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(qū)，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(fā)電組
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低碳社區(qū)、低碳園區(qū)、低碳小鎮(zhèn)……綠色低碳轉型的努力貫穿于社會的各個單元。近年來，全球涌現(xiàn)出一批低碳實踐，通過在一定區(qū)域內對空間布局、能源結構、生產生活方式等進行系統(tǒng)規(guī)劃與建設，不斷創(chuàng)新，將綠色低碳理念轉化成現(xiàn)實生活。
德國歐瑞府能源科技園
打造新能源技術產業(yè)生態(tài)圈
在柏林城南的滕珀爾霍夫—舍內貝格區(qū)，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。
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走進園區(qū)，煤氣儲氣塔正在施工，準備改造為節(jié)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(xiàn)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(qū)內，所有能源都來自可再生資源，“碳中和”已經成為現(xiàn)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準改造，配備了智能化的能源管理系統(tǒng)。供暖、制冷和供電能源，都來自園區(qū)的核心裝備——小型熱電聯(lián)供能源中心。由勃蘭登堡州農業(yè)垃圾制成的沼氣，通過天然氣管網輸送到園區(qū)能源中心，每年可燃燒發(fā)電2兆瓦時，足以滿足1300戶家庭用電需求。發(fā)電余熱則能將水加熱至90攝氏度，通過2.5公里的供熱管線滿足園區(qū)取暖需求。
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這樣的改造還有不少。在園區(qū)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、能源存儲于一體的智能電網系統(tǒng)，為園區(qū)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(tǒng)，由奧迪公司回收的二手汽車電池組成，實現(xiàn)了資源可持續(xù)利用。
園區(qū)的部分充電樁也很有特點。依靠一家初創(chuàng)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只需不到1小時和1000歐元。園區(qū)內的自動駕駛擺渡車在這里充電，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(qū)建立了一個創(chuàng)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(chuàng)新的系統(tǒng)升級，實現(xiàn)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。
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除了清掃車，還有諸多“黑科技”被用于凈化環(huán)境。在園區(qū)4號樓和5號樓的外立面上，懸掛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(fā)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，并清除有害的二氧化氮等廢氣。凈化空氣的同時，藻類還可被提取加工成綠色粉末，作為營養(yǎng)添加劑用于化妝品和食品工業(yè)。
這些基于清潔能源、人工智能的技術實踐，都出自歐瑞府園內的企業(yè)。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(chuàng)企業(yè)。歐瑞府扮演了創(chuàng)新孵化器角色，為初創(chuàng)企業(yè)提供辦公場所、資金和咨詢支持。此外，柏林工業(yè)大學、德國人工智能研究中心也在園區(qū)設立了研發(fā)場所，與企業(yè)一起將能源技術轉化為商業(yè)可行方案。“為了優(yōu)化能源系統(tǒng)，不同機構將各自的產品及技術引進園區(qū)，形成了圍繞新能源和低碳技術的完整產業(yè)生態(tài)圈。”科勒說。
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在穆勒看來，超過3500人工作的歐瑞府園區(qū)，將為德國創(chuàng)造一個小型智慧城市的藍圖，“我們這里是柏林的未來之地”。
荷蘭“太陽城”
居民充分享受光伏發(fā)電的收益
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(qū)。從空中看，社區(qū)整體規(guī)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(xiàn)碳中和的社區(qū)。
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“太陽城”社區(qū)1992年開始規(guī)劃，2009年正式建成，目前共有3300套住房，注冊居民4500人左右。這里的建筑房頂、道路兩旁都裝有光伏板，總面積達5萬多平方米，相當于總裝機5兆瓦的發(fā)電機組，可以滿足社區(qū)大部分用電需求。由于荷蘭陰雨天較多，社區(qū)還配備了風力發(fā)電裝置接入城市電網，幫助社區(qū)實現(xiàn)了凈零碳排放。
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(fā)電組與公共電網相連。只要條件允許，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里或者被電力公司有償收購。雖然一套光伏發(fā)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并不高，而且生態(tài)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”。
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業(yè)主在購買房屋之前必須簽訂合同，保證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。由于能夠享受光伏發(fā)電的收益，居民都愿意積極保障光伏設備的維護和使用。
“太陽城”社區(qū)的成功得益于各方的共同努力。為了打造一個“節(jié)能減排”示范小區(qū)，當地政府聯(lián)合咨詢、能源公司等共同制定規(guī)劃，設計時充分考慮能源利用效率。例如，社區(qū)的學校、超市、餐館、運動場所、醫(yī)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(huán)境優(yōu)先并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(xié)調，配套設施也沒有過多占用建筑空間。為減少建筑能耗，所有房屋也都采用了環(huán)保隔熱層。
