低碳實踐 創新發力
德國歐瑞府能源科技園內,標志性的儲氣塔、老廠房與新型充電樁共同構成和諧獨特的景觀。 |
在荷蘭海爾許霍瓦德市“太陽城”社區,每棟建筑都安裝了太陽能光伏板。 |
法國電力公司工作人員在安裝智能電表。 |
日本梼原町在海拔1000多米的高原上設置的兩個600千瓦的風力發電組。 |
低碳社區、低碳園區、低碳小鎮……綠色低碳轉型的努力貫穿於社會的各個單元。近年來,全球涌現出一批低碳實踐,通過在一定區域內對空間布局、能源結構、生產生活方式等進行系統規劃與建設,不斷創新,將綠色低碳理念轉化成現實生活
德國歐瑞府能源科技園
打造新能源技術產業生態圈
本報記者 李 強
在柏林城南的滕珀爾霍夫—舍內貝格區,有一座高達78米的圓柱形鋼結構建筑。這座有著100多年歷史的建筑曾是歐洲最大的煤氣儲氣塔,代表了當時最先進的能源技術。100多年后,這座老煤氣站更名為“歐瑞府能源科技園”,再次成為能源轉型的典范。
走進園區,煤氣儲氣塔正在施工,准備改造為節能辦公樓。旁邊的冷卻水塔已經變身為咖啡館,這是歐瑞府公司董事長萊因哈特·穆勒最喜歡會見客戶的地方。“我們已經提前實現了德國政府制定的2050年氣候行動計劃的目標。”穆勒介紹,在歐瑞府園區內,所有能源都來自可再生資源,“碳中和”已經成為現實。
以水塔咖啡館為例,看似老式的紅磚廠房根據德國最高能效標准改造,配備了智能化的能源管理系統。供暖、制冷和供電能源,都來自園區的核心裝備——小型熱電聯供能源中心。由勃蘭登堡州農業垃圾制成的沼氣,通過天然氣管網輸送到園區能源中心,每年可燃燒發電2兆瓦時,足以滿足1300戶家庭用電需求。發電余熱則能將水加熱至90攝氏度,通過2.5公裡的供熱管線滿足園區取暖需求。
這樣的改造還有不少。在園區中心,有一座德國最大的電動車充電站。它由舊車庫改造而成,頂棚完全被光伏板覆蓋,產生的清潔電力通過集分布式供能、本地用能、能源存儲於一體的智能電網系統,為園區170余個電動車充電樁提供能源。高達1.9兆瓦時的電池儲能系統,由奧迪公司回收的二手汽車電池組成,實現了資源可持續利用。
園區的部分充電樁也很有特點。依靠一家初創公司的技術,這些充電樁被直接安裝在路燈燈柱上。相比新建充電樁的高額投入,把一個路燈改裝為充電樁大約隻需不到1小時和1000歐元。園區內的自動駕駛擺渡車在這裡充電,依靠傳感器、攝像頭、GPS導航等技術,安全地來回穿行。無人駕駛清掃車則可將清掃范圍精確到厘米級。“歐瑞府園區建立了一個創新型的榜樣,展示了如何在經濟允許的前提下,通過智能和創新的系統升級,實現氣候保護這一目標。”德國能源署前署長、德國歐亞能效投資公司總裁科勒說。
除了清掃車,還有諸多“黑科技”被用於淨化環境。在園區4號樓和5號樓的外立面上,懸挂著一片呈綠色管線狀的藻類生物反應器。“我們日常生活排放的二氧化碳,恰恰是藻類所需要的能量。”研發這一技術的MINT工程公司總裁穆爾施塔特介紹道。通過光合作用,反應器管道中的藻類迅速繁殖,每年可生產藻類200千克,每千克藻類可吸收2千克二氧化碳,並清除有害的二氧化氮等廢氣。淨化空氣的同時,藻類還可被提取加工成綠色粉末,作為營養添加劑用於化妝品和食品工業。
這些基於清潔能源、人工智能的技術實踐,都出自歐瑞府園內的企業。目前,該科技園入駐150多家機構,既有德國鐵路、施耐德電氣、思科這樣的全球500強巨頭,也有MINT等諸多小型初創企業。歐瑞府扮演了創新孵化器角色,為初創企業提供辦公場所、資金和咨詢支持。此外,柏林工業大學、德國人工智能研究中心也在園區設立了研發場所,與企業一起將能源技術轉化為商業可行方案。“為了優化能源系統,不同機構將各自的產品及技術引進園區,形成了圍繞新能源和低碳技術的完整產業生態圈。”科勒說。
在穆勒看來,超過3500人工作的歐瑞府園區,將為德國創造一個小型智慧城市的藍圖,“我們這裡是柏林的未來之地”。
荷蘭“太陽城”
居民充分享受光伏發電的收益
本報記者 張朋輝
