国外城市综合能源系统变革典型案例的十条启示

ADDINCNKISM.UserStyle国外城市综合能源系统变革典型案例经验的十条启示多方面推进能效提升，降低城市能源消耗国外城市能源消耗重点关注城市建筑能效，其解决措施主要集中在能效计划制定、废弃资源再利用、政府引导等方面。能效计划制定方面，规定了城市新建以及现有建筑的能效标准要求，制定了明确的能效提升计划，其中澳大利亚墨尔本通过开展建筑专项计划来提升商业建筑的能效水平。废弃资源再利用方面，充分利用城市范围内的资源产生有用的城市能源，如工业废热、城市生活垃圾、废水/废弃等废弃资源，提升其转化为可用能源的潜力，改善能效，降低城市能耗，满足城市能源需求。政府引导方面，提升能效标准，制定建筑能效标准，使用绿色标准激励等措施，引导城市能效的提升。具体解决措施如表1所示。表SEQ表\*ARABIC1国外城市能效提升的解决措施概况切入点解决措施城市能效计划制定建立零排放建筑标准，2020年新建和现有建筑达到接近于零的能耗标准奥地利维也纳智慧城市规定所有建筑物均采用被动式房屋建设标准，确保高能效水平加拿大多伦多Quayside城市住宅和商业建筑的能耗减少50%，开展1200建筑计划专项，提高1200个商业建筑的能效水平澳大利亚墨尔本废弃资源再利用利用工业废热翻新建筑，以达到能效标准，建设节能房屋德国博特罗普重视废弃废水和废物等废弃资源的使用，将城市生活垃圾用于产生沼气瑞典马尔摩Hyllie使用城市垃圾处理厂和生物质电厂的热能服务于供暖系统丹麦哥本哈根将废物转化为可用能源，提升废物转化为可用能源的潜力新加坡政府引导办公楼经过环境认证瑞典马尔摩Hyllie制定了北美最严格的建筑规范，能效标准比LEEDGOLD标准要求更高加拿大温哥华使用绿色标志激励计划，在2030年前绿化80%建筑新加坡定义了相对较高的能效标准，建筑物必须达到绿色建筑联盟的铜级及以上标准的认证美国佛罗里达BabcockRanch生态新城聚焦可再生能源开发利用，促进城市能源低碳转型目前，国外城市低碳转型首要任务是了解城市能源系统现状，确定可利用的可再生能源资源，并据此设计城市可持续能源系统，进而促进城市能源的低碳转型。如，丹麦哥本哈根、瑞典马尔摩、德国慕尼黑、美国佛罗里达BabcockRanch生态新城、阿拉伯联合酋长国阿布扎比的玛斯达尔、加拿大温哥华等城市具有丰富的可再生资源，但是，奥地利维也纳智慧城市、新加坡、德国博特罗普等城市可利用的可再生能源有限，通常是综合开发太阳能、陆上风能，充分开发利用有限的可再生能源。国外部分城市可再生能源概况如表2所示。表SEQ表\*ARABIC2国外部分城市可再生能源概况可再生能源类别城市海上风能丹麦根本哈根、瑞典马尔摩地热德国慕尼黑太阳能美国佛罗里达BabcockRanch生态新城、阿拉伯联合酋长国阿布扎比的玛斯达尔水力资源加拿大温哥华有限的太阳能、陆上风能奥地利维也纳智慧城市、新加坡、德国博特罗普而且，国外城市几乎都设定了低碳减排目标，制定了城市低碳发展计划，如表3所示。其中，加拿大温哥华采用城市温湿气体排放协议评估低碳减排程度。表SEQ表\*ARABIC3国外城市低碳发展计划概况发展计划城市在选定的区域实现碳排放减半，到2050年建成碳中和示范区德国慕尼黑2025年实现碳中和，排放量必须减少到4亿吨丹麦根本哈根达到欧洲气候目标，制定包含CO2的总体减排目标，2030年能源消费总量的20%来自可再生能源，2050年能源消费总量的50%来自可再生能源奥地利维也纳智慧城市利用100%可再生能源供应，2020年达到零排放瑞典马尔摩Hyllie2030年达到6500万吨CO2排放峰值新加坡2050年100%能源来自可再生能源，减少80%的碳排放加拿大温哥华2050年CO2减少一半德国博特罗普2020年实现碳中和目标及零排放战略澳大利亚墨尔本着力减少交通出行污染物排放，持续改善城市空气质量采用可替代/改善交通出行策略，减少传统交通工具的污染物排放，是国外城市改善空气质量的着力点。