基于“6A”理念的新能源城市規劃方法研究

  一、研究背景

 

  新能源城市( New Energy City) 概念可以從狹義與廣義兩個角度來理解。從狹義上講，新能源城市是指城市能源消費以新能源為主的城市。新能源占城市能源消費總量的50% 以上才能被認為城市的主要能源，這類城市也才能被稱為新能源城市。

 

  從廣義上講，一座城市在電力、交通、供熱與制冷、建筑等領域中的任何一個領域實現了能源消費以新能源為主，這些城市也屬于新能源城市范疇，一般被稱為綠色電力城市新能源交通城市、新能源供熱與制冷城市、新能源建筑城市等。或者在城市消費的所有能源類型中，某一種新能源成為最主要能源( 比例最高) ，這類城市也屬于新能源城市范疇，但一般被稱為太陽能城市、風能城市、生物質能城市等。同時，一座城市的新能源應用只要在一個區域或國家的城市中處于比較突出或具有代表性的位置，盡管沒有達到“新能源城市”的標準，但也可被稱做“新能源應用示范城市”。目前，我國的“新能源城市建設”尚處于“新能源示范城市建設”階段。

 

  制定科學的新能源城市規劃是推動新能源城市可持續發展的重要因素。新能源城市的落腳點是“城市”，而不是能源，因此，新能源城市規劃應把能源規劃與城市規劃有機地結合起來，而不是制定專項的城市能源規劃。

 

  目前國內外的“新能源城市規劃”大都屬于“新能源與可再生能源規劃”，不屬于真正意義上的“新能源城市規劃”，這種規劃遠不能滿足新能源城市建設的需要。加強新能源城市規劃理論與方法的研究，是推動我國新能源城市建設、實現《可再生能源發展“十二五”規劃》提出的“建設100 個新能源示范城市及1 000個新能源示范園區”這一目標的需要。

 

  最早認識到城市規劃在能源開發利用中發揮作用的是奧德爾在1975 年所寫的一篇文章。近年來，隨著越來越重視能源問題，特別是面對能源危機帶來的壓力，國內外都出現了一些有針對性研究新能源城市規劃的成果，涉及新能源城市規劃的內涵、特征、指標體系和規劃思路等多個方面。

 

  越來越多的能源學術研究開始關注城市空間結構、土地利用規劃等城市問題，關于高效節能的城市形態理論也已經出現。許多規劃者也認識到土地利用規劃對節能減排的潛在貢獻，并采取積極措施將理論轉化為政策和實踐，并把能源問題納入土地利用規劃的過程中。20世紀90 年代初，高效節能意識已被廣泛用于城市空間結構、城市形態的規劃和設計中，指導能源的合理利用。

 

  由于歐洲、北美、印度等多個區域的國家或

 

  城市都提出了“太陽能城市”建設計劃，因此，關于太陽能城市規劃的研究較多，并有一些有針對性的規劃設計手冊，如，米格爾·阿馬多［2］等人關于太陽能城市規劃的研究、蓋爾威的《太陽房: 太陽能建筑設計手冊》［3］等。

 

  對于生物質能城鎮規劃的研究主要集中在日本，對規劃方法的研究也比較系統。如，日本農業、林業和漁業部制定的《促進生物質能城鎮理念導論》①的第二部分專門制定了生物質能城鎮的規劃程序，內容詳盡，具有很高的參考價值。同時，也有一些案例的介紹，如，未來能源全球中心對于馬斯達爾城市規劃方法研究②等。

 

  國外更多的是一些沒有明確提出“新能源城市規劃”概念，但內容又是與新能源城市規劃有關的低碳城市規劃、生態城市規劃、零碳城市規劃等研究，如馬瑞亞［4］等人所做的零碳城市規劃研究。

 

  在相關研究方面，國外也有較多研究如何更好地把新能源與城市規劃結合起來的成果，如，智慧能源歐洲等機構的研究成果———《城市和區域規劃采用可再生能源: 提高城市能源效率》③、《新能源時代的效率城市規劃》④，其他也有很多有代表性的研究，如漢·凡得維爾［5］ 1309 － 1328、邁瑞克諺［6］ 289 － 297、阿圖·努歐克非［7］等研究者的研究成果。

 

