低碳实践  创新发力

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2021-05-31 14:30

  德国欧瑞府能源科技园内,标志性的储气塔、老厂房与新型充电桩共同构成和谐独特的景观。
  本报记者 李 强摄

  在荷兰海尔许霍瓦德市“太阳城”社区,每栋建筑都安装了太阳能光伏板。
  荷兰“太阳城”社区中心供图

  法国电力公司工作人员在安装智能电表。

  日本??原町在海拔1000多米的高原上设置的两个600千瓦的风力发电组。
  资料图片

  低碳社区、低碳园区、低碳小镇……绿色低碳转型的努力贯穿于社会的各个单元。近年来,全球涌现出一批低碳实践,通过在一定区域内对空间布局、能源结构、生产生活方式等进行系统规划与建设,不断创新,将绿色低碳理念转化成现实生活

  

  德国欧瑞府能源科技园

  打造新能源技术产业生态圈

  本报记者  李  强

  在柏林城南的滕珀尔霍夫—舍内贝格区,有一座高达78米的圆柱形钢结构建筑。这座有着100多年历史的建筑曾是欧洲最大的煤气储气塔,代表了当时最先进的能源技术。100多年后,这座老煤气站更名为“欧瑞府能源科技园”,再次成为能源转型的典范。

  走进园区,煤气储气塔正在施工,准备改造为节能办公楼。旁边的冷却水塔已经变身为咖啡馆,这是欧瑞府公司董事长莱因哈特·穆勒最喜欢会见客户的地方。“我们已经提前实现了德国政府制定的2050年气候行动计划的目标。”穆勒介绍,在欧瑞府园区内,所有能源都来自可再生资源,“碳中和”已经成为现实。

  以水塔咖啡馆为例,看似老式的红砖厂房根据德国最高能效标准改造,配备了智能化的能源管理系统。供暖、制冷和供电能源,都来自园区的核心装备——小型热电联供能源中心。由勃兰登堡州农业垃圾制成的沼气,通过天然气管网输送到园区能源中心,每年可燃烧发电2兆瓦时,足以满足1300户家庭用电需求。发电余热则能将水加热至90摄氏度,通过2.5公里的供热管线满足园区取暖需求。

  这样的改造还有不少。在园区中心,有一座德国最大的电动车充电站。它由旧车库改造而成,顶棚完全被光伏板覆盖,产生的清洁电力通过集分布式供能、本地用能、能源存储于一体的智能电网系统,为园区170余个电动车充电桩提供能源。高达1.9兆瓦时的电池储能系统,由奥迪公司回收的二手汽车电池组成,实现了资源可持续利用。

  园区的部分充电桩也很有特点。依靠一家初创公司的技术,这些充电桩被直接安装在路灯灯柱上。相比新建充电桩的高额投入,把一个路灯改装为充电桩大约只需不到1小时和1000欧元。园区内的自动驾驶摆渡车在这里充电,依靠传感器、摄像头、GPS导航等技术,安全地来回穿行。无人驾驶清扫车则可将清扫范围精确到厘米级。“欧瑞府园区建立了一个创新型的榜样,展示了如何在经济允许的前提下,通过智能和创新的系统升级,实现气候保护这一目标。”德国能源署前署长、德国欧亚能效投资公司总裁科勒说。

  除了清扫车,还有诸多“黑科技”被用于净化环境。在园区4号楼和5号楼的外立面上,悬挂着一片呈绿色管线状的藻类生物反应器。“我们日常生活排放的二氧化碳,恰恰是藻类所需要的能量。”研发这一技术的MINT工程公司总裁穆尔施塔特介绍道。通过光合作用,反应器管道中的藻类迅速繁殖,每年可生产藻类200千克,每千克藻类可吸收2千克二氧化碳,并清除有害的二氧化氮等废气。净化空气的同时,藻类还可被提取加工成绿色粉末,作为营养添加剂用于化妆品和食品工业。

  这些基于清洁能源、人工智能的技术实践,都出自欧瑞府园内的企业。目前,该科技园入驻150多家机构,既有德国铁路、施耐德电气、思科这样的全球500强巨头,也有MINT等诸多小型初创企业。欧瑞府扮演了创新孵化器角色,为初创企业提供办公场所、资金和咨询支持。此外,柏林工业大学、德国人工智能研究中心也在园区设立了研发场所,与企业一起将能源技术转化为商业可行方案。“为了优化能源系统,不同机构将各自的产品及技术引进园区,形成了围绕新能源和低碳技术的完整产业生态圈。”科勒说。

  在穆勒看来,超过3500人工作的欧瑞府园区,将为德国创造一个小型智慧城市的蓝图,“我们这里是柏林的未来之地”。

  

  荷兰“太阳城”        

