零碳工厂精心梳理了各省市近零碳排放区的相关政策和建设路径,今天我们推出零碳路线图-上海市。
零碳路线图
“近零碳排放区”是一个需要政策引领、方案指导、产业协调、企业配合、金融托举的综合性复杂方案。“近零碳排放区”并不是不产生二氧化碳的排放,而是通过工艺升级、能源替代、碳排放交易等技术与金融手段,实现碳排放的削减与中和,接近近零碳状态。
“近零碳排放区”的建设尚无先例可循,但在“双碳”背景下将会是未来各省市规划和建设的目标,将有力促进省市“碳中和”目标的实现。
09上海市
实现碳达峰、碳中和是党中央作出的重大战略决策。作为以市场机制推动温室气体减排的重大制度创新,全国碳市场的启动交易必将为引导资源更多投向低碳发展领域提供有效路径,为碳达峰、碳中和目标如期实现提供有力抓手。按照党中央、国务院决策部署,上海全力以赴、扎实稳妥把全国碳交易市场建设好、运行好,奋力打造具有国际影响力的碳交易中心、碳定价中心、碳金融中心。
——上海市市委书记
今年要有序推动重点领域、重点行业开展碳达峰专项行动。加快闵行燃机、海上风电等项目建设,新增光伏装机30万千瓦。坚决遏制高耗能、高排放项目盲目发展,淘汰落后产能项,推动家重点用能企业节能技术改造,新增50家绿色制造企业。新投放辆新能源公交车,全面完成内河泊位岸电标准化改造。今年将深入打好污染防治攻坚战。加快苏州河环境综合整治四期、吴淞江工程新川沙河段建设,整治河道公里,建成15个生态清洁小流域示范点,推进海洋生态保护修复。启动建设7座湿垃圾资源化利用设施,推动生活垃圾回收利用率达到42%。深入实施第三轮金山地区环境综合整治。
——上海市市长
上海市发展概况
上海有着领先的低碳发展意识以及良好的低碳发展基础,是率先明确提出力争在年前实现碳达峰的重点城市。上海碳达峰目标其实早在几年前就写进了《上海市城市总体规划-》,规划中专门有一节内容为“气候变化应对”,提出了明确的低碳发展目标:全市碳排放总量与人均碳排放量预计于年前达到峰值,至年,控制碳排放总量较峰值减少5%左右,万元地区生产总值(GDP)能耗控制在0.22吨标准煤以下。万元地区生产总值(GDP)能耗控制在0.22吨标准煤以下。
21世纪经济研究院研究员王帆对上海市零碳现状从两方面进行总结描述:
1.上海市能耗强度在一线城市中并不低。
与国际上诸多发达城市不同的是,上海仍然很大程度是一个“生产型”城市。年上海出台三年行动计划,吹响重振“上海制造”集结号。从产业结构来看,年,上海的三次产业结构比例为0.3:26.6:73.1,工业仍然占据了不低的比例。
从能源消费情况来看,根据上海统计年鉴的数据,年,第二产业的能源终端消费量为.61万吨标准煤,占比为49.9%,尽管在过去的10年间总体呈现出在波动中下降的趋势,但占比仍然达到了将近一半。在四个一线城市中,上海的能耗强度最高,这意味着未来在以碳中和为目标的深度脱碳过程中,上海还将面临艰巨挑战。
从能源结构来看,上海统计年鉴数据显示,年,煤炭消费总量为.28万吨。上海市生态环境局则披露,“十三五”期间,全市煤炭消费总量占一次能源比重从37%下降到31%左右。
2.居民消费侧排碳不容小觑
除了能源结构调整以及工业排放碳达峰之外,上海作为常住人口超过万人的超大城市,交通、建筑以及整个城市运行都面临着碳排放增加的压力。
年,上海居民人均可支配收入达到元,是全国唯一突破7万元大关的地区。在基础设施建设和交通等方面比其他城市消耗的资源和能源更高,产生环境效应影响压迫更大,碳排放量也更高。以交通为例,截至年6月,上海机动车保有量达到.9万辆,其中新能源汽车保有量为51.3万辆,新能源汽车占仅了较小的比例。居民消费也是减碳的一个重要方面。上海统计年鉴披露的数据显示,从年到年,上海生活消费所消耗的能源呈现加速增长的趋势。
