上海世博某片區(qū)零碳社區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)探討

卞世敏，張春雁，竇真蘭，韓冬（國網(wǎng)上海市電力公司，上海200051）

近年來，環(huán)境問題日益引起全球的廣泛關(guān)注，各國經(jīng)濟走向生態(tài)化發(fā)展道路已得到世界范圍內(nèi)的廣泛認同。低碳經(jīng)濟、低碳城市的概念由此提出，低碳城市已成為世界各地的共同追求，低碳城市建設(shè)是低碳革命的重要組成部分。

2015 年 12 月 12 日，巴黎氣候變化大會上通過《巴黎協(xié)定》，其主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在 2 K 以內(nèi)，并將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時期水平之上 1.5 K 以內(nèi)。與此同時，中國承諾引導(dǎo)氣候變化國際合作，成為全球生態(tài)文明建設(shè)的重要參與者、貢獻者、引領(lǐng)者。

本文以上海市世博某片區(qū)為研究對象，分析其開展零碳社區(qū)的必要性與可行性。期望本研究可以啟發(fā)更多的人關(guān)注這方面內(nèi)容，提高人們對生態(tài)環(huán)境的了解與認識，進而積極主動參與到低碳、零碳的社區(qū)發(fā)展中。唯有在人民共同努力下，社區(qū)才能取得較好的成效。

1 零碳社區(qū)的概念

零碳社區(qū)指的是在其中進行低碳經(jīng)濟發(fā)展的社區(qū)。既注重生活方式的改變，又注重低碳技術(shù)的創(chuàng)新，以城市溫室氣體排放的最大化降低甚至徹底告別以往大量廢棄、消費和生產(chǎn)的模式，進而實現(xiàn)高效、節(jié)能、循環(huán)利用的體系，并構(gòu)建低碳消費與生活形式，以此達到城市社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展目標。事實上，零碳社區(qū)是偉大的理想，建成零碳社區(qū)和城市不會一蹴而就。相反，建設(shè)零碳社區(qū)是一個不斷實踐、反復(fù)修正的過程。從綠色低碳到零碳發(fā)展的不同階段，如圖 1 所示。

2 國外零碳社區(qū)的建設(shè)

目前，世界上較著名的零碳社區(qū)案例當屬英國的某社區(qū)。為了探尋上海世博某片區(qū)零碳社區(qū)開展的可行性和必要性，必須要先分析某丁頓社區(qū)的建設(shè)狀況。

2.1 社區(qū)規(guī)劃情況

系統(tǒng)的社區(qū)規(guī)劃方案是某社區(qū)建設(shè)的根本。其建設(shè)不僅考慮了辦公能耗與需求，而且還考慮了家庭能耗需求和當?shù)亟?jīng)濟與生活品質(zhì)對社區(qū)建設(shè)的影響。完善的開發(fā)計劃既體現(xiàn)在硬件設(shè)施上，如循環(huán)設(shè)施、設(shè)計細節(jié)、建筑材料等，也從全局角度對內(nèi)外資源進行整合，讓社區(qū)的建立更加系統(tǒng)完善。在社區(qū)規(guī)劃上，其建設(shè)實現(xiàn)了 5 大目標，即永續(xù)建設(shè)、綠色能源、循環(huán)資源、低碳交通和節(jié)能家居。這 5 大目標也是上海世博某片區(qū)零碳社區(qū)需要達到的目標。

2.2 社區(qū)維護與管理

某社區(qū)之所以能夠長久發(fā)展，其原因在于注重社區(qū)的維護與管理。社區(qū)民眾展現(xiàn)的零碳理念主要是精神方面的保障，物質(zhì)方面的保障則需社區(qū)民眾的大力配合，如零碳宣傳、社區(qū)凝聚、結(jié)構(gòu)控制等。在低碳宣傳上，該社區(qū)的民眾起到了關(guān)鍵作用，其行為與思想帶動了整個社區(qū)的零碳發(fā)展。在社區(qū)凝聚上，建立社區(qū)博客與社區(qū)簡報，讓社區(qū)民眾更好地進行交流與合作。在結(jié)構(gòu)控制上，非常注重社區(qū)民眾的滿意度，致力于建設(shè)與民眾需求相符的社區(qū)。

3 上海世博某片區(qū)開展零碳社區(qū)的建設(shè)

3.1 零碳社區(qū)開展的可行性和必要性

通過某社區(qū)的建設(shè)情況可知，零碳社區(qū)開展不僅有助于社區(qū)民眾理解生活環(huán)境的概念，而且還有助于社區(qū)民眾凝聚力的提升。同樣，上海世博某片區(qū)零碳社區(qū)的開展也能達到如此效果。作為展示上海市的重要名片之一，上海世博某片區(qū)的零碳社區(qū)開展既有利于展現(xiàn)上海的發(fā)展，又有利于優(yōu)化民眾生活，同時也有利于提升民眾凝聚力。因此，上海世博某片區(qū)的零碳社區(qū)開展非常重要。

在可行性方面，我國建成的較早的零 CO2公共建筑—上海世博零碳館坐落于上海世博某片區(qū)。該項目原型取自于世界上較早的零 CO2的社區(qū)某零碳社區(qū)。上海世博某片區(qū)在諸多方面與某社區(qū)非常相似，在城市中創(chuàng)造一個可持續(xù)的生活環(huán)境，零碳理念（綠色能源、循環(huán)資源、低碳交通等）隨處可見，兩個社區(qū)均注重發(fā)展綠色經(jīng)濟。因此，上海世博某片區(qū)的零碳社區(qū)開展是可行的。

