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《城鄉建設領(lǐng)域碳達峰實(shí)施方案》近日印發(fā)，城市作為現代經(jīng)濟活動(dòng)的中心，其在應對全球氣候變化與推進(jìn)可持續發(fā)展中發(fā)揮的作用，愈發(fā)受到重視，方案中建設綠色低碳城市專(zhuān)設一章便是體現。
但具體實(shí)踐中，城市在推進(jìn)用能結構調整等方面仍存在較多困難?，F有氣候治理框架下，超大特大城市的可再生能源利用難點(diǎn)有哪些，未來(lái)低碳轉型之路該如何前行？對此，中國環(huán)境報記者專(zhuān)訪(fǎng)了香港理工大學(xué)建筑環(huán)境及能源工程學(xué)系可再生能源研究室教授楊洪興。
土地有限、波動(dòng)明顯，可再生能源面臨挑戰
城市是現代經(jīng)濟活動(dòng)的中心，也是最主要的能源、資源消耗者和主要的溫室氣體排放者。在我國，為數不多的超大特大城市占據著(zhù)相當比例的碳排放量。
中科院陳明星課題組曾對城市尺度下全國碳排放進(jìn)行了初步核算，結果顯示，2019年全國超大特大城市碳排放總量占比為19.45%。
國際能源署（IRENA）發(fā)布的《中國能源體系碳中和路線(xiàn)圖》指出，提高能效、發(fā)展可再生能源等是中國在2030年前實(shí)現碳達峰的重要領(lǐng)域。但楊洪興認為，發(fā)展可再生能源在超大特大城市并不輕松，仍有眾多挑戰。
“風(fēng)能、太陽(yáng)能是兩種較易大量推廣的可再生能源形式，是分布式可再生能源系統的兩個(gè)主要能量來(lái)源，但這兩種能源在超大特大城市的推廣并不容易?！睏詈榕d介紹，超大特大城市可利用土地資源有限，難于安裝大量的太陽(yáng)能光伏系統，風(fēng)能資源也很有限。同時(shí)太陽(yáng)能應用推廣，還存在著(zhù)屋頂可利用面積少、陰影遮擋以及安裝維護難、立面墻體發(fā)電效率低等限制。
同時(shí)，當電網(wǎng)中有大量的可再生能源供電時(shí)，電網(wǎng)的電壓穩定是影響可再生能源廣泛應用的又一阻礙。楊洪興指出，由于用戶(hù)對電力需求逐年提升，導致城市負荷需求大，用電尖峰負荷高。同時(shí)對電網(wǎng)蓄能、設備更新?lián)Q代、傳輸等的要求也提高了?！爱敶罅块g歇、波動(dòng)且受天氣情況影響大的可再生能源電力加入時(shí)，就對城市電網(wǎng)的蓄能、傳輸、調峰、設備更新等提出了更高的要求?！?/span>
此外，能源結構調整所帶來(lái)的，還有相當的經(jīng)濟成本和時(shí)間成本。楊洪興指出，低碳電力設備的投資建設、電網(wǎng)基礎設施更新?lián)Q代成本等支出，會(huì )對地方及國家財政帶來(lái)相當大的壓力。而作為參與者，市民對于低碳經(jīng)濟的接受程度與安全意識、培養正確使用新設備的操作能力等也需要一定的過(guò)渡時(shí)間。
綠色低碳取得進(jìn)展，香港經(jīng)驗有哪些？
目前，我國超大特大城市的可持續能源利用路徑仍在探索之中。但已有的城市經(jīng)驗能夠為問(wèn)題解決提供借鑒，香港便是如此。
根據香港特別行政區政府統計處最新數據，2021年年底香港人口臨時(shí)數字已達到740.31萬(wàn)人。盡管人口數量眾多，但香港的城市綠色低碳發(fā)展卻走在前面。2021年10月《香港氣候行動(dòng)計劃2050》頒布，其中包括在凈零碳發(fā)電（分布式可再生能源建設推廣等）、節能綠建（新建與續存樓宇的節能、提高能源利用效率的能量需求管理等）、綠色運輸（汽車(chē)減碳與電氣化等）、全民減廢（廢棄物管理以減少城市廢棄物填充等）等多方面的行動(dòng)指南，以應對在2050年前實(shí)現碳中和的挑戰。
