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在2013年中國城市規(guī)劃年會“生態(tài)宜居,低碳實踐”論壇上,來自重慶市地理信息中心的賈敦新以《基于GIS技術(shù)的控規(guī)方預含碳排放量估算及評估研究》為題,從五個方面介紹了在控規(guī)角度上對碳排放進行的研究和探索。
按照美國能源部CO2信息分析中心(CDIAC)的統(tǒng)計,2010年中國CO2排放量達82億噸,人均達6億噸,居世界首位。全球CO2排放大部分是城市排放,其中建筑物占39%,交通出行占33%,工業(yè)排放占28%。農(nóng)村地區(qū)的碳排放比重較少。在這樣的背景下,國家提出能源強度降低16%,碳排放強度降低17%的節(jié)能減排目標。
控規(guī)作為戰(zhàn)略層面上的總規(guī),或者說修建性詳細規(guī)劃銜接的一部分,是城市建設(shè)的重要依據(jù)。所以在控規(guī)層面上研究碳排放因子以及它的主要影響因素,對于指導城市建設(shè)非常關(guān)鍵。
研究本著先區(qū)分碳排放源頭,碳產(chǎn)生順序,再找出碳排放因子,再并對它進行評價和計算總量,對比哪些因素影響碳排放。通過對控規(guī)的分析,從能源消耗角度將控規(guī)中的能源消耗概括為兩個方面:即土地使用上的建筑能耗和交通出行能耗。土地使用決定了建筑類型,交通組織決定了出行方式。區(qū)分出兩大體系之后,再區(qū)分能源分攤,到底使用哪種能源,再結(jié)合碳排放系數(shù)進行碳排放評估。
用地分為居住用地和非居住用地兩個方面,居住用地和每個人的生活息息相關(guān),在進行碳排放評估時,和日常消費有關(guān),而非居住用地主要和建筑面積有關(guān)。
區(qū)分不同交通出行方式,如汽車、公交車、輕軌等,在能源上分為一次性建造能耗和運行能耗。除了碳排放,總能耗還需考慮碳匯。最后得出控規(guī)方案中碳排放量的計算公式:
CO2總排放量=居住CO2排放量+非居住CO2排放量+生活交通出行和非生活交通出行CO2排放量-綠地固碳
控規(guī)方案中的總碳排放量可以通過公式計算。不同的規(guī)劃范圍總碳排放量是不同的,所以還要有更詳細的指標,我們在此設(shè)定13個評價指標來評價碳排放量多少。
技術(shù)實現(xiàn)上,目前控規(guī)大多基于CAD軟件,成果是現(xiàn)有圖紙表達。如何在現(xiàn)有的控規(guī)方案里建立碳排放指標體系?我們選取了研究邊界、居住人口、就業(yè)人口、土地利用、商業(yè)中心和城市道路中心線六個圖層,建立碳排放整體框架。
首先要建立研究案例,接著定義能源類型以及能源CO2排放系數(shù),定義每一種用地的能源分攤,以及CO2排放和所對應(yīng)的綠地碳。再用交通的能源分攤,加上摘出來的六個圖層導入到系統(tǒng),選擇一個評估指標進行碳排放評估,最后查看碳排放結(jié)果。
接下來賈敦新以重慶歇馬居住區(qū)為例進行實證說明。歇馬居住區(qū)面積12.7平方公里,規(guī)劃目標是儀器儀表產(chǎn)業(yè)、文化休閑、商業(yè)商貿(mào)于一體,配套齊全、設(shè)施完善、檔次較高的綜合城市片區(qū)。規(guī)劃建設(shè)用地面積11平方公里,規(guī)劃人口13.5萬人。
居住用地根據(jù)每一類用地,確定各種能源的分攤和能源消耗總量。非居住用地歸置成工業(yè)、供電、道路、市政以及綠地,分別定義它們的用電分攤和用氣分攤。固碳區(qū)分為規(guī)劃中的綠化和居住用地或其他一些用地類型當配建的綠地,按照控規(guī)方案指標進行分攤計算。交通出行,選擇汽車、公交車、摩托車和輕軌定義能源分攤。建設(shè)之后,將控規(guī)方案的數(shù)據(jù)導入到系統(tǒng)中,進行評估。
評估結(jié)果表明:整個居住區(qū)人均居住能耗在每年800萬英熱左右,非居住用地人均能耗每年約42萬英熱,每年每人CO2排放量在1.8萬千克。交通出行,根據(jù)計算每人每年乘小汽車出行的CO2排放量約70千克,公交車92千克,摩托車16千克,輕軌39千克,每人每年交通出行合計216千克。歇馬聚居區(qū)范圍內(nèi)交通出行產(chǎn)生碳排放量每年約2.9萬噸。聚居區(qū)內(nèi)綠地年總固碳量0.41萬噸,其他配建用地綠地固碳量0.14萬噸,區(qū)域年總固碳量只有0.55萬噸。
為了有更好的對比性,對方案進行微調(diào),首先調(diào)整一些商業(yè)中心位置,其次增加一個輕軌站點,出行分攤由原來的0.1:0.6:0.2,降成了0.06:0.44:0.44。調(diào)整后總CO2排放是2.45萬噸,調(diào)整方案比原方案每年凈減少0.45萬噸,相當于規(guī)劃區(qū)內(nèi)所有綠地固碳量的82%。從這個角度看,與其增加更多綠地,不如調(diào)整出行設(shè)施和空間布局。
基于上面的研究,有以下幾點結(jié)論。首先聚居區(qū)內(nèi)CO2排放總量159.6萬噸,人均CO2排放量11.8噸(其中非居住的碳排放量最高;居住次之;交通出行碳排放最低;而綠地固僅0.5萬噸)。其次,從交通出行來說,公交車還是主要出行方式,但輕軌最經(jīng)濟。最后從CO2排放和綠地固碳來看,綠地的固碳量遠遠小于人們消耗能量所產(chǎn)生的CO2,因此降低碳排放的主要途徑還是以降低能耗為主。
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