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定位全球经典“坐标” 为我国智慧城市顽疾搜寻“药方”

日期:2013/12/20   来源:   作者:毛玮阳
  摘要:作为智慧城市理念和应用的牵头机构之一,中国通信工业协会早在2012年11月便指出,我国已有超过150座城市提出了智慧城市建设方案。而这一次对于智慧城市的发展而言,似乎并不是150座城市“各自为战”的分散格局。因为当中国经济发展至今天,150座城市已被相同的“锁链”紧紧地“拷”在一起。

作为智慧城市理念和应用的牵头机构之一,中国通信工业协会早在2012年11月便指出,我国已有超过150座城市提出了智慧城市建设方案。而这一次对于智慧城市的发展而言,似乎并不是150座城市“各自为战”的分散格局。因为当中国经济发展至今天,150座城市已被相同的“锁链”紧紧地“拷”在一起。

人口多、资源少,无疑是我国最严峻的能源问题。根据世界银行发布的数据,2012年,中国能源进口量已占能源需求总量的8.6%。国内能源资源不足,进一步加剧了能源供需矛盾,预计我国能源进口量将继续增长。

中国社科院2011年的报告指出,我国已成为全球城市化速度最快的国家,中国城市居民数量在当年超过农村人口,比例达到51.3%,预计到2025年,中国的城市人口将增加3.5亿人,这个数字比美国现在的总人口还要多。而当记者查阅麦肯锡的研究报告时发现,其结论更为夸张:到2050年,中国将有约220个人口超过百万的大城市,城市对整个国家GDP的贡献率将超过90%。

对于一座城市来说,基础设施和交通运输系统的平稳运转、经济发展和生活质量的提高都离不开可靠的能源供应,于是人们不难想象,不断加速的城市化进程将迫使我国必须寻求保障能源供应的解决方案。

如何通过现有智能解决方案提升能源效率、提高清洁能源利用率、减少CO2排放?如何使城市走向智能化的同时又可确保能源的可靠供应?今天我们不妨根据国内“智慧城市”建设中出现的难点,在世界版图中寻找解决方案。

 

北纬1°18′ 东经103°51′ 新加坡

   ——借助智能技术  提高建筑能效

建筑与工业、交通并称为我国能源消耗三大“主力军”,其中建筑物能耗约占全国总能耗的1/3。我国《节能减排“十二五”规划》指出,建筑物的用电量可降低多达800 GW。

从目前国际通行的惯例看,若要解决这一问题,可利用自动化和智能控制技术,提高建筑物主要耗能系统运行效率,降低建筑物空置区域能耗,同时还可利用低谷电对建筑物进行预冷和预热,降低能耗费用。

我们不妨将视线汇聚至新加坡。当地已有多个地标建筑完成了相关智能节能的建设,新加坡国家图书馆便中之一。这座位于新加坡维多利亚街中心的16层高的建筑,实现了环保、美观、低成本三者的完美结合,并获得了新加坡绿色建筑认证最高奖——白金奖。

在当地它因采用了多种节能措施而被誉为“超级节能楼”。其采用了最佳的建筑朝向和位置,充分利用自然风,并利用围护结构的隔热性能,防止热的传递,尽量减少热负荷;设置了阳光遮蔽系统,采用日光照明策略,白天不用开灯,完全可实现自然光的照射;建筑内部只有部分采用空调制冷,其余均利用自然通风或机械(如风扇)降温;室内的地毯、墙壁织物用一些具有足够强度的当地木材等材料,使建筑对环境的破坏减小到最低,且能循环重复使用。

更值得一提的是,建筑师在内部采用了一套温控分区系统,为每个区域定制了个性化的气温控制方案:状态控制照明传感器在感测到室内和公共区域有一段时间无人活动后,会自动关闭照明设备,而超级光敏传感器可根据楼宇的自然光强度,对照明设备亮度进行自动调节,这些都为楼宇节能做出了贡献。

公开数据显示,2006年和2007年新加坡国家图书馆每年的单位能耗平均为102.59 kW/m2,比124.47 kW的目标值低21%,还不到全国平均值(220 kW)的一半。2007年,该建筑物凭借超低的能耗打败其他入围者,一举斩获“东盟高能效建筑楷模奖”。

 

北纬 55°26′ 东经13°50′于斯塔德

   ——供电新方案  建设绿色节能港口

据统计,全球每年约有10万艘船只停靠在世界各地的4500个港口。停靠期间,船只通常利用柴油发电机发电,排放大量废气,并带来噪声污染。全球各地的船只每年排放大约9亿t CO2,相当于220座燃煤发电厂一年的排放总量。

就货运量而言,我国拥有全球十大港口中的7个。随着海运贸易量不断增长,港口将面临更大的减排压力。《节能减排“十二五”规划》提出,到2015年,国内港口需要减排10%以上的CO2,而船只至少需要减排16%。