3.2 零碳社區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 鼓勵民眾主動參與

上海世博某片區(qū)在開展零碳社區(qū)的過程中，需將民眾的力量充分發(fā)揮出來。在具體實施過程中，可以通過制定相關(guān)政策和加強宣傳的方式使民眾了解并意識到零碳和保護生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境的重要性，進而積極主動地參與到相關(guān)活動中。政府或環(huán)境保護等部門制定相關(guān)政策時，民眾需配合，以便提高政策實施效果，進而為順利開展零碳社區(qū)奠定良好的基礎(chǔ)。此外，零碳社區(qū)也需要民眾的參與，若民眾不配合，將嚴重增加世博某片區(qū)開展零碳社區(qū)的難度。因此，在具體開展過程中應(yīng)意識到民眾的重要性。

3.2.2 優(yōu)化現(xiàn)有生態(tài)體系

上海世博某片區(qū)在建設(shè)中也應(yīng)注意對現(xiàn)有生態(tài)體系予以改進和完善。如通過將自然條件合理利用以對戶型設(shè)計和住宅朝向等進行調(diào)整和優(yōu)化。又如設(shè)計資源和能源循環(huán)與利用體系，對社區(qū)清潔能源與自然環(huán)境進行優(yōu)化，合理設(shè)計垃圾回收處理系統(tǒng)、中水利用系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。再如通過設(shè)計立體綠化來高效吸收碳排放量，在美化上海世博某片區(qū)環(huán)境的同時，也可以有效降低碳排放量。總之，可以通過合理的設(shè)計得到和諧的生態(tài)平衡系統(tǒng)，進而通過創(chuàng)造零排放、低物耗和高效能的宜居環(huán)境來開展零碳社區(qū)的建設(shè)。

3.2.3 創(chuàng)新推廣零碳科技

創(chuàng)新和推廣低碳技術(shù)是建設(shè)低碳社區(qū)的基礎(chǔ)。因此，上海世博某片區(qū)在開展零碳社區(qū)的過程中也應(yīng)將其作用發(fā)揮出來，綜合利用節(jié)能建筑技術(shù)、清潔能源利用和生產(chǎn)技術(shù)、智能生態(tài)節(jié)能住宅技術(shù)等降低碳排量。

光伏系統(tǒng)成為實現(xiàn)零碳社區(qū)必不可少的一部分，需具備安全性、經(jīng)濟性、美觀、反射率和吸收率，以與普通墻體相區(qū)別。與此同時，政府方面也可以鼓勵相關(guān)企業(yè)和科研機構(gòu)加強對低碳技術(shù)的開發(fā)力度。在資金和政策方面向低碳項目方向適當傾斜，以便于推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相應(yīng)技術(shù)手段的出現(xiàn)，開發(fā)出更多可再生、可循環(huán)、高能效和低污染的清潔設(shè)施、產(chǎn)品與材料。在上海世博某片區(qū)成功開展零碳社區(qū)或取得一定成效后，也可將其推廣到全國社區(qū)，全面提高利用能源的效率，為建設(shè)和發(fā)展零碳社區(qū)提供技術(shù)方面的保障。

3.2.4 研發(fā)世博某片區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)平臺

以世博某片區(qū)為對象，基于物聯(lián)信息技術(shù)，將新能源、電網(wǎng)、天然氣、熱力、電氣化交通等傳統(tǒng)孤立的子系統(tǒng)融合協(xié)調(diào)而成。該片區(qū)采取能源供應(yīng)遵循多源化、低碳化的原則。采用屬地清潔能源，充以及分挖潛、外部能源輔助補充的方式滿足區(qū)域多元化的能源需求。

通過開發(fā)最佳實踐區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，開展分布式電源、商業(yè)用戶等多類型資源優(yōu)化運行的示范建設(shè)、信息集成。并研究基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的多能源系統(tǒng)優(yōu)化運行基礎(chǔ)理論，構(gòu)建園區(qū)綜合能源服務(wù)典型業(yè)務(wù)模式。

（1）以園區(qū)現(xiàn)有江水源熱泵、三聯(lián)供、光伏發(fā)電站等系統(tǒng)為主體，對實踐區(qū)供能系統(tǒng)進行負荷數(shù)據(jù)分析。并在此基礎(chǔ)上建設(shè)相應(yīng)的數(shù)字化管理系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上開展運行優(yōu)化的研究。

（2）構(gòu)建基于終端感知融合的能源數(shù)據(jù)層、基于智慧云平臺的能源平臺層、基于“互聯(lián)網(wǎng) +”的能源價值層。建設(shè)實踐區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)挖掘和能效優(yōu)化，全面提升城市能源系統(tǒng)效率。

4 結(jié) 語

本文在分析上海市世博某片區(qū)開展零碳社區(qū)關(guān)鍵技術(shù)探討的過程中，參考了英國某爾頓社區(qū)零碳社區(qū)取得的成效。發(fā)現(xiàn)世界生態(tài)環(huán)境問題越發(fā)嚴重，開展零碳社區(qū)具有一定必要性。上海世博具有一定代表意義，影響范圍較廣，當其取得一定成效后，也可以為我國其他地區(qū)提供一定參考。對此，本文結(jié)合我國上海市世博當前發(fā)展情況，為其順利開展零碳社區(qū)提出了鼓勵民眾主動參與、優(yōu)化現(xiàn)有生態(tài)體系、創(chuàng)新推廣零碳科技的建議和研能源互聯(lián)網(wǎng)平臺等措施。將民眾、生態(tài)體系和科技等有效利用起來的思路，可為順利開展零碳社區(qū)提供一定參考。