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在2013年中国城市规划年会“生态宜居,低碳实践”论坛上,来自重庆市地理信息中心的贾敦新以《基于GIS技术的控规方预含碳排放量估算及评估研究》为题,从五个方面介绍了在控规角度上对碳排放进行的研究和探索。
按照美国能源部CO2信息分析中心(CDIAC)的统计,2010年中国CO2排放量达82亿吨,人均达6亿吨,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%,工业排放占28%。农村地区的碳排放比重较少。在这样的背景下,国家提出能源强度降低16%,碳排放强度降低17%的节能减排目标。
控规作为战略层面上的总规,或者说修建性详细规划衔接的一部分,是城市建设的重要依据。所以在控规层面上研究碳排放因子以及它的主要影响因素,对于指导城市建设非常关键。
研究本着先区分碳排放源头,碳产生顺序,再找出碳排放因子,再并对它进行评价和计算总量,对比哪些因素影响碳排放。通过对控规的分析,从能源消耗角度将控规中的能源消耗概括为两个方面:即土地使用上的建筑能耗和交通出行能耗。土地使用决定了建筑类型,交通组织决定了出行方式。区分出两大体系之后,再区分能源分摊,到底使用哪种能源,再结合碳排放系数进行碳排放评估。
用地分为居住用地和非居住用地两个方面,居住用地和每个人的生活息息相关,在进行碳排放评估时,和日常消费有关,而非居住用地主要和建筑面积有关。
区分不同交通出行方式,如汽车、公交车、轻轨等,在能源上分为一次性建造能耗和运行能耗。除了碳排放,总能耗还需考虑碳汇。最后得出控规方案中碳排放量的计算公式:
CO2总排放量=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-绿地固碳
控规方案中的总碳排放量可以通过公式计算。不同的规划范围总碳排放量是不同的,所以还要有更详细的指标,我们在此设定13个评价指标来评价碳排放量多少。
技术实现上,目前控规大多基于CAD软件,成果是现有图纸表达。如何在现有的控规方案里建立碳排放指标体系?我们选取了研究边界、居住人口、就业人口、土地利用、商业中心和城市道路中心线六个图层,建立碳排放整体框架。
首先要建立研究案例,接着定义能源类型以及能源CO2排放系数,定义每一种用地的能源分摊,以及CO2排放和所对应的绿地碳。再用交通的能源分摊,加上摘出来的六个图层导入到系统,选择一个评估指标进行碳排放评估,最后查看碳排放结果。
接下来贾敦新以重庆歇马居住区为例进行实证说明。歇马居住区面积12.7平方公里,规划目标是仪器仪表产业、文化休闲、商业商贸于一体,配套齐全、设施完善、档次较高的综合城市片区。规划建设用地面积11平方公里,规划人口13.5万人。
居住用地根据每一类用地,确定各种能源的分摊和能源消耗总量。非居住用地归置成工业、供电、道路、市政以及绿地,分别定义它们的用电分摊和用气分摊。固碳区分为规划中的绿化和居住用地或其他一些用地类型当配建的绿地,按照控规方案指标进行分摊计算。交通出行,选择汽车、公交车、摩托车和轻轨定义能源分摊。建设之后,将控规方案的数据导入到系统中,进行评估。
评估结果表明:整个居住区人均居住能耗在每年800万英热左右,非居住用地人均能耗每年约42万英热,每年每人CO2排放量在1.8万千克。交通出行,根据计算每人每年乘小汽车出行的CO2排放量约70千克,公交车92千克,摩托车16千克,轻轨39千克,每人每年交通出行合计216千克。歇马聚居区范围内交通出行产生碳排放量每年约2.9万吨。聚居区内绿地年总固碳量0.41万吨,其他配建用地绿地固碳量0.14万吨,区域年总固碳量只有0.55万吨。
为了有更好的对比性,对方案进行微调,首先调整一些商业中心位置,其次增加一个轻轨站点,出行分摊由原来的0.1:0.6:0.2,降成了0.06:0.44:0.44。调整后总CO2排放是2.45万吨,调整方案比原方案每年净减少0.45万吨,相当于规划区内所有绿地固碳量的82%。从这个角度看,与其增加更多绿地,不如调整出行设施和空间布局。
基于上面的研究,有以下几点结论。首先聚居区内CO2排放总量159.6万吨,人均CO2排放量11.8吨(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;而绿地固仅0.5万吨)。其次,从交通出行来说,公交车还是主要出行方式,但轻轨最经济。最后从CO2排放和绿地固碳来看,绿地的固碳量远远小于人们消耗能量所产生的CO2,因此降低碳排放的主要途径还是以降低能耗为主。
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