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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，并調整融資方案，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”項目完工并實現(xiàn)可持續(xù)運行，引發(fā)業(yè)內廣泛關注。2010年，“太陽城”獲得歐洲空間規(guī)劃師協(xié)會頒發(fā)的“歐洲城市規(guī)劃獎”特別獎，被稱為是“改善城鄉(xiāng)居住環(huán)境，進行社區(qū)規(guī)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，并為歐洲不少國家建設低碳社區(qū)提供了范例參考。
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法國匯流區(qū)
以最低成本保障“正能源建筑”運行
里昂市匯流區(qū)位于羅納河和索恩河交匯處附近，近年來正著力打造生態(tài)和智慧社區(qū)。在這里，以智能電網為代表的創(chuàng)新實踐，正助力城市實現(xiàn)節(jié)能減排目標。
智能電網是一個可視化能源管理系統(tǒng)，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(yǎng)節(jié)能減排的意識和習慣。據法國“智能電網”網站統(tǒng)計，近20年來，法國安裝的智能電表中，超過40%位于里昂。2013年，在法國電力集團牽頭下，包括匯流區(qū)在內的里昂大都會地區(qū)，開始進行大規(guī)模智能電網試驗，截至目前已安裝了57.5萬個智能電表。
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“智能電網最大的優(yōu)勢在于，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(xiàn)出用戶的能源消費習慣，使其逐漸改變電力消費模式，為節(jié)約能源作出貢獻。”里昂大都會地區(qū)前主席大衛(wèi)·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(jié)約能效目的。
在智能電網的基礎上，匯流區(qū)逐步開始建設可再生能源生產大于能耗的“正能源建筑”，進一步減少碳排放。在社區(qū)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(qū)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(chuàng)新的能源管理設備則幫助建筑減少能源消耗。據里昂大都會區(qū)能源任務主管埃梅里科·勒福爾介紹，這里的能源管理系統(tǒng)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。
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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(tài)，通過執(zhí)行器控制建筑物中的能源使用，包括調節(jié)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(tǒng)，可以對建筑能源需求和消耗進行量化統(tǒng)計，找出其中過度消耗的部分，為進一步完善節(jié)能系統(tǒng)提供數據支撐。
里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”，里昂計劃將建筑翻新作為重點領域。目前在匯流區(qū)，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(qū)。除翻新加熱系統(tǒng)、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(tǒng)。“在綠色建筑、清潔能源、智能電網等領域，里昂低碳城市建設形成了新的經濟增長點。未來，在區(qū)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(yè)化等領域的國際合作，創(chuàng)造更大經濟和生態(tài)效益。”基米爾菲爾德說。
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日本梼原町
利用自然資源優(yōu)勢建設低碳社區(qū)
從高知縣高知市出發(fā)，沿著綠蔭環(huán)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(zhèn)——梼原町。這里地廣人稀，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(yōu)勢，建設低碳社區(qū)，2009年成為日本首批13個環(huán)境模范城市之一。
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進入梼原町，兩座佇立山間的巨大風力發(fā)電機組首先映入眼簾。由于地處喀斯特地貌的高原，海拔超過1400米，這里年平均風速為7.2米/秒，非常適宜風力發(fā)電。這兩座600千瓦的風力發(fā)電機組1999年投入使用，年均發(fā)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(zhèn)，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(fā)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(fā)電收入被用于推廣低碳設施。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。
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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蟲害等，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。在標準的木材產品外，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(yè)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(yǎng)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。
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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。樣板房內外裝修采用當地木材，重視絕熱性和氣密性，并使用太陽能發(fā)電、木丸爐、太陽能空氣集熱系統(tǒng)等新能源和節(jié)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(fā)電設備，讓人們從小了解新能源設備的工作原理和節(jié)能減排的重要意義。梼原町長吉田尚人表示，希望這座小鎮(zhèn)能成為人與自然和諧共生的典型，為日本其他地區(qū)提供借鑒。
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