  居民充分享受光伏发电的收益

  本报记者  张朋辉

  在荷兰海尔许霍瓦德市南部,坐落着一个远近闻名的“太阳城”社区。从空中看,社区整体规划严整,以一个边长700多米的正方形岛屿为中心,周边是大片水域和绿地,宛如一座大公园。引人注意的是,在鳞次栉比的建筑屋顶上,布满了蓝色的太阳能光伏板。依靠清洁能源,“太阳城”已经成为一个实现碳中和的社区。

  “太阳城”社区1992年开始规划,2009年正式建成,目前共有3300套住房,注册居民4500人左右。这里的建筑房顶、道路两旁都装有光伏板,总面积达5万多平方米,相当于总装机5兆瓦的发电机组,可以满足社区大部分用电需求。由于荷兰阴雨天较多,社区还配备了风力发电装置接入城市电网,帮助社区实现了净零碳排放。

  在“太阳城”居住多年的鲍勃·鲍尔介绍,他家房顶安装有5个太阳能光伏板,光伏发电组与公共电网相连。只要条件允许,光伏板就一直工作,智能电表实时显示家中电能消耗数据,多余的电能可以储存在光伏蓄电池里或者被电力公司有偿收购。虽然一套光伏发电设备的价格高达2万欧元(1欧元约合7.8元人民币),但鲍尔认为长期来看这一成本并不高,而且生态价值巨大,“当我们外出度假的时候,太阳能光伏板实际上还在帮我们赚钱”。

  业主在购买房屋之前必须签订合同,保证太阳能光伏有效运转10年。通过与荷兰本地电力供应商合作,每户都安装有双向电表,光伏产生的多余电量可以被收购,无缝接入本地电网得到充分利用。由于能够享受光伏发电的收益,居民都愿意积极保障光伏设备的维护和使用。

  “太阳城”社区的成功得益于各方的共同努力。为了打造一个“节能减排”示范小区,当地政府联合咨询、能源公司等共同制定规划,设计时充分考虑能源利用效率。例如,社区的学校、超市、餐馆、运动场所、医疗机构、公共服务中心等都就近设计,方便步行到达,减少居民出行的能源消耗;80%的建筑都是南北朝向,以最大限度利用太阳能。

  坚持环境优先并不意味着牺牲房屋质量。“太阳城”建筑设计师阿肖克·巴罗特拉认为,项目最大的特点就是注重实用性,施工方专门定制了光伏板,令其尺寸与建筑相协调,配套设施也没有过多占用建筑空间。为减少建筑能耗,所有房屋也都采用了环保隔热层。

  光伏设施投入大,“太阳城”的建设曾一度面临资金压力。建造期间,受供求关系影响,欧洲市场太阳能光伏板价格上涨,导致项目成本明显增加。当地政府及时增加对项目的补贴,并调整融资方案,配套欧盟的资金支持,项目才得以最终完成。荷兰媒体分析称,“太阳城”的经验表明,平衡经济效益与社会效益是清洁能源项目成功的关键。

  “太阳城”项目完工并实现可持续运行,引发业内广泛关注。2010年,“太阳城”获得欧洲空间规划师协会颁发的“欧洲城市规划奖”特别奖,被称为是“改善城乡居住环境,进行社区规划的典范”。如今的“太阳城”已经成为海尔许霍瓦德市的一张名片,并为欧洲不少国家建设低碳社区提供了范例参考。

  

  法国汇流区        

  以最低成本保障“正能源建筑”运行

  本报记者  刘玲玲

  里昂市汇流区位于罗纳河和索恩河交汇处附近,近年来正着力打造生态和智慧社区。在这里,以智能电网为代表的创新实践,正助力城市实现节能减排目标。

  智能电网是一个可视化能源管理系统,智能电表是其重要载体。借助电力线载波传输技术,智能电表可以将信号传输到数据中心。安装了智能电表的用户,可以登录网站或下载应用软件获取家庭用电量的分析报告,据此调整电器使用时段和时长,培养节能减排的意识和习惯。据法国“智能电网”网站统计,近20年来,法国安装的智能电表中,超过40%位于里昂。2013年,在法国电力集团牵头下,包括汇流区在内的里昂大都会地区,开始进行大规模智能电网试验,截至目前已安装了57.5万个智能电表。

  “智能电网最大的优势在于,带动了民众参与到城市能源转型中,通过直观的数据和表格,呈现出用户的能源消费习惯,使其逐渐改变电力消费模式,为节约能源作出贡献。”里昂大都会地区前主席大卫·基米尔菲尔德指出,电力公司可以根据电量分析报告调整供电方案,例如在用电低峰期降低电力价格,从而引导用户错峰用电,达到节约能效目的。