可替代/改善交通出行策略主要集中在三个方面：一是电动交通策略，规划电动车充电站/充电桩，推广电动汽车共享服务，限制传统车辆，鼓励电动交通出行，允许电动汽车免费停车等。二是绿色出行策略，改善公共交通网络，建设自行车游览路线、步行路线，鼓励骑车和步行等低碳出行模式，配套自行车骑行系统，设计人性化的人行道和自行车道等。三是采用数字化技术改善公共交通，采用包含人工智能、无人驾驶等的数字化技术来采集实时信息，管理公共交通，提供按需服务的公共交通，缓解城市拥堵问题。改善措施详见表4。表SEQ表\*ARABIC4国外城市空气质量改善措施概况切入点交通减排措施城市电动交通策略采用共享电动汽车、自行车等交通出行工具，规划充电站，建立覆盖范围较广的电动交通网络德国慕尼黑限制传统车辆，鼓励电动交通加拿大多伦多Quayside支持公共交通，采用碳中性公交车取代柴油公交车，建设新的充电站，允许电动车免费停车，将电力、燃料电池/生物燃料驱动的汽车比例提高到64%，并且在2025年达到100%丹麦根本哈根基于电动/生物质燃料驱动的共用汽车也受到广泛支持瑞典马尔摩Hyllie已经制定了电动汽车基础设施战略加拿大温哥华电动汽车共享服务，实现交通出行的碳排放量减少30%德国博特罗普绿色出行策略改善公共交通网络，减少私人机动交通，鼓励步行、自行车等低碳出行模式，2025年私家车将减少到20%，2030减少到15%奥地利维也纳智慧城市重点关注低碳公共交通出行解决方案，完美实现了火车站与市中心及哥本哈根的拼接，安装了第一个配套打气泵、休息室、淋浴以及储物箱的自行车骑行系统，方便15min内骑车可达周围风景点瑞典马尔摩Hyllie设计了可加热的人行道和自行车道，即使下雪也可以使用，建立了交通和停车控制系统加拿大多伦多Quayside建立自行车绕城游览路线、步行路线，建设更多的自行车道丹麦根本哈根数字化技术使用包含人工智能、自动驾驶等的数字创新技术新加坡此外，加拿大温哥华除执行世界卫生组织标准外，还为大温哥华地区制定了最严格的空气质量指南，同时也确保了城市空气质量信息的获取，并且调查了燃气泵情况及其空气质量影响；澳大利亚墨尔本除了鼓励公共交通、汽车共享等电动交通策略以及城市骑行、步行等绿色出行策略外，还制定了城市中自然和森林战略，即到2040年，树冠覆盖率从22％增加到40％，有助于改善城市的空气质量。强化创新机制，推动城市能源创新技术发展在所调查的国外城市中，各城市所采取的创新方法差别较大，但主要从构建创新策略、建立合作伙伴关系两个方面来推动城市能源创新技术的发展。构建创新策略，制定创新解决方案新加坡、奥地利维也纳、加拿大温哥华具备比较全面的创新策略。新加坡与行业伙伴合作，建立由行业和研究人员组成的研究联盟，通过股权投资计划共同创造和商业化城市能源创新方案，其中，股权联合投资计划(StartupSGequityscheme)旨在鼓励和加速私人投资于具有关键知识产权和全球市场竞争力的科技型初创企业；提供研究生奖学金和博士后研究金等资金支持；鼓励以创新创造新技术为目标的研究中心、合作中心的发展。奥地利维也纳制定创新发展目标，到2050年成为欧洲五大研究和创新中心之一；制定以创新为主导的外企奖励计划和支助计划；加强与同布尔诺和布拉蒂斯拉瓦两个城市在创新领域的合作；建立了一个开放的数据平台，其中包括地理、交通、环境、预算和统计数据；创立合资企业Aspern智慧城市研究协会（ASCR），围绕建筑自动化和建筑能源柔性在能源市场上的应用，以城市开发区为试点展开研究。加拿大温哥华自身就是一个创新中心，是工业和大学研究的实验室、测试中心，是行业协会和开发可持续技术的非营利组织的所在地；建立城市和州的激励计划，如包括培训、咨询以及针对排放和成本节约的定制分析报告等的气候智能计划；建立绿色和数字示范计划(GDDP)，允许企业免费使用城市自有资产，以验证创新的绿色/数字技术。创新解决方案通常与数字解决方案相关联。德国慕尼黑通过数字化技术处理大量数据信息并将不同创新解决方案（如地热发电、虚拟电厂）综合起来使用。此外，德国慕尼黑聚焦在客户导向和商业模型的创新，所开发的应用程序直接面对终端用户。