在荷蘭海爾許霍瓦德市南部,坐落著一個遠近聞名的“太陽城”社區。從空中看,社區整體規劃嚴整,以一個邊長700多米的正方形島嶼為中心,周邊是大片水域和綠地,宛如一座大公園。引人注意的是,在鱗次櫛比的建筑屋頂上,布滿了藍色的太陽能光伏板。依靠清潔能源,“太陽城”已經成為一個實現碳中和的社區。
“太陽城”社區1992年開始規劃,2009年正式建成,目前共有3300套住房,注冊居民4500人左右。這裡的建筑房頂、道路兩旁都裝有光伏板,總面積達5萬多平方米,相當於總裝機5兆瓦的發電機組,可以滿足社區大部分用電需求。由於荷蘭陰雨天較多,社區還配備了風力發電裝置接入城市電網,幫助社區實現了淨零碳排放。
在“太陽城”居住多年的鮑勃·鮑爾介紹,他家房頂安裝有5個太陽能光伏板,光伏發電組與公共電網相連。隻要條件允許,光伏板就一直工作,智能電表實時顯示家中電能消耗數據,多余的電能可以儲存在光伏蓄電池裡或者被電力公司有償收購。雖然一套光伏發電設備的價格高達2萬歐元(1歐元約合7.8元人民幣),但鮑爾認為長期來看這一成本並不高,而且生態價值巨大,“當我們外出度假的時候,太陽能光伏板實際上還在幫我們賺錢”。
業主在購買房屋之前必須簽訂合同,保証太陽能光伏有效運轉10年。通過與荷蘭本地電力供應商合作,每戶都安裝有雙向電表,光伏產生的多余電量可以被收購,無縫接入本地電網得到充分利用。由於能夠享受光伏發電的收益,居民都願意積極保障光伏設備的維護和使用。
“太陽城”社區的成功得益於各方的共同努力。為了打造一個“節能減排”示范小區,當地政府聯合咨詢、能源公司等共同制定規劃,設計時充分考慮能源利用效率。例如,社區的學校、超市、餐館、運動場所、醫療機構、公共服務中心等都就近設計,方便步行到達,減少居民出行的能源消耗﹔80%的建筑都是南北朝向,以最大限度利用太陽能。
堅持環境優先並不意味著犧牲房屋質量。“太陽城”建筑設計師阿肖克·巴羅特拉認為,項目最大的特點就是注重實用性,施工方專門定制了光伏板,令其尺寸與建筑相協調,配套設施也沒有過多佔用建筑空間。為減少建筑能耗,所有房屋也都採用了環保隔熱層。
光伏設施投入大,“太陽城”的建設曾一度面臨資金壓力。建造期間,受供求關系影響,歐洲市場太陽能光伏板價格上漲,導致項目成本明顯增加。當地政府及時增加對項目的補貼,並調整融資方案,配套歐盟的資金支持,項目才得以最終完成。荷蘭媒體分析稱,“太陽城”的經驗表明,平衡經濟效益與社會效益是清潔能源項目成功的關鍵。
“太陽城”項目完工並實現可持續運行,引發業內廣泛關注。2010年,“太陽城”獲得歐洲空間規劃師協會頒發的“歐洲城市規劃獎”特別獎,被稱為是“改善城鄉居住環境,進行社區規劃的典范”。如今的“太陽城”已經成為海爾許霍瓦德市的一張名片,並為歐洲不少國家建設低碳社區提供了范例參考。
法國匯流區
以最低成本保障“正能源建筑”運行
本報記者 劉玲玲
裡昂市匯流區位於羅納河和索恩河交匯處附近,近年來正著力打造生態和智慧社區。在這裡,以智能電網為代表的創新實踐,正助力城市實現節能減排目標。
智能電網是一個可視化能源管理系統,智能電表是其重要載體。借助電力線載波傳輸技術,智能電表可以將信號傳輸到數據中心。安裝了智能電表的用戶,可以登錄網站或下載應用軟件獲取家庭用電量的分析報告,據此調整電器使用時段和時長,培養節能減排的意識和習慣。據法國“智能電網”網站統計,近20年來,法國安裝的智能電表中,超過40%位於裡昂。2013年,在法國電力集團牽頭下,包括匯流區在內的裡昂大都會地區,開始進行大規模智能電網試驗,截至目前已安裝了57.5萬個智能電表。
“智能電網最大的優勢在於,帶動了民眾參與到城市能源轉型中,通過直觀的數據和表格,呈現出用戶的能源消費習慣,使其逐漸改變電力消費模式,為節約能源作出貢獻。”裡昂大都會地區前主席大衛·基米爾菲爾德指出,電力公司可以根據電量分析報告調整供電方案,例如在用電低峰期降低電力價格,從而引導用戶錯峰用電,達到節約能效目的。