  在智能电网的基础上,汇流区逐步开始建设可再生能源生产大于能耗的“正能源建筑”,进一步减少碳排放。在社区中心,3座充满未来感的建筑构成了法国第一个“正能源建筑”区域。楼外,建筑楼顶铺陈的成片太阳能光伏板主要负责能源供应;楼内,创新的能源管理设备则帮助建筑减少能源消耗。据里昂大都会区能源任务主管埃梅里科·勒福尔介绍,这里的能源管理系统可以通过传感器,感应和记录建筑能耗,从而寻求能源生产量与储蓄量的“最佳配置”,以最低运行成本保障“正能源建筑”的运行。

  具体来看,图像感应装置可以根据室内的人员状况和日照状态,通过执行器控制建筑物中的能源使用,包括调节供暖和制冷、开关窗户、启动照明或电器等,尽可能减少不必要的能源消耗。在这一过程中,智能电网等可视化能源管理系统,可以对建筑能源需求和消耗进行量化统计,找出其中过度消耗的部分,为进一步完善节能系统提供数据支撑。

  里昂是法国建设低碳城市的先锋,2018年获得“全球绿色低碳领域先锋城市蓝天奖”。为了更好打造绿色之城,普及“智能电网”,里昂计划将建筑翻新作为重点领域。目前在汇流区,正在进行的建筑翻新工程涉及600套住房以及3万平方米的办公区。除翻新加热系统、安装光伏面板外,翻新的住房将全部安装能源可视化管理系统。“在绿色建筑、清洁能源、智能电网等领域,里昂低碳城市建设形成了新的经济增长点。未来,在区域建设的基础上,我们将加强在新型低排放基础设施建设、低排放技术产业化等领域的国际合作,创造更大经济和生态效益。”基米尔菲尔德说。

  

  日本??原町

  利用自然资源优势建设低碳社区

  本报记者  刘军国

  从高知县高知市出发,沿着绿荫环绕的盘山路行驶,穿过几个险峻的山口,一个半小时就可以来到一座山间小镇——??原町。这里地广人稀,地势高低起伏,总人口仅3600人左右。??原町因地制宜,充分挖掘森林、河流、风力、太阳能等自然资源优势,建设低碳社区,2009年成为日本首批13个环境模范城市之一。

  进入??原町,两座伫立山间的巨大风力发电机组首先映入眼帘。由于地处喀斯特地貌的高原,海拔超过1400米,这里年平均风速为7.2米/秒,非常适宜风力发电。这两座600千瓦的风力发电机组1999年投入使用,年均发电超过296万千瓦时,售电收入数千万日元(1元人民币约合16.7日元)。此外,??原川流经该镇,2008年当地政府利用河流6米的落差,建设了一个53千瓦的小型水力发电机,白天供当地中学教学楼用电,晚上供82个路灯的照明用电。

  在“源自自然,回馈自然”的理念下,风力发电收入被用于推广低碳设施。当地居民每安装1千瓦的太阳能板就可以得到20万日元补贴。截至2020年3月底,??原町有160户家庭安装了太阳能,总装机量达695千瓦,33个公共设施也安装了太阳能,总装机量达535.9千瓦。

  ??原町森林资源丰富,森林覆盖率达91%,许多是上世纪五六十年代栽种的杉树和扁柏树。为使树木更有活力,吸收更多二氧化碳,当地政府与森林所有者签订管理合同,对间伐(为加速林木生长或防止病虫害等,有选择地砍伐部分树木)管理者给予补助。

  ??原町市政厅和当地著名的两座桥梁都由木材建造,代替了碳排放较高的水泥。在标准的木材产品外,木材边角料和森林间伐管理产生的木料被加工成了木丸。2001年,当地政府与相关团体和企业合作,建造了木丸加工厂。目前,这座加工厂每年可以处理3900吨木料,生产1300多吨木丸。这些木丸被用在当地养老院、学校和家庭的取暖设施中,既能减少化石能源的使用,燃烧后的灰烬还能作为农田肥料,可谓一举多得。政府对安装木丸炉进行取暖的家庭给予补贴。

  为了向更多民众宣传低碳生活,??原町建造了两座木造样板房,供人们前来体验。样板房内外装修采用当地木材,重视绝热性和气密性,并使用太阳能发电、木丸炉、太阳能空气集热系统等新能源和节能技术,充分减少碳排放。当地政府还组织中学生与居民一起制作安装太阳能板,邀请小学生参观风力发电设备,让人们从小了解新能源设备的工作原理和节能减排的重要意义。??原町长吉田尚人表示,希望这座小镇能成为人与自然和谐共生的典型,为日本其他地区提供借鉴。

  版式设计:蔡华伟


  《 人民日报 》( 2021年05月26日 17 版)

(责编:白宇、赵欣悦)

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