虽然上海的碳排放压力较大,但上海的低碳布局也更超前更完善。如在能源消耗方面,上海的“十四五”规划纲要提出,继续实施重点企业煤炭消费总量控制制度,到年煤炭消费总量控制在万吨左右,煤炭消费总量占一次能源消费比重下降到30%左右,天然气占一次能源消费比重提高到17%左右。分行业、分领域实施光伏专项工程,稳步推进海上风电开发,到年本地可再生能源占全社会用电量比重提高到8%左右。城市规划方面,五大新城提出到年每个新城各集聚万左右常住人口,并提出新城建筑全部执行绿色建筑标准,还要推广超低能耗建筑。
此外,为引导市民积极参与碳达峰,上海正在筹备“碳普惠”项目。通俗理解,就是把市民的各种低碳行为所减少的二氧化碳排放量核算出来,变成每个人账户里的“碳积分”,再通过对接上海碳交易市场、各个商业消费平台,让践行低碳生活的市民得到实实在在的激励。
上海市低碳政策演进
实施建议
根据年1月24日上海两会市政协委员柏国强提出:“发展绿色低碳,建筑能源物流产业大有可为。”市人大代表沈群慧提出建议建议:“应加强公共建筑的节能降碳作用。从国际经验来看,随着经济的发展,建筑行业将逐渐超过工业、交通等领域,居于社会能源消耗的首位。”因此,本文选取“建筑”的零碳路径展开讨论。
零碳建筑即是以建筑为对象建设,以单位建筑面积碳排放量和碳排放总量稳步下降为主要目标,是“一种能够自给自足的建筑,它能产生足够的可再生能源以满足它的年度总能源需求。根据相关领域专家提出的方法,近零碳建筑的总体实施策略主要从两方面进行:一是确定建筑碳排放的平衡计算标准——以能耗策略与产能策略平衡计量。也就是说将近零碳排放建筑各项技术分别以降低能耗为目标的低耗能策略和以扩大产能为目标的高产能策略进行分类。二是确定计算边界——根据相关研究人员的成果,最适用的应当是以建筑单体为基础扩展计量边界。
因此,近零碳排放建筑总体策略应以建筑单体近零碳排放目标为基础,采用低耗能策略实现最小化的能源消耗、采用高产能策略实现最大化的能源获取,进而扩展到更大范围的平衡,从而实现耗能与产能平衡的“零”能耗目标。
建筑的零碳排放离不开各类技术集成,技术框架应包括以下几类:提升围护结构热工性能与气密性,是近零碳排放建筑的基本要求,如结构保温板体系、双表皮空腔体系、抽真空保温板体系与植物纤维、ALC板加岩棉等建筑新围护结构;被动式建筑设计是节能是优化建筑性能的重要方法和节约能源的首选途径,如结合庭、院布局的采光系统,内遮阳、幕墙中空遮阳以及硬卷帘、百叶帘、机翼型百叶遮阳等外遮阳技术,结合太阳能、相变材料(PhaseChangeMaterial,PCM)等技术的太阳能复合通风系统等;能源设备系统服务建筑运行保障室内舒适度要求,如照明系统方面降低能耗的节能设备技术和自然采光策略;可再生能源利用,如光电利用、被动式太阳能建筑设计、太阳能加热与制冷技术等。太阳能光热利用等太阳能,地源热泵(GSHP)、水源热泵(WSHP)、空气源热泵(ASHP)等热泵技术,水平轴向风力涡轮机、垂直轴向风力涡轮机等风力技术等。
近零碳排放建筑技术体系庞大、技术措施不一而足,新技术的研究不断深化和扩充着近零碳排放建的实现方法,近零碳排放的实现过程仍需要技术的适宜性选择和整体的精细优化。有学者通过对国际近零碳排放建筑实践案例研究显示,太阳能技术、热回收利用技术、建筑遮阳技术以及自然通风采光等应用比率最高、最广泛,自然采光、遮阳系统、高性能围护结构、节能灯具、热泵空调器、通风热回收、太阳能热水器系统性价比最高。随着新技术的不断进步,技术复合化趋势显著,近零碳排放建筑并非单一专业和技术可以实现,而是既需要围护结构、建筑设备、可再生能源系统等高性能技术与设备,也需要从设计优化到高气密性施工工艺的全面提升,因此,精细化统筹处理各项、各阶段技术措施,才能实现建筑能耗接近于“零”的目标。
双碳大家谈
1全国政协委员、上海交大碳中和发展研究院院长、中国工程院院士黄震
