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轉型智慧城市的德國樣本

作者:無錫三革監控公司    時間:2017-01-09 09:14:51    信息來源:本站原創     點擊:

在德國柏林舉辦的“智慧城市”(SmartCity)展會,一些超前的創新技術和設備為未來生活提供了更多可能性。在現實中,這些帶有未來概念的技術和設備已經在德國許多城市投入使用,成為德國“智慧城市”計劃中的一部分。

  

    當電動汽車因為急需充電而四處尋找充電樁時,也許路邊林立的電線桿可以化身充電樁即時解決充電難題;當路燈可以感應到街面運動從而調節自身的發光量,或許能為城市節約大量能源;當急需wifi信號時,一個飄浮在空中的無線基站將解決這些問題……

  在德國柏林舉辦的“智慧城市”(SmartCity)展會,一些超前的創新技術和設備為未來生活提供了更多可能性。在現實中,這些帶有未來概念的技術和設備已經在德國許多城市投入使用,成為德國“智慧城市”計劃中的一部分。

  “智慧城市”的試驗在德國各地展開,涉及環保、交通、基礎設施建設、垃圾處理、新能源、數字化等諸多方面,其背后是德國雄心勃勃的“能源轉型”國家戰略。

  在國家戰略的驅動下,德國中央政府、地方政府、事業機構、私營企業、研究機構、各地居民等“齒輪”紛紛咬合,在資金支持下探討多種可能性,德國的這些創新或許可為中國的城市建設發展帶來借鑒。

  解決小城市能耗問題

  德國的能源轉型計劃提出要在2050年創造可持續能源系統,屆時德國二氧化碳排放量要下降80%,能源消耗量要下降50%,可再生能源的使用占比要達到60%。

  數據顯示,在全球能源消耗中,城市的能源消耗占了四分之三。德國是城市化程度很高的國家,約有75%的人口住在城市中,但其中只有16%的人口住在大都市里。所以在德國聯邦外貿與投資署(GTAI)能源效率部門專家HenningEllermann看來,德國要解決的城市問題實際是小城市問題。

  博特羅普(Bottrop),一個典型的小城市正在將自己變成一個“城市實驗室”,進行著大量節能技術試驗。位于德國北威州魯爾工業區北緣的博特羅普,同許多資源型城市一樣,隨著煤炭資源的枯竭,面臨經濟轉型問題。

  該市市長BerndTischler告訴《財經》記者,上世紀80年代,博特羅普開始探索轉型,如今,博特羅普已經關閉了許多煤礦,到2018年,將關閉最后兩座煤礦。

  但僅僅關停煤礦并不能解決勞動力就業的問題。2010年初魯爾工業區內約70家公司組織的未來城市氣候競賽給博特羅普帶來了新的機會。這項競賽的目的是在十年內將二氧化碳排放減半,同時提高生活質量。

  迄今為止博特羅普已經啟動了約300個項目。雖然許多煤炭企業關停,但博特羅普的失業率(7.7%)卻低于北威州的平均水平。

  BerndTischler介紹說,過去五年,博特羅普二氧化碳排放量已降低38%,距離十年減半的目標已經十分接近?!拔覀円呀浽?011年和2015年間實現15.3%的能源現代化率(即轉換使用可持續性能源的比率),考慮到德國年度能源現代化率只有0.8%-1.4%,這是一個巨大的成功?!?/P>

  未來之屋

  未來之屋,是博特羅普的創新項目之一。

  這棟三層住房外觀上就與眾不同,人字形的屋頂及一側墻面都被黑色的太陽能光伏板覆蓋。房子內部,窗戶被加寬加厚,用于增加采光面積,保持屋內熱量;地下室裝置有一套設備,可以將地下的地熱轉換為屋內的熱能,并提供熱水;最高層的閣樓間安裝有一套通風設備,這樣一來就可以在不開窗的情況下保持空氣流通。