  同時，也有大量關于利用城市規劃推動新能源應用的研究，如《30 城市對城鎮能源轉換的提議》⑤、《可持續城市能源規劃: 應對氣候和能源目標的戰略方針》［8］等; 也有一些介紹具體規劃方法的相關手冊，如，ICLEI 和UNEP 的研究報告———《可持續城市能源規劃: 發展中國家城鎮操作手冊》［9］，提出了一套城鎮能源的規劃方法，對新能源城市規劃具有參考價值。

 

  國內有針對性的關于新能源城市方面的研究很少，主要是一些新聞報道，有針對性地研究新能源城市規劃理論與方法的研究性文獻幾乎沒有。不過，低碳經濟規劃、低碳城市規劃等一些相關方面的研究成果也能提供研究參考。在專著方面，代表性研究成果由婁偉、李萌的專著《低碳經濟規劃: 理論·方法·模型》［10］，以及龍惟定等著的《低碳城市的區域建筑能源規劃》［11］等。在論文方面，有趙繼龍［12］、和桂蘭［13］等人所做的研究。同時，關于能源與城市規劃關系以及區域能源規劃方面的研究文獻也可為新能源城市規劃研究提供參考。

 

  區域能源規劃理論認為，區域開發中應當通過全程管理實現節能目標。在區域規劃之初，就應有規劃、建筑、能源、環境、生態等各專業人員參與，各自從不同專業角度對規劃方案進行技術經濟的預評價、能耗的預測、環境影響的預評估。

 

  綜合來看，國內關于新能源城市規劃的研究遠遠不能滿足新能源城市建設的需求。由于國內缺乏對新能源城市規劃方法的研究，導致有志于建設“新能源城市”的城市往往出現認知及實踐上的偏差，大都把“新能源與可再生能源規劃”當做“新能源城市規劃”，顯然，把專項的能源規劃當做城市規劃，不利于建設真正的“新能源城市”。因此，加強新能源城市規劃方面的研究，具有理論與實踐的雙重價值。

 

  二、國內新能源城市規劃現狀分析

 

  1． 新能源城市規劃的內涵

 

  新能源城市規劃是為了實現一定時期內城市開發利用新能源的發展目標，確定城市性質、規模和發展方向，結合城市空間布局和各項建設，統籌安排新能源的結構、開發、生產、轉換、使用和分配。

 

  根據新能源城市建設的規律及特點，在新能源城市規劃理念方面要進行以下幾個方面的創新: ①新能源城市規劃是一種城市規劃，在規劃理念上不同于傳統的能源規劃; ②新能源城市規劃也不同于一般性城市發展規劃，新能源城市規劃更多地側重新能源在城市中的應用;③新能源城市規劃是一種“全過程”規劃，要考慮新能源的開發、利用及提高能源利用效率。

 

  而傳統的城市規劃及能源規劃一般不考慮能源的開發; ④新能源城市規劃理論既要借鑒傳統能源規劃、城市規劃等相關理論，也要構建適合新能源城市的規劃理論體系; ⑤新能源城市規劃要重視城市一體化布局，充分利用農村的土地資源與可再生能源資源優勢。

 

  2． 國內新能源城市規劃現狀

 

  近年來，隨著國家積極推進“新能源示范城市”、“可再生能源應用建筑示范城市”、“新能源汽車示范城市”，國內多座城市制定了新能源城市規劃方案。

 

  在新能源城市規劃方面，不僅出現了一些有針對性的“新能源( 示范) 城市規劃”，如: 《德州市建設國家新能源示范城市規劃( 2011 年－2015 年) 》、《敦煌新能源城市發展規劃》，也有大量的相關新能源規劃，如《深圳新能源產業振興發展規劃( 2009 － 2015) 》等。

 

  在建筑示范城市方面，大量的城市出臺了“可再生能源應用建筑示范城市規劃”，如《上海市可再生能源建筑應用專項規劃》、《合肥市可再生能源建筑應用發展規劃( 2009—2012年) 》、《湖北省黃石市可再生能源建筑應用“十二五”專項規劃》、《洛陽市2009—2015 年可再生能源建筑應用專項規劃》等。

 