就此问题ABB公司的研究报告曾指出,可利用岸对船供电方案解决。据悉,这一方案已经在瑞典于斯塔德成功推行。

于斯塔德是瑞典的第五大港口,据统计,每年抵港和离港的船只数量约为3500船次。由于停靠船只采用船上柴油发电机发电,因此排放大量废气,并产生很大的噪音。于斯塔德选用岸对船供电解决方案应对上述问题,让船只连接岸上电源,在连入当地电网后,船上的柴油发电机可自动关闭。该方案与使用柴油发电机相比,船只CO2排放量预计可降低98%,噪音和振动问题也将得到有效消除。如此一来,不但可降低船只的运营、维护成本,更可实现在城区建设港口,使市民临水而居。

据悉,在过去的3年,于斯塔德的货运量每年以两位数增长,它是少数几个在当前不景气时期的经济环境下实现继续增长的港口之一。据初步估算,采用岸对船供电系统后,该电气化港口的温室气体排放量可降低97.5%。

 

北纬59°22′ 东经24°48′塔林

          ——电动汽车打造绿色出行

毋庸置疑,我国是全球最大的汽车市场,预计2013年我国的汽车销量将超过2000万辆,2015年将突破3000万辆大关,占全球总销量的30%以上。汽车尾气排放不断上升,成为全社会的共同“烦恼”。

尽管政府出台了鼓励使用电动汽车的政策,但由于缺乏便捷的汽车充电系统,消费者的认可度未达到预期水平。与此同时,电动汽车价格高、充电时间过长、电池寿命短以及新技术尚未普及等因素也阻碍了消费者选用电动汽车。

为应对这一问题,国际上通行的办法为,建设电动汽车充电基础设施,提供多种充电方案满足司机和服务提供商的不同需求。而这一方面,爱沙尼亚政府已先行一步(小标题中标注的为爱沙尼亚首都塔林的经纬度)。

投资发展电动汽车,是爱沙尼亚政府减少碳排放计划的内容之一。为实现该计划,2011年初起,爱沙尼亚政府就已经为全国各地的社会工作人员提供了507部三菱i-MiEV电动车;爱沙尼亚政府从ABB购置了165台直流充电设备,形成了欧洲密度最高的直流充电网络;此外,爱沙尼亚政府还为私人购买电动车提供最高达50%的补贴。

目前爱沙尼亚政府已在所有居民数量超过5000人的城市建立了快速充电网络。在城区,充电桩的安装地点选择在商业区、邮局以及银行附近以提供便利的服务,在主要公路上每60 km安装一个快速充电桩,30 min内即可完成电动汽车充电。值得一提的是,这是全球第一个全国性电动汽车充电网络。

 

北纬 59°19′  东经18°03′斯德哥尔摩

——智能信息推进绿色能源普及

事实上,消费者常常不了解哪些能源更加环保或更加便宜,即使了解也很少有人能够轻松管理自身的能耗。

智能房屋便是一个新概念,在这个概念中,消费者可收到有关可再生能源发电何时供应充沛的最新信息,还能获得其他相关信息,从而可调整他们的用电行为。

瑞典首都斯德哥尔摩正在建设斯德哥尔摩皇家港口。这一新建的商业和居住区正在采用多种智能化解决方案转变人们的用电习惯,推进绿色能源的使用。举例来说,楼宇能源管理系统能收到何时产生可再生能源以及何时电价较低的信息,消费者可选择在该时段使用洗衣机等电器;消费者和建筑物运营管理机构可在家内能源显示装置或在网络应用程序中看到当前的电力供应情况。实践证明,此类解决方案可帮助消费者节省用电。

新建该城区的目标之一是利用可再生能源满足当地30%的用电需求。居民可利用太阳能电池板生产电力,并将其并入电网或存储起来备以后使用。

斯德哥尔摩皇家港口计划在2030年之前彻底摈弃化石燃料发电,凸显了建设大规模智能电网系统满足当地能源需求的重要意义。

从上述几个国家和城市的案例我们不难看出,全球各地以不同的方式打造适合当地的智慧城市,而对于中国城市而言,这一工程显然要浩大许多。应该看到,规划、开发和实施解决方案需要在整个城市层面上跨越多个行业进行密切协调,如城市环境、可再生能源并网发电、降低汽车尾气排放和电力管理等,所以必然需要一个协调统一的途径。 

因此在这过程中,所有主要利益相关群体都要积极参与:政府应当通过制定相关政策提供商、提供财政支持发挥牵头作用;投资者、服务提供商、基础设施提供商、自动化技术提供商以及信息通信技术提供商等需要通过行业经验和先进技术知识满足市场需求;最后,最终用户应该得到知识普及,充分享受智慧城市带来的便捷。只有综合多方力量,才能打造一个全方位“个性定制”的智慧城市。


 


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