  雖然耗電的設備很多,但“未來之屋”卻可以達到節能的效果?!拔磥碇荨表椖控撠熑薍erbertJung介紹說,房間內所需的電能均來自于太陽能及地熱能源,這些能量不但可使房子自給自足,且還有盈余,多余能量可以為包括電動汽車在內的電動設備充電??蛷d中的電視裝有專用智能軟件,家中所有能量變化可以通過軟件界面一覽無余?!拔磥碇荨币呀浻腥俗庾?,租戶幾乎不用繳納電費。

  目前在博特羅普,改造好的“未來之屋”還有三棟。雖然節能效果好于預期,但其改造成本高昂,每平方米造價約為1900歐元。據BerndTischler介紹,如果有房主想依此改造自己的住房,政府將補貼改造費用的七分之一。

  “未來之屋”的改造貼合了博特羅普“創新城市”項目的主題之一——更新建筑群的能源效率。

  數據顯示,德國建筑物占能源總消耗的40%,其中80%是熱能而非電能。其中部分原因是德國在19世紀末和“二戰”后的數十年間,建筑物激增,但這些建筑欠缺現代保溫技術和最新建筑技術?!拔磥碇荨钡脑头课菥褪冀ㄓ?963年,2014年房地產商VIVAWEST公司對其進行了改造。

  污水廠電能自給自足

  柏林的一家天然氣儲存工廠在廢棄后被改造為一個交通、能源等領域的初創企業孵化基地,名為EUREF園區,改造費用花費近千萬歐元,園區內一個高80米的儲氣罐被改造為可舉辦大型活動的交流活動中心。

  這個園區的改造,將如何利用可再生能源作為重點——這是在能源轉型計劃下,德國很多創新項目的側重點。

  據項目經理AnnaFabinder介紹,在改造中對能源供應方式做了調整,建造了系列設備利用風能、太陽能進行發電。

  園區內還有一套能源管理系統,可精確計算出即時的發電量,盈余時通知基地內的電動車充電,虧損時則用電網的常規用電補足。AnnaFabinder稱,基地已經可以實現能源自給自足。

  “整個園區的耗能已達到德國2020年的目標,相比上世紀90年代,二氧化碳的排放量已經減少一半,50%的能源來自于可再生能源?!盇nnaFabinder說。

  走在節能轉型前列的博特羅普也有類似案例。

  流經魯爾工業區的埃姆歇河(Emscher)一直受到污染的困擾,埃姆歇河污水處理廠建成于1928年,如今是德國最大的污水處理廠,擁有職工225人。近年來,該廠在對污水進行傳統處理的基礎上,開始進行節能技術改造。

  埃姆歇河污水處理廠一方面對污水進行物理處理和生物處理,把“清洗”之后的水重新注入埃姆歇河;另一方面,污水處理廠還在利用處理污泥,自己產生能量。

  該廠所在的埃姆歇河水處理組織的Karl-GeorgSchmelz教授介紹說,污水處理廠處理污泥時可利用污泥產生沼氣,同時脫水污泥燃燒后也可以產生電能。目前,通過這兩種方式產生的能源仍不夠自用,需要外來電力支援。但他表示,未來這里將引進太陽能發電、風能發電,同時加入處理其他垃圾提高沼氣產能等方式,預計明年將不再需要外來電能。

  廠區的改造費用共約1800萬歐元,這筆費用出自政府和購買污水處理服務的企業,企業根據污水處理的多少來支付相應的費用。

  這一節能模式并非個例,在德國,已有接近10個污水廠可以自給自足電能。

  柏林火車南站也在進行節能改造,這里在地下埋藏了一個公交車充電樁,電動公交車駛入充電樁區域直接進行無線充電,所需電能來自于火車站自身的風力、太陽能發電設備。

  太陽能、風能、沼氣等可再生能源投入應用有著巨大潛力,但其發展瓶頸是這些可再生能源的產生不穩定,如何將這些能源儲存起來以保持供能的穩定?