  在新能源汽車示范城市方面，也有大量城市出臺了“新能源汽車示范城市規劃”，如《上海市節能與新能源汽車示范推廣試點實施方案》、《天津出臺新能源汽車發展規劃( 2013—2020 年) 》、《柳州市新能源汽車示范推廣規劃》、《合肥市新能源汽車示范推廣實施方案》、《南昌市節能與新能源汽車示范推廣試點實施方案》。

 

  目前，國內在制定新能源城市規劃方面，盡管取得一些成效，但問題也很多，主要有以下幾個方面。

 

  把新能源與可再生能源規劃當做新能源城

 

  市規劃。目前，國內在制定新能源城市規劃時，普遍存在認知的問題，把新能源城市規劃看做是新能源與可再生能源規劃，缺少與城市規劃的結合。新能源與可再生能源規劃一般側重于新能源與可再生能源產業，即使側重于應用，也因為缺少與城市規劃的結合，導致能源規劃與城市規劃出現“兩張皮”問題，不利于規劃的落實與實施。

 

  國內城市建設新能源城市主要包括以下步驟: 成立專門的新能源產業發展和應用建設領導機構; 匹配專業的外部專家隊伍; 制定詳細、可實施的城市新能源規劃( 含產業規劃和應用規劃，相應的商業模式) ; 制定/申請政策支持:

 

  上網電價、稅收政策、前端補貼、建筑標準等; 在領導機構的監督和外部專家的配合下，按既定步驟實施。在這種模式下，城市制定的只能是“新能源與可再生能源( 產業) 規劃”，而不是“新能源城市規劃”。

 

  缺少規劃理論與方法的研究支持。目前，世界上只有極少數規劃學校重視培養城市和區域規劃師認知能源、可再生能源和能源效率等問題。根據2009 年所做的調查，北美( 加拿大)只有一家這樣的規劃學校，在歐洲有三家，即德國( 斯圖加特) 、丹麥( 奧胡斯) 和芬蘭( 奧盧) 。

 

  盡管相關研究很多，但專門研究新能源城市規劃的文獻卻很少。新能源城市規劃既不同于新能源與可再生能源規劃，也有別于其他的城市規劃，需要有針對性的理論與方法的支持。由于缺少研究的支持，導致新能源城市規劃不僅缺乏規范性，也全不完整，在引導新能源城市建設方面發揮的作用相對較小。

 

  城鄉一體化建設不足。城鄉一體化既是我國社會經濟發展的需要，也符合新能源開發的特點。可再生能源的能量密度普遍較低，在開發過程中往往需要較大的空間。比如，能源作物的種植、太陽能發電場、風力發電場所等。由于城市的空間普遍狹小，在開發新能源過程中，面臨土地等因素的制約。而農村在土地資源及空間方面具有優勢，城鄉一體化開發新能源，有利于解決新能源城市建設過程中面臨的許多問題。當前，一些城市在制定新能源城市規劃時，把精力主要集中在城市方面，忽視城鄉一體化開發新能源，不僅不能充分發揮城鄉各自的優勢，也不利于城鄉一體化建設工作的開展。

 

  缺少可以參考的典型案例。隨著中國建設新能源城市步伐的加快，新能源城市規劃及其實施中的一些問題也逐步暴露出來，如規劃偏重于產業發展，規劃目標缺乏科學預見性，國家規劃和地方規劃間缺乏相互銜接，不協調的問題日益突出，因此，需要完善規劃理論與方法。

 

  按照“新能源城市”的概念界定，目前，國內尚沒有真正意義上的“新能源城市”。比如，山東德州更多的屬于“太陽能產業城市”，而不是“太陽能城市”。如果以該城作為“新能源城市”的代表，學習該城的其他城市也難以建設真正的新能源城市。由于缺少可供參考的成功案例，導致很多城市在建設“新能源城市”過程中，各行其是，難以抓住“新能源城市”建設的精髓。

 

  與緊湊型城市建設理念的矛盾。西方城市發展有兩種模式: 一種是以歐洲為代表的緊湊型模式，在有限的城市空間布置較高密度的產業和人口，節約城市建設用地，提高土地的配置效率; 一種是以美國為代表的松散型模式，人口密度偏低，但消耗的能源要比緊縮型模式多。

 

