。岛民“入股”风机所有权，1/4的岛民成为风机的投资者，从风力发电中可以获得直接的经济收益。而后萨姆索岛又陆续自行搭建了三个区域供热系统，至2007年，萨姆索岛已成为世界上第一个100％由可再生能源驱动的岛屿。如今，萨姆索岛电力产能已经超过了耗能，多余的电力输送至相邻岛屿，成为了岛上居民收入来源之一。

• 政策、新基建助力风能发展

萨姆索岛海上风电机组，图片来源：flickr.@m.prinke

全民共识是一方面，而萨姆索岛的成功更离不开国家风电政策与智能电网体系的保驾护航——法律规定，电力公司必须购买接收来自风电厂的风电，并给予这些风电厂一定溢价补贴，因此他们有义务将电网覆盖面扩大，一直延伸至有风机的地区。

萨姆索岛有两条连往日德兰半岛的海底电缆，与国家电网形成连接，使涡轮的输出与当地的电力需求相匹配。而当地电力的任何短缺都将由电网提供的电力填补，多余的风力将由将与欧洲大部分地区相连的输电网络吸收。

但发展新能源就意味着一定要具备可再生能源优势，并大规模集中式装机吗？其实不然。澳大利亚的阿德莱德尽管坐拥澳洲最大的陆上石油和天然气田，却通过分布式光伏发电，探索出了一条独特的“碳中和之路”。

代表案例2：澳大利亚阿德莱德

关键词：全民参与，力推太阳能+储能系统

阿德莱德是南澳大利亚州的首府，贡献了全州20%的经济，是全州人口最集中、经济最发达的城市。

阿德莱德，图片来源：Wikimedia Commons©Adelaide City Counci

阿德莱德在2015年便明确2025年前建成碳中和城市的目标，也被视作世界首个碳中和城市的有力竞争者。在其《2016-2021年碳中和行动计划》中，阿德莱德市明确实现碳中和的五大途径：节能的建筑形式、零排放运输、实现100%的可再生能源、减少废物和水的排放、抵消碳排放。经历4年多的发展，阿德莱德在碳中和目标实现上已收获显著成效。据统计，2020年，阿德莱德市来自煤炭石油等化石燃料的碳排放几乎已清零。

在五大途径中，“100%可再生能源”是阿德莱德迈向碳中和最核心的战略，也成为其迈向碳中和之路的关键。战略包括推动可再生能源发电和储能的投资，同时鼓励城市内小尺度可再生能源供应和储存。

• “家家都有太阳能板”——力推分布式光伏

首先，阿德莱德选择了力推太阳能作为主要的城市能源，推行全民屋顶分布式光伏计划。为此，阿德莱德设立专项计划，对从个人到商业建筑到公共建筑给予财政补贴支持，致力于推动市内建筑太阳能的普及。例如，阿德莱德市可持续发展奖励计划，个人通过安装太阳能光伏（PV）系统可获得高达5,000美元的补贴。而本地低收入或租赁居民安装太阳能电池板无需任何前期费用。而对于学校、博物馆等公共建筑除补贴外，更提供了技术、方案的支持。例如阿德莱德自然资源部提供“NRM教育计划”，与学校或社区合作，为业主提供可再生能源领域的咨询服务。

阿德莱德市2019碳中和成果报告显示，阿德莱德2018年已在碳排放量减少了15％的同时，地区生产总值增长了33％（数据来源：碳中和阿德莱德官网）

• “储能跟上”，助力电力调控

其次，阿德莱德绝大多数安装太阳能屋顶的建筑都安装了与电网相连的电池储能设备。连接到太阳能电池板上的电池使白天产生的多余太阳能得以存储并在夜间使用。

太阳能屋顶，图片来源：flickr.@Michael Coghlan

通过部署储能系统，减少了峰值能源负荷，并进一步降低了用电成本。据统计，南澳大利亚州已经部署或计划部署的住宅电池储能系统达到5500个，并通过“虚拟电厂”技术对太阳能+储能系统的电力进行整合。

此外，阿德莱德还开展了多项大型储能项目，也为电网的稳定提供保障：2017年特斯拉公司在阿德莱德北部启用了全球最大的锂离子蓄电池系统；2019年，位于阿德莱德附近一项名为“Crystal Brook能源公园布局了集中式太阳能发电厂，以及一个130MW/400MWh的锂离子储能设施。