  為此,德國政府投資730萬歐元在漢堡應用技術大學對能量儲存進行研究。

  漢堡應用技術大學的博士HansSchfers介紹,目前有三種辦法處理過量的新能源:第一,將風能、太陽能、沼氣能源產生的電能儲存在鋰電池中;第二,通過計算和調配,把多余的能源快速消耗掉,提高能源使用效率;第三種就是漢堡大學正在研究的能量儲存計劃,通過一系列設備,將電能轉換成天然氣儲存起來。

  雖然整套系統的能源轉換率理論上僅有30%,但一些地區還是從中看到了未來。漢堡州和石荷州一起申請了這個儲能項目,今年,兩州將建立起一些示范點,預算達1.2億歐元,其中60%來自政府,40%來自企業。

  活力自下而上

  與各地如火如荼的試驗相比,德國中央政府層面并沒有一個關于“智慧城市”項目的總體規劃和政策文件。HenningEllermann接受《財經》記者采訪時也表示,德國沒有一家專門機構負責“智慧城市”項目。

  但這并未影響各地創建“智慧城市”的活力?!暗聡鞘卸加泻艽笞灾鳈?,中央雖然沒有強制要求各地進行嘗試,但在能源轉型的大背景下,讓城市變得更節能更智能,已經是一種共識?!盚enningEllermann說。

  HenningEllermann介紹說,在各地的“智慧城市”建設中,國家只起到協調作用,最關鍵的是城市要想清楚自己的方向。

  德國正在形成一個研究“智慧城市”的論壇,任何人都可以把關于“智慧城市”的想法提交給論壇,論壇結束后會形成一份報告,城市可以從中找到適合自身發展的想法。

  城市發展“智慧城市”的資金從哪里來?

  HenningEllermann說,由于地方的預算有限,地方政府都想從中央政府、歐盟拿錢。國家有6億歐元的資助,但這并不是“智慧城市”項目的專項資金,畢竟“智慧城市”的內容涵蓋廣泛,這些錢分散在各個項目中,比如基建、環保、數字化等等。如果城市申請了這些項目,而項目又符合政策支持的條件,城市將可以獲得一部分中央資金。

  另一方面,除政府外,企業、研究機構、民眾等是項目得以順利上馬的重要因素。

  博特羅普的轉型便獲得了民眾、企業界的強烈支持,這種轉型甚至是“自下而上”的,動力來自于企業和基層民眾。

  博特羅普市長BerndTischler舉例說,博特羅普正在申請“創新城市魯爾區”的頭銜,獲得當地居民的支持尤為重要,政府已經獲得了2萬個支持簽名(全市有約11.7萬人)。

  在不少德國城市,人們普遍反對大型項目,但在博特羅普,市民告訴政府,他們為作為這種典范工程的一部分而感到驕傲。

  作為“創新城市”項目的一部分,博特羅普提出只要居民愿意按照政府的標準進行節能改造,政府將給予一定的補貼,目前已經有1500戶民居要進行節能改造。

  BerndTischler說,博特羅普市希望將城市作為一個成果展示場地,以吸引企業界對改造項目的支持。該市正在邀請世界各地的企業在博特羅普落實他們的創新理念,許多企業已經開始在博特羅普應用它們的技術。

  例如粉煤灰企業STEAG電力礦業集團生產的產品,可用于建筑物表面、鋪路石等,幫助減少空氣中有害氮氧化物粒子的水平。

  “在我們的創新城市建設中,民眾希望提高生活質量;企業希望通過博特羅普的成功案例進行展示,開拓市場;政府希望城市可持續發展。共同的目標使得創新城市建設保持活力,無人中途退場?!盉erndTischler說。

  在HenningEllermann看來,博特羅普成功解決了持續推進創新城市建設的問題——在有些城市,由于各部門各司其職,欠缺統籌安排,“智慧城市”的項目難以推進。

  雖然國情不同,但德國的“智慧城市”建設也可為中國的城市發展提供借鑒。博特羅普市長BerndTischler在今年5月和中國環保部部長陳吉寧進行會面交流,也于去年8月到河南平頂山市交流經驗。

  作為煤炭大市,平頂山面臨和博特羅普相似的能源轉型問題,而博特羅普的創新轉型之路或許可為其提供參考供鑒。

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