  緊湊城市是針對城市無序蔓延發展而提出來的城市可持續發展理念。緊湊城市的形態取決于城市中人口和建筑的密度，強調土地混合使用和密集開發的策略，主張人們居住在更靠近工作地點和日常生活所必需的服務設施的地方，是一種基于土地資源高效利用和城市精致發展的新思維，具體體現在功能緊湊、規模緊湊和結構緊湊三個方面: 太陽能、風能與可再生能都屬于較低密度的開發模式，需要較大土地資源予以支撐，這同緊湊型的城市發展模式存在矛盾。布雷赫尼提出的緊湊型城市理念所產生的六大矛盾之一就是緊湊型城市和可再生能源開發之間的矛盾，這也是新能源城市規劃過程中需要面對的難題之一。

 

  三、基于“6A”的新能源城市規劃理念

 

  新能源城市規劃既不同于能源規劃，也有別于通常的城市規劃，需要有針對性的規劃理念來指導規劃。基于對新能源城市特征的深刻分析，筆者提出了“6A”( 或“六全”) 規劃理念。

 

  “6A”( 或“六全”) 是指“全過程、全能源、全區域、全領域、全循環、全參與”( All Process，All Energy，All Area，All Field，All Cycle，All Participation) 。

 

  “全過程”是指在新能源城市規劃要涵蓋新能源的資源評估、開發、利用的整個過程。新能源城市重視能源開發與利用的本地化，以及循環利用，因此，新能源城市規劃要涵蓋新能源開發利用的整個過程。對于大多數城市來說，在使用化石能源時，一般不包含能源開發過程。

 

  “全能源”是指在新能源城市規劃過程中，不僅要考慮新能源的開發利用，也要考慮化石能源的長期使用問題，通過構建科學的能源替代方案，優化各個時期的城市能源結構。

 

  “全區域”是指新能源城市規劃不僅要考慮城市的主城區，也要考慮農村區域，更多的從區域規劃的角度規劃新能源的開發利用，充分利用整個區域的可再生能源資源; 同時，也要結合城市原有功能分區，規劃新能源應用的重點領域及重點項目。“全區域”規劃既是新能源城市建設過程中土地資源、可再生能源資源的需要，也是建設新型城鎮、實現城鄉一體化的需要。“全區域”主要是基于空間概念，同城市功能分區關系密切。“全領域”是指新能源城市規劃不僅要考慮電力、交通、供熱與制冷三大領域，也要考慮經濟、社會、文化、技術、環境等諸多領域，如要充分考慮居民就業問題等。“全領域”主要從基于行業及產業角度考慮與新能源開發利用密切相關的領域。

 

  “全循環”是指新能源城市規劃要從整個城市的角度考慮循環利用各類新能源，使整個城市成為一個大的能源循環利用系統; 同時，要盡可能實現循環利用各類可再生能源，以利于節約能源，保護環境，如，“能源—食品—垃圾—能源( 焚燒發電) ”模式。

 

  “全參與”是指在新能源城市規劃過程中，要充分邀請各方利益相關者參與，以減少新能源城市建設過程中可能出現的問題; 同時，在新能源的開發利用過程中，要使附近的居民成為項目的參與者，如，成為風力發電的股東。

 

  四、“6A”理念在新能源城市

 

  規劃中的應用在新能源城市規劃過程中，“6A”理念的應用主要表現在以下幾個方面:

 

  1．“全過程”、“全能源”與“全領域”規劃理念在新能源城市規劃中的應用新能源城市規劃的最大特點是重視開發當地可再生能源，這也是同傳統能源規劃的最大區別。新能源城市規劃在能源方面要具有四大要素: 一是可持續開發能源，以新能源為主; 二是智慧設計，減少能源使用量; 三是循環利用余熱余能，提高能源利用效率; 四是關注能源與社會、經濟、環境等方面的協調發展，保障新能源城市的可持續發展。新能源城市規劃，應圍繞這些理念面進行。

 

  “全過程”與“全能源”是指，能源開發階段

 

  主要是新能源的開發，利用與節約階段包含傳統化石能源與新能源在內。“全領域”則是指，在新能源城市規劃過程中，不僅要關注電力、交通、供熱與制冷等能源消費的主要領域，也要關注能源與社會、經濟與環境等多個要素的關系，推動新能源城市的協調發展與可持續發展。

 