“要在政策引领基础上,加快推进法制体系构建、技术创新革命、市场体制建设,促进面向碳达峰、碳中和的经济社会系统性变革。加快能源与碳市场体系建设,大力推进全国电力、石油、天然气和二氧化碳排放权交易系统建设。通过碳配额、碳排放权交易和碳税等,推动能源“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。完善促进新能源消纳的市场机制,为发展可再生能源、建设新能源为主体的新型电力系统、发展能源服务、储能、可再生燃料提供强有力的市场机制支持。”
2上海市政协委员陈玲
对企业来说,节能减排的技术改造虽然减排成效较大,但价格高昂,耗时也长。“在企业进行技改的同时,我们也应从一点一滴的小事做起,每人减少一点碳排放量,积少成多,也是一笔可观的减排量。”
3上海环交所党支部书记、董事长刘杰
“应对气候变化是百年大计,是面向未来服务人类的事业,希望青年人发扬百年五四精神,接续努力,把青春融入到这一美好事业中,奉献聪明才智,实现人生价值。”
案例推荐
1上海世博零碳馆
项目简介:
零碳馆位于上海世博会城市最佳实践区,由上海零碳中心建造并运营,项目原型为年由零碳中心(简称ZED)建成的全球首个也是英国最大的零碳社区贝丁顿社区(简称BEDZED),是世博会历史上首个以节能减排为主题的展馆。
整个展馆运用了英国贝丁顿零能耗体系的核心和关键技术,通过节能设施减少对能源的需求,并采用可再生能源运用及加强建筑的碳汇措施,实现了建筑运行阶段的二氧化碳零排放。整个展馆形成了一个封闭的自我循环系统,处处彰显了“零碳”的亮点。
零碳馆采用了20个新的技术措施,充分利用自然资源和可再生能源对建筑技术进行全面开发,提高了建筑实用阶段的能源使用效率,实现建筑的节能环保,为参观者提供低能耗的舒适体验,探索了“零碳”新概念。
1.稀土锂电池。零碳馆使用的新型高性能锂动力电池及材料具有无环境污染、安全性好、成本低、适用于产业化生产替代燃油作为牵引动力的电池电源。稀土钇铁锂电池能够在传统电池八分之一的体积下实现更短的充电时间、更高效率的能量储存和更长的使用寿命。
2.会呼吸的零碳地板。零碳馆内所有木质地板选用符合FSC标准的木材,每1cm2释放7个负离子,可全天候持续释放负离子,改善室内空气质量。在常态下可立体抗箘、防霉。同时活性生态漆能高效清除空气中的甲醛、氨气、苯等有害气体,解决了家具环保难题。
3.会发电的树。零碳馆的“能源树”根据自然规律,结合风能和太阳能的双重特点,利用磁悬浮风力发电机、单晶硅太阳能板采集自然清洁能源,经过风光互补控制器,电能存储的蓄电池,电能最后供给用电设备。
4.来自未来的新能源车。经过多年传统的内燃机汽车发展之后,新能源汽车在全球范围内已经成为了一种不可阻挡的趋势和潮流。纯电动、混合动力加上燃料电池的汽车在未来将成为主流。零碳馆展示了来自世界各地的领先新能源车辆设计潮流。
5.光合作用放大器。光合作用放大器利用荧光粉将阳光中大部分都市不可见光的紫外线和红外线转换成可见光,把大自然阳光的光强效提高,从而提供更多能量给植物,这样植物可以吸收更多的二氧化碳,并将二氧化碳转化为我们吃的食物,或者转化为其他可用的用途,包括生物能源。
6.薄膜电池。零碳馆展示了薄膜电池技术,利用太阳光照射到薄膜电池上,吸收光能转化为电子,电子移动形成电动势,外接电源时即能产生电流。薄膜电池的优点是成本低、弱光型、可替代玻璃膜墙。通过半透明的特性成为建筑构件的新型语言,探索了建筑和太阳能的新型结合方式。
7.能吃的餐具。零碳馆餐厅的餐具是由有奶油味的曲奇饼干烤制,经过特殊处理,成为可口的点心,从而“吃掉”应有的二氧化碳排放。
8.会发电的剩饭剩菜。零碳馆内餐厅运营中所需的电能和热能,可以通过生物能热电联产系统对餐厅内各种有机废弃物、一次性餐具等降解而获得。每天营业结束后多余的有机饼干,桌上的一次性盘子、叉子以及一切食物废弃物,通过生物厌氧过程降解,产生电能和热能。降解完成后,最终余下的”产品”还能用作生物肥料。客人喝剩下的啤酒瓶也被店家收集起来,做成店内吊顶、地灯、烛台等装饰,真正实现变废为宝。高效稳定的设备和技术创新对垃圾和废物的有效再生利用展现了未来应用的可能性,也为城市的卫生环境、废物回收、绿色就业和清洁能源开创了新的格局。