• 奖项激励，广泛合作，促进全民参与

阿德莱德市和南澳大利亚州政府联合发起了“碳中和阿德莱德奖”表彰在减少城市碳排放量方面处于领先地位的组织和个人，鼓励技术的创新与推广。例如，2019年，阿德莱德当地ENERVEN能源公司凭借在整个阿德莱德地区安装了7.9MW的太阳能电池板基础设施获得年度合作伙伴奖；本地居民Keith与Lin夫妇因使用太阳能系统几乎覆盖了整个家庭、将电力排放减少到几乎为零而成为“低碳生活方式”部门奖项获得者。

此外，非政府环保组织、社会团体及各行各业的广泛参与，也是阿德莱德光伏行动成功的关键。据统计，阿德莱德市碳中和行动的合作伙伴多达190余个，涵盖能源解决方案、金融服务，工程服务、碳中和咨询等多个方面，有效促进了政策的推广、落实与具体实施。

总结来看，即使对于可再生资源较为丰富的地区，其能源转型也依赖全民广泛、有效的参与，并且可再生能源的发展需要储能、电网等新基建的配合与助力。

2. 运用能源技术，提升能源利用效率

对于具有能源领域突出技术优势的地区，可借助技术实力，提升能源效率。

代表案例：哥本哈根

关键词：区域集中供热系统，热电联产技术

哥本哈根是世界上首个宣布碳中和目标的城市。在交通方面，哥本哈根作为世界闻名的“自行车之城”，通过铺设了总长375公里的专用自行车道、开设自行车渡轮、规划公共交通优先模式等措施实现碳减排已为人所熟知。

哥本哈根，图片来源：1/6图片工作室

而在最新的《哥本哈根2025环境规划2021-2025路线图》中，“能源”成为了哥本哈根关注的关键词，包括从能源消耗、能源生产、市政建筑能源系统改良等层面。

哥本哈根2021-2025碳中和计划措施，资料来源：城plus公众号

• 区域能源系统智能耦合

事实上，助力哥本哈根实现碳中和目标的关键离不开其区域能源技术显著突出的优势基础。据估算，哥本哈根75％碳排放的减少量来自与能源系统有关的倡议，主要涉及增加可再生能源在城市集中供热中的比重。

哥本哈根能源系统由四个能源载体组成：电力系统、燃气网络、区域供热网络和区域冷却网络。传统上，这四个能量载体是分开运行的，而哥本哈根以智能耦合打通四大能源载体，可提供更清洁、更廉价的能源服务。

哥本哈根能源体系，资料来源：carbonneutralcities

• 热电联产技术的广泛推广

其中，最典型的便是通过区域集中供热与制冷系统、以及热电联产的广泛推广，实现了城市能量的综合利用。一方面，热能主要来自先进高效的垃圾焚烧站、工业余热等，通过集中网络式的水管供热系统连接城市住宅；另一方面，将海水循环至工厂和家庭，用于工业生产等城市降温。

CopenHill垃圾焚烧厂地标建筑即为哥本哈根高度集成、热电联产的“废物能源转化站”代表。建筑利用最新的废物处理和能源生产技术、各种设备的精准架构，打造出了高效、环保的内部运作环境。据统计，这座垃圾焚烧厂每年可以将44万吨废物转化为清洁能源，为15万户家庭提供电力和集中供热。

哥本哈根Copenhill，图片来源：Wikimedia Commons@Deltastrahlung

此外，设计中Copenhill也突破了传统发电厂的概念，将附近原有的工业设施转化成为城市滑水、卡丁车比赛等运动的场地，在屋顶设置了滑雪斜坡、徒步走道以及一面攀爬墙，成为城市休闲娱乐中心，实现了经济、环保和社会功能方面的共赢。

垃圾焚烧站顶部设置成滑雪斜坡，图片来源：Wikimedia Commons@Kallerna

综合来看，清洁能源规模化革命已经到来，中国科学院院士李灿曾表示，“最根本的减排方式就是发展可再生能源，实现规模化低碳乃至无碳能源应用。”根据国际能源署发布的2020年可再生能源报告，中国已成为2020年全球可再生能源容量增长的主要推动力之一。而发改委能源研究所、能源转型委员会等权威机构也预测，我国在清洁能源发电产业链上已具备领先优势，未来清洁能源应用将进入规模化“倍速”发展。因此，对于城市而言，加快清洁能源规模化开发，推进清洁能源对化石能源存量的全面替代已成为推进碳中和目标实现的关键。