  2．“全區域”規劃理念在新能源城市規劃中的應用新型城鎮化、城鄉一體化是未來一個時期我國重要的發展模式，這要求新能源城市規劃

 

  必須充分農村區域; 同時，新能源城市的特質也要求城市規劃要重視農村區域，貫徹“全區域”，堅持城鄉一體化規劃理念。

 

  針對城市的不同功能區，在新能源城市規

 

  劃時也應有所區別: 在城市中心區域，由于人口密度較大，空間狹小，一般為商業及辦公場所，應考慮購買綠色電力、區域性熱電聯產/區域集中供熱、太陽能光伏發電、可再生能源汽車等;在內城區的邊緣，由于處于城鄉結合部，居住、商業、生產混雜，應考慮分散式的熱電聯產/區域集中供熱、公共太陽能供熱、購買綠色電力、太陽能光伏發電等; 在工業區，這種區域一般空間較大，生產帶來的垃圾較多，應考慮風電、有機廢物能源化、生物質能開發、小水電、利用大規模的廠房屋頂進行太陽能光伏發電等; 在郊區，這種區域一般居住較分散，空間相對開闊，生物質能資源豐富，城市中帶有生物質的垃圾也在此區域處理，應考慮生物質能開發、太陽能分散供熱等，還要重視規模經濟。如，當前，歐洲國家對太陽能利用的研究意見擴展到城市尺度，太陽能在城市建設中的應用不再是僅僅以一個個獨立的建筑單體和具體的技術設備研發為思考對象，而是以城市尺度為出發點，讓太陽能利用與城市空間結構、建筑結構、公共空間和市政基礎設施緊密結合在一起，共同構成一個整體。把太陽能利用融入宏觀到微觀的一系列尺度中，更為系統、整體地思考和解決問題，必定是未來城市規劃與建筑設計、空間和技術、社會文化和藝術審美發展的重要主題。

 

  3．“全循環”規劃理念在新能源城市規劃中的應用通過循環利用多種可再生能源，以實現提高能源利用效率的目標訴求。可再生能源的循環、利用，包括大循環、小循環、多循環三種類型。大循環主要是指在小城鎮中，整個城鎮的能源循環利用就是一條線模式，如，“能源—食品—地溝油—生物柴油”; 小循環主要是指在一個企業或開發區內進行的能源循環利用; 多循環主要是城市能源的循環利用模式一般要有多種路徑，也就是同時存在多套能源循環模式。

 

  以生物質能城鎮建設為例加以說明。由于生物質能城鎮的能源主要來自生物質能，不僅有生物質能源利用階段，也有生物質生產的階段，這一點同太陽能、風能有很大的不同，因此，生物質能的利用可形成能源循環鏈。

 

  4．“全參與”規劃理念在新能源城市規劃中的應用在制定新能源城市規劃時，邀請利益相關者參與，有利于提前發現問題，并能及時協調與平衡各方利益關系。利益相關者與參與者是不同的概念，在一個規劃項目中，利益相關者是指同項目有直接利害關系的人，而參與者可以是利益相關者，也可以是同項目沒有利害關系的專家。在當前我國各類規劃中，常常只邀請幾個專家，對規劃進行制定與評審，而大部分利益相關者的權益及訴求受到忽視，這樣的規劃在執行過程中，往往面臨較大的阻力。

 

  在規劃中，也要充分考慮公眾的利益，公眾成為項目的參與者與受益者，這種方式更容易把公眾與城市密切聯系起來。如，在已經實現100%新能源供給的丹麥薩姆索島上，超過五分之一的居民擁有風力渦輪機的股份，每股的年收益超過100 美元。這是島民擁有投資積極性的一個重要原因。

 

  總之，新能源城市是一種新型的城市模式，需要同時借鑒能源規劃及城市規劃的相關理論及方法。新能源城市規劃的重點是應用新能源; 同時，需要重視結合城市原有的社會經濟發展戰略規劃，并對新的城市規劃及能源規劃要產生影響，爭取把新能源城市建設目標納入到城市新的社會經濟總體發展規劃中。

 

  “6A”規劃理念為新能源城市規劃提出了新的思路、新的方法，有利于克服傳統的把“新能源與可再生能源規劃”當做“新能源城市規劃”的弊端，有利于規劃建設真正意義上的新能源城市。