9.低碳陶瓷。零碳馆内采用的磁砖,将“纳米”科技技术融入产品,富于除菌、耐腐蚀、自洁、止滑等新功能,自洁砖透过光照吸收阳光热度后产生化学作用,达到表面自洁效果,减少外墙清洗维护费用。
10.太阳能空调。零碳馆通过太阳能、风能和水原热动能联动,实现空间内通风、散热、除湿等效果满足人们舒适性的需求,通过太阳能供应的热水,提供建筑溶液除湿机制所需要的热量,以实现空气湿度和局部温度的调节。
11.风帽。零碳馆在屋顶上的22个五颜六色的风帽可以随着风向灵活转动,利用温压和风压而无需电源驱动将新鲜的空气源源不断地输入到每一个房间,并将室内空气排出,保持室内恒温储能状态,实现全热回收。其中,部分风帽结合太阳能空调溶液除湿系统和江水原热泵温度控制系统,从而实现上海气候条件下的空气调节。
12.“味美”的屋顶。零碳馆的背面通过漫射太阳光培育绿色屋顶植被。通过绿色植被,空气中二氧化碳和水转化为氧气。由于植物蒸腾作用,会带走室内的热量,在烈日下具有遮热、断热与冷却的作用,起到良好的降温效果;同时也是中和碳排放不可或缺的角色。屋顶的植被由生物质锅炉的剩余物质会肥,用净化的雨水灌溉,同时种植的是可以食用的蔬菜,减少食物运输消耗的能量和二氧化碳排放,实现低碳循环。
13.回收宝藏。零碳馆特别邀请了中央美术学院、香港理工大学、台湾实践大学、英国中央圣马丁艺术学院共同参加零碳馆的工艺品创意设计。零碳报告厅里的椅子全部用废旧回收材料制作,是名副其实的环保材料。通过展示体现了对当代中西方发展阶段能源与环境的现实思考,宣传零碳理念,把零碳意识及零碳概念更广泛地推广下去。
14.江水源热泵。零碳馆通过江水源热泵输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移,在夏季将建筑中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,可以高效地带走热量,以达到夏天给建筑物室内制冷的目的;冬天通过热泵机组,从水源中“提取”出热能,送到建筑物中采暖。
15.雨水采集池。零碳馆平方米的屋顶面积成为收集雨水的场地,并采用雨水深度过滤以及紫外线消毒后储存在一个大容器中,通过加强分质供水的工艺流程,确保将收集的雨水处理后用于除饮用水外的其他方面用水,如冲洗厕所、灌溉花园、阳光房的植物、洗车以及非饮用水使用。据统计,收集的雨水和净化的中水量将大于建筑消耗的水量。
16.低碳啤酒。在啤酒生产中需要消耗大量蒸汽,这些蒸汽在常温下冷凝为水,青岛啤酒发明了“余热制冷”的新方法,利用这些冷凝水的余热来生产冷却麦汁用的冰水,大大降低制冷系统的电耗。
17.碳册系统。零碳馆还启动全球首个基于个人的二氧化碳帐户。碳册系统可以在网络和收集探测上累计探监排量,是一个产品全生命周期内二氧化碳含量计算平台;也是一个基于个人或企业的节碳行为所产生碳排量交易或捐赠的平台。
18.城市的能源与垃圾收集机制。零碳馆的垃圾收集机制采用善聚系统。善聚回收箱采用太阳能光伏技术,将光能转化为电能,使用LED光源。这种新光源在实现同样照度的情况下,耗能仅仅是传统节能灯的一半。这样将有利缓解城市照明所需传统电力的负荷。善聚回收箱发电对人、动植物无任何伤害;凡是能安装太阳能电池的地方,就能实现“到处阳光到处电”的目标,使回收箱不再成为城市污点,而成为一道亮丽的风景线。
19.萃取自植物的涂料和洗洁液。零碳馆选用来自植物萃取的天然涂料,能够实现健康安全的室内环境,而传统油漆来源于化工产品。零碳馆同时选用萃取自竹材的洗手液,通过竹之语全天然的清洁剂,确保零碳馆的访客触摸自然。
20.远程会议和签批系统。零碳馆提倡低碳的沟通和交流模式。通过远程会议系统省却大量的商旅交通并实现快捷高效的低碳商业合作。远程签批系统则通过电子签名省去大量的纸张和材料浪费,确保无纸化工作的可行性。通过电子会议系统和签批系统实现低碳的未来办公模式。
持续