二、不同类型城市应抓住主要矛盾，明确其实现碳中和目标的工作路径

城市在首要的能源转型任务之外，具体又应该如何“对症下药”节能减排呢？

不同城市对碳中和的探索，也应当充分考虑城市自然资源、人口条件、经济水平、社会发展阶段、科技创新能力等综合因素，为其居民构建美好生活。根据城市的主导产业类型及其产业结构，可将城市大致分为以下三种类型：

• 第一产业主导的农业型城市

• 第二产业主导的工业型城市

• 第三产业主导的综合型城市

其对应的工作重点分别为：

1.【农业型城市】——绿色农业，生态综合治理

对于农业型城市，无疑应侧重农业领域的减排增效。但现阶段，农业领域的减排增效技术尚处于发展期，更强调其生态价值与综合治理。

1）农业生产环节的减排

一方面，从数据来看，农业温室气体排放主要来自化肥施用、大田种植、大牲畜养殖等。其中，粮食生产阶段（包括高耗能的肥料生产、使用）为农业碳排放的主要部分。另一方面，对于地少水缺的我国而言，保障粮食供应仍是农业发展的重中之重。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所所长赵立欣也在采访中直言“在保障粮食安全及社会经济持续发展前提下，实现农业农村碳达峰、碳中和压力较大。”而目前我国与世界绝大部分国家在农业低碳化技术领域均处于发展初期，其技术应用的有效性与经济性尚待验证。

因此，农业生产层面的减排措施其实较为有限，主要包括：

• 农业生产中的清洁能源应用，例如使用新能源农具等。

• 农业废弃物的资源化利用，例如变秸秆为生物制燃料、畜牧业粪便沼气堆肥等。

• 生产方式的调整，改变生产方式，提高农业土地利用率与生产效率，包括有机耕种、间歇灌溉、合理使用农药等。例如，欧盟在2020年5月提出了“从田间到餐桌”（From farm to fork）战略，提出通过法规制定、政策引导等措施促进农业的绿色转型，其主要指标为农药、化肥的可持续利用及有机农业的推广。

2）保护农业的生态功能

尽管农耕、畜牧导致的森林等自然碳汇流失不能忽视，但农业本身便具有“绿色”的属性，我们常见的稻田、林地便是人工湿地、人工林地。一方面，应注重农业用地的综合管控，保障生态系统稳定性的同时，优化农业经营模式，发展创新型绿色经济，提升有限土地的利用率；另一方面，则是改良土壤质量，提高农田、草地等人工生态系统的固碳能力。（未完待续）

本期要点总结

碳中和导向下的不同类型城市的建设实践：城市实现碳中和的首要任务是能源领域的转型突破，在此基础上，根据不同城市类型有所侧重，“对症下药”。

一、【共同任务】——能源转型，实现低碳突破

1.探索清洁能源发展

代表案例1：萨姆索岛

关键词：可再生能源，全民投资

• 4000岛民集体投资风能，政策、基建助力风能发展。

代表案例2：阿德莱德

关键词：全民参与，力推分布式太阳能+储能

• 推行全民屋顶分布式光伏计划;

• 储能跟上，助力电力调控；

• 通过广泛合作，促进全民参与。

2.运用能源技术，提升能源利用效率

代表案例：哥本哈根

关键词：区域集中供热系统，热电联产技术

• 哥本哈根具有区域能源智能耦合的集成系统优势，并广泛推广了热电联产技术。

二、不同类型城市应抓住主要矛盾，明确其实现碳中和目标的工作路径

依据主导产业类型将城市分为农业型、工业型、综合型城市，其对应的工作重点分别为：

1.【农业型城市】——绿色农业，生态综合治理

1）农业生产环节减排。

2）保护农业的生态功能，保证碳汇。

作者简介

段梦圆，华高莱斯城市咨询事业部分析员

具有区域战略、城市更新等领域顾问经验；擅长数字经济、低碳经济等产业领域的研究及城市规划、城市设计方面的策划落地。

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