在智能電網的基礎上,匯流區逐步開始建設可再生能源生產大於能耗的“正能源建筑”,進一步減少碳排放。在社區中心,3座充滿未來感的建筑構成了法國第一個“正能源建筑”區域。樓外,建筑樓頂鋪陳的成片太陽能光伏板主要負責能源供應﹔樓內,創新的能源管理設備則幫助建筑減少能源消耗。據裡昂大都會區能源任務主管埃梅裡科·勒福爾介紹,這裡的能源管理系統可以通過傳感器,感應和記錄建筑能耗,從而尋求能源生產量與儲蓄量的“最佳配置”,以最低運行成本保障“正能源建筑”的運行。
具體來看,圖像感應裝置可以根據室內的人員狀況和日照狀態,通過執行器控制建筑物中的能源使用,包括調節供暖和制冷、開關窗戶、啟動照明或電器等,盡可能減少不必要的能源消耗。在這一過程中,智能電網等可視化能源管理系統,可以對建筑能源需求和消耗進行量化統計,找出其中過度消耗的部分,為進一步完善節能系統提供數據支撐。
裡昂是法國建設低碳城市的先鋒,2018年獲得“全球綠色低碳領域先鋒城市藍天獎”。為了更好打造綠色之城,普及“智能電網”,裡昂計劃將建筑翻新作為重點領域。目前在匯流區,正在進行的建筑翻新工程涉及600套住房以及3萬平方米的辦公區。除翻新加熱系統、安裝光伏面板外,翻新的住房將全部安裝能源可視化管理系統。“在綠色建筑、清潔能源、智能電網等領域,裡昂低碳城市建設形成了新的經濟增長點。未來,在區域建設的基礎上,我們將加強在新型低排放基礎設施建設、低排放技術產業化等領域的國際合作,創造更大經濟和生態效益。”基米爾菲爾德說。
日本梼原町
利用自然資源優勢建設低碳社區
本報記者 劉軍國
從高知縣高知市出發,沿著綠蔭環繞的盤山路行駛,穿過幾個險峻的山口,一個半小時就可以來到一座山間小鎮——梼原町。這裡地廣人稀,地勢高低起伏,總人口僅3600人左右。梼原町因地制宜,充分挖掘森林、河流、風力、太陽能等自然資源優勢,建設低碳社區,2009年成為日本首批13個環境模范城市之一。
進入梼原町,兩座佇立山間的巨大風力發電機組首先映入眼帘。由於地處喀斯特地貌的高原,海拔超過1400米,這裡年平均風速為7.2米/秒,非常適宜風力發電。這兩座600千瓦的風力發電機組1999年投入使用,年均發電超過296萬千瓦時,售電收入數千萬日元(1元人民幣約合16.7日元)。此外,梼原川流經該鎮,2008年當地政府利用河流6米的落差,建設了一個53千瓦的小型水力發電機,白天供當地中學教學樓用電,晚上供82個路燈的照明用電。
在“源自自然,回饋自然”的理念下,風力發電收入被用於推廣低碳設施。當地居民每安裝1千瓦的太陽能板就可以得到20萬日元補貼。截至2020年3月底,梼原町有160戶家庭安裝了太陽能,總裝機量達695千瓦,33個公共設施也安裝了太陽能,總裝機量達535.9千瓦。
梼原町森林資源豐富,森林覆蓋率達91%,許多是上世紀五六十年代栽種的杉樹和扁柏樹。為使樹木更有活力,吸收更多二氧化碳,當地政府與森林所有者簽訂管理合同,對間伐(為加速林木生長或防止病虫害等,有選擇地砍伐部分樹木)管理者給予補助。
梼原町市政廳和當地著名的兩座橋梁都由木材建造,代替了碳排放較高的水泥。在標准的木材產品外,木材邊角料和森林間伐管理產生的木料被加工成了木丸。2001年,當地政府與相關團體和企業合作,建造了木丸加工廠。目前,這座加工廠每年可以處理3900噸木料,生產1300多噸木丸。這些木丸被用在當地養老院、學校和家庭的取暖設施中,既能減少化石能源的使用,燃燒后的灰燼還能作為農田肥料,可謂一舉多得。政府對安裝木丸爐進行取暖的家庭給予補貼。
為了向更多民眾宣傳低碳生活,梼原町建造了兩座木造樣板房,供人們前來體驗。樣板房內外裝修採用當地木材,重視絕熱性和氣密性,並使用太陽能發電、木丸爐、太陽能空氣集熱系統等新能源和節能技術,充分減少碳排放。當地政府還組織中學生與居民一起制作安裝太陽能板,邀請小學生參觀風力發電設備,讓人們從小了解新能源設備的工作原理和節能減排的重要意義。梼原町長吉田尚人表示,希望這座小鎮能成為人與自然和諧共生的典型,為日本其他地區提供借鑒。
版式設計:蔡華偉
《 人民日報 》( 2021年05月26日 17 版)
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