创新解决方案也可以解决融资计划。澳大利墨尔本提出一个有关环境升级的金融（Environmentalupgradefinance）政策。该政策通过签订环境升级协议来帮助建筑业主申请资金，以进行节能、节水和降低碳排放的改造工程。其中环境升级协议是建筑业主、银行和墨尔本城市可持续发展基金之间的合同，建筑业主通过墨尔本城市可持续发展基金向银行申请贷款，一旦协议生效，银行则把贷款转给建筑业主，墨尔本城市可持续发展基金则通过收取一定的利率收回贷款，然后将还款转给银行。构建合作伙伴关系，提升城市能源项目创新水平与大学、研究机构等建立科学合作伙伴关系，通过共同参与、优势互补来提升项目的创新水平。德国博特罗普建立科学顾问委员会，确保在广泛的主题上创建和交流知识；澳大利亚墨尔本与多家研究机构合作，计划建立一个温室专业技术中心，以确保当地企业在设计方面取得领先地位，刺激和支持绿色能源的创新，并发展服务和技术出口；丹麦哥本哈根与科研部门和企业合作开展不同的主题，如EnergyLabNordhavn，LED路灯和智能交通系统。把握城市能源转型，激发共享经济发展城市能源转型是国外城市重点关注的经济因素。多数城市通过创造新的就业机会来推动共享经济发展，如表5所示。此外，还有其他一些促进经济发展的方式，如，奥地利维也纳智慧城市通过建筑翻新项目达到年节省400欧元的供暖费用；加拿大温哥华力争2020年成为绿色商业中心；澳大利亚墨尔本通过开展1200建筑项目，刺激墨尔本的经济发展并推动20亿美元的私营部门再投资；加拿大多伦多Quayside采用跃层建筑提高建筑速度和降低建筑成本；丹麦哥本哈根使用具有低财务风险的成熟技术来确保经济性；新加坡则通过创建太阳能等新产业并在全球范围内推出其产品来确保经济性。表SEQ表\*ARABIC5国外城市能源变革中新增就业机会概况新增就业规模城市创造1500个新工作场所德国慕尼黑节省/创造900个工作岗位奥地利维也纳智慧城市创造9000个就业岗位瑞典马尔摩Hyllie自2013年以来，绿色工作岗位已经增加了23％，2020年创造2万个新的绿色工作岗位加拿大温哥华项目区域提供22，000个工作场所德国博特罗普创造8000个“绿领”工作岗位澳大利亚墨尔本计划创造20，000个永久工作岗位，以维持19,000个家庭多达50,000个居民的生活美国佛罗里达BabcockRanch生态新城构建绿色宜居环境，提升城市生活品质宜居是对城市适宜居住程度的综合评价。每个城市面临的城市问题不同，对于宜居也有不同的理解，因此，采取的策略也不尽相同，如表6所示。表SEQ表\*ARABIC6国外城市宜居举措概况举措城市考虑居民需求，如：短距离交通出行，减少污染物排放，通过智能家居创造一个健康的室内环境德国慕尼黑基于传感器的数字化解决方案提高生活质量，改善空气质量加拿大多伦多Quayside房屋节能化、交通出行智能化丹麦哥本哈根使用绿色外墙、居民能源消费增值服务、居民健康服务、社会事务服务奥地利维也纳智慧城市创建景观建筑，包括绿色外墙、人工湖，结合城市、农村的生活优势瑞典马尔摩Hyllie采用数字化技术，提高城市生活品质，如：建立电子支付系统新加坡规划绿植，综合利用可再生能源、废物，建成一个以自然为导向的城市加拿大温哥华创造可持续居住环境、良好的工作环境德国博特罗普改善自行车和步行道，公共交通系统，增加绿地和树木的数量澳大利亚墨尔本关键设计和发展战略包括太阳能，水资源效率，本地植物和可持续的当地材料，树木保护和搬迁以及佛罗里达州绿色建筑标准，强调步行和骑自行车城市的设计美国佛罗里达BabcockRanch生态新城宜居的城市环境离不开公众的积极参与。提升公众的参与度，让公众切实感受到城市的美好，才能有效提高城市生活品质。公众参与举措见表7。