楊洪興介紹，香港的減碳計劃首先便是從能源、建筑方面入手?！霸谙愀?，發(fā)電所產(chǎn)生的碳排放量超過(guò)總量6成，而建筑能耗部分則超過(guò)9成的電力消耗。目前僅占1%左右的可再生能源電力，在2035年會(huì )增長(cháng)到7.5%—10%，并在往后持續提升至15%，這對于可利用土地面積有限的高密度的超大特大城市來(lái)說(shuō)，是一個(gè)相當可觀(guān)的比例。其中，離岸風(fēng)電的開(kāi)發(fā)勢在必行。同時(shí)，政府建筑節能規范與智慧能源管理系統也是香港推行節能建筑的兩大重點(diǎn)，建筑光伏補貼政策也將極大推動(dòng)城市可再生能源利用的發(fā)展?！?/span>
香港的減碳計劃還涉及綠色運輸與全民減廢兩方面，主要包括氫燃料電池巴士及重型車(chē)輛的試行、私家車(chē)電力化的推廣與新能源輪渡的使用，城市固體廢棄物收費、可降解塑料餐具規范與廢棄物燃燒發(fā)電。
楊洪興認為，香港與北京、上海等超大特大城市相比，有著(zhù)眾多相同點(diǎn)：存在著(zhù)城市耗電量大，尖峰負荷需求大、電網(wǎng)調節壓力大、可利用土地面積受限的難點(diǎn)。也有著(zhù)一系列發(fā)展綠色低碳城市的基礎條件，包括電力基礎設施更新?lián)Q代迅速、城市經(jīng)濟基礎好、民眾節能環(huán)保意識高。
“在這樣的背景下，香港對于電力生產(chǎn)與建筑節能、交通運輸綠色低碳化與廢棄物減排回收等方面的措施，都是可以借鑒共通的。同時(shí)，一些對于地域、自然資源條件要求不高的新技術(shù)新應用探索，如建筑電氣化、分布式能源系統推廣、交通電氣化、高壓直柔輸電、柔性用電負荷等，都可以在北京、上海等特大城市進(jìn)行試驗推廣?！睏詈榕d說(shuō)。
開(kāi)源節流，儲能技術(shù)、能源管理需重視
楊洪興認為，香港和內地超大特大城市的綠色低碳轉型，需要從開(kāi)源、節流兩方面進(jìn)行，針對不同行業(yè)部門(mén)進(jìn)行可行的路徑規劃，是碳達峰、碳中和目標在各個(gè)城市的實(shí)現范式。
“開(kāi)源主要是增加可再生能源，尤其是風(fēng)電和光伏發(fā)電的使用。在可利用的城市屋頂，路邊和可利用的地方修建分布式光伏電站，同時(shí)投資建設高壓大容量輸電線(xiàn)路，大量引進(jìn)北方和西北的光電和風(fēng)電。此外，海上風(fēng)場(chǎng)的建立可以有效增加可再生能源發(fā)電情況，對于一些沿海特大城市來(lái)說(shuō)是非常有利的碳中和路徑?！毕啾扔趩我坏某鞘袃炔糠植际娇沙掷m能源，楊洪興更強調對大區域和大電網(wǎng)等多樣來(lái)源的風(fēng)能、太陽(yáng)能，生物能，水電和核能的綜合利用。
考慮到未來(lái)可再生能源電力對于電網(wǎng)帶來(lái)的傳輸和管理壓力，楊洪興著(zhù)重強調了以抽水蓄能電站建設為代表的電力儲能系統。但楊洪興同時(shí)指出，盡管氫能正成為能源的儲運、使用的新興手段，但目前氫能儲能技術(shù)高成本、安全性不足、商業(yè)化程度不完善，仍處于比較初期的階段。
此外，楊洪興指出，不同超大特大城市可以根據其自然條件的優(yōu)勢，開(kāi)發(fā)不同的可再生能源，如用潮汐能、地熱能供暖和發(fā)電，使用地源熱泵降低采暖和空調耗能，因地制宜探索適合不同城市發(fā)展的具體碳中和路徑。
“節流是實(shí)現碳中和路徑中的另一關(guān)鍵，特別是內地大城市中的工業(yè)用電?！盜RENA的路線(xiàn)圖中對工業(yè)部門(mén)提高能效的技術(shù)著(zhù)墨很多，并著(zhù)重強調了建筑與交通部門(mén)的電氣化。楊洪興也指出，目前內地工業(yè)產(chǎn)品的單位能耗比先進(jìn)國家的數值相比高得多，提高能源利用率是當務(wù)之急。
“小型智慧能源管理系統已經(jīng)在很多研究團隊、企業(yè)中有一定的探索，但大規模的智慧能源管理系統需要更大的平臺合作、數據支撐與相當的試驗?！?楊洪興認為，雖然有多項能效提高的技術(shù)可選，但內地對于能耗數據的長(cháng)期采集、系統維護的不足和氣象等數據不能完全開(kāi)放使用可能會(huì )對相關(guān)計劃的落實(shí)、效果評估帶來(lái)一定難度，對于智慧能源管理系統應當給予充分的重視。