表SEQ表\*ARABIC7国外城市公众参与举措概况举措城市建立区域实验室，定期开展讲座、研讨会德国慕尼黑制定计划，允许公民参与规划过程的各种活动加拿大多伦多Quayside通过电子政务平台，共享信息，提升参与积极性奥地利维也纳智慧城市开展社区咨询、教育活动瑞典马尔摩Hyllie通过终端应用程序，提供参与机会新加坡通过公共会议、研讨会、社区项目等，提供参与机会加拿大温哥华开展新闻宣传、咨询、学校、能源报告等的活动德国博特罗普提高能源供应能力，保障城市综合能源系统柔性和可靠性了解当地能源供需特点，充分利用可再生能源，提高城市能源供需平衡能力。生物质、水力等能源波动性较小，可开展基荷服务，而风能、太阳能等可再生能源波动性较大，可以利用储能、热电转换、虚拟电厂等技术，提高城市综合能源系统的柔性和可靠性，如表8所示。表SEQ表\*ARABIC8国外城市负荷保障方法概况负荷保障方法城市地热能和生物质能用于供暖部门来保障基荷，且海上风能的波动性低于陆上风能丹麦哥本哈根利用水力发电确保基荷加拿大温哥华大型太阳能设施与太阳能储存相结合，确保持续的能源供应美国佛罗里达BabcockRanch生态新城基于数字化和自动化融合的智能能源系统技术新加坡虚拟电厂技术德国慕尼黑热电联产技术德国博特罗普建筑自动化技术、电热转换技术奥利地维也纳智慧城市微电网技术、光伏屋顶\建筑外墙\水力发电技术加拿大多伦多Quayside其中，新加坡通过高度的数字化和自动化来确保系统柔性和可靠性，其中新加坡智能能源系统(IES)项目，建设智能电网系统，通过为家庭和企业配备智能电表门，提供实时用电信息，实现需求控制、直接负荷控制、负荷缩减和能源管理等措施，以使电网更可靠。德国慕尼黑采用基于云分布式发电的虚拟电厂技术，提高可再生能源的渗透率，其目标是聚合异质能源，通过发电能力集约化，增强分布式能源的可调度潜力，可将其在电力市场上交易或销售，满足能源消费需求。德国博特罗普微型热电联产电厂将用于稳定电网，从而为整个地区提供服务。奥地利维也纳智慧城市ASCR研究协会以建筑自动化和在能源市场上建筑能源的使用灵活性为核心开展项目，而且利用过剩的电力建设动力热电厂，实现电厂与电网和地区供暖的行业耦合。加拿大多伦多Quayside能源系统的可靠性是建立在微电网的基础上，为电动车辆提供可再生能源和非峰值电力，Quayside光伏屋顶和外墙覆盖物也用于提高系统可靠性。多方位宣传城市能源变革成果，展示城市综合能源系统魅力不同城市在展示城市能源变革成果方面采用不同的方法，主要有以下三种：一是建立英文网站，使用国际社交媒体平台等；二是与全球知名公司、专家合作；三是举办大型国际活动，如在哥本哈根召开联合国气候变化会议。展示经验具体如表9所示。表SEQ表\*ARABIC9国外城市能源变革成果展示方法概况举措城市通过不同的渠道（如：新闻、媒体、主页）等宣传项目信息德国慕尼黑具有包含详细信息的网站，可下载所有相关文件，在在Instagram、twitter、YouTube和Facebook上都有账号。新闻通过时事通讯传播加拿大多伦多Quayside通过哥本哈根峰会对其计划进行宣传，建立城市的可持续发展形象；提高城市发展愿景引用率丹麦哥本哈根智慧城市的主页包含公民，记者，企业和研究人员的详细信息；使用不同的媒体来宣传其倡议奥地利维也纳智慧城市设计主页信息，提供英语表示的气候合作协议，通过宣传视频介绍项目瑞典马尔摩Hyllie除了当地的可持续发展活动和志愿者机会之外，时事通讯还提供有关进展，计划和举措的新闻；在Facebook，twitter，Instagram，YouTube，Flickr上都有账户加拿大温哥华城市的网站提供有关目标，目标，战略，行动计划和资金的详细信息；网站提供英文版。该市在Facebook，Twitter，Instagram，LinkedIn和YouTube上都有账户澳大利亚墨尔本创建博客，关注城市的发展；在Facebook、twitter、Instagram和YouTube上都有账号佛罗里达BabcockRanch生态新城打造城市综合能源系统场景体验区，近距离感受城市能源变革国外城市综合能源系统典型案例仅有很少的项目是以体验性为目标，因此城市综合能源系统场景体验相关的经验比较少。现有相关经验如步行参观、城市能源地图等，具体如表10所示。表SEQ表\*ARABI