位于中東海灣南岸的阿拉伯聯(lián)合酋長國首都阿布扎比,屬典型的沙漠氣候,年降雨量極少,在歷史上曾是地球上最不適合人類居住的地方之一。直至第一口油井在阿布扎比探勘成功之后,當地人民的命運才得以改變。
然而,就是這個全世界最不擔心石油匱乏的國度,2006年,阿聯(lián)酋提出實施“去化石能源”戰(zhàn)略行動計劃,將位于阿布扎比市中心東側的馬斯達爾新城區(qū)規(guī)劃建設成世界上首個達到零碳標準的城市。歷經十幾年建設,如今,一座被譽為“沙漠中的綠色烏托邦”的城市已初步展現在世人面前。
國務院參事、中國城市科學研究會理事長、住房和城鄉(xiāng)建設部原副部長仇保興近日公開表示,馬斯達爾城作為技術本位的典型代表,是一座建立在沙漠之上且實現了碳中和、零廢棄物的城市,形成了利用一系列高新綠色科技項目,通過城市內部自循環(huán)、完全實現零碳排放的城市體系。
“石油之都”發(fā)誓不使用一滴油
曾經,一到夏季,阿布扎比的烈日能使溫度上升到50℃,沒有淡水、沒有土壤,也沒有動物,幾英里外就是一片被污染的海洋。
據了解,直到20世紀50年代,第一口油井在阿布扎比探勘成功之后,這里才開始受到關注。之后憑借著近1000億桶地下原油儲藏和至少1萬億美元的海外投資,當地居民幾乎成為世界上最富有的人。
“但是,當地人卻并不滿足于此。”上海市規(guī)劃資源市政分院有關負責人表示,阿布扎比未雨綢繆,認為石油已經是一種“過去的能源”,雖然曾經帶來無限財富,但總有一天會枯竭,2100年之后必然是可再生能源或“未來能源”的天下。
馬斯達爾在阿拉伯語中的意為“資源、來源”。2006年,阿布扎比政府啟動“馬斯達爾創(chuàng)始”項目,由阿布扎比政府向其投資機構穆巴達拉發(fā)展公司提供先期資金150億美元,成立馬斯達爾公司,于2008年啟動建設馬斯達爾新城,希望通過新城建設來發(fā)展新能源技術和產業(yè),將阿布扎比發(fā)展成為世界新能源研發(fā)樞紐,同時促進可持續(xù)能源技術及碳管理的商業(yè)化和有效實施。
目標已經明確,關鍵在于落實。為向世人展示發(fā)展新能源和清潔技術的誠意,馬斯達爾公司在整個建設計劃中,采用了最核心的理念——讓這座誕生在石油之都的城市不使用一滴石油,不使用汽車,而是采用可再生能源,尤其是太陽能,實現用能自給自足。
建筑負能耗、汽車不“喝油”
根據新城規(guī)劃,用地面積約6.4平方公里,規(guī)劃常住人口約4萬人、通勤人口約5萬人,規(guī)劃人口密度1.3—1.6萬人/平方公里??紤]到馬斯達爾城所在地區(qū)屬典型的沙漠氣候,全年日照充足,平均氣溫在25℃以上,夏季的地表溫度可高達50℃,自然環(huán)境成為城市規(guī)劃設計的首要考慮因素。
為適應環(huán)境,馬斯達爾城市規(guī)劃采用最佳朝向,街道沿東南——西北軸線布局,建筑坐東北朝西南,以獲得最佳采光、遮蔭效果,減少建筑外墻熱量吸收,并利于微風吹過城市。
通過城市朝向和建設形式的設計,馬斯達爾城取得了巨大的環(huán)境收益。在最炎熱時,馬斯達爾城內體感溫度可比周邊其他地方低10—25℃。
馬斯達爾城的建筑在適應環(huán)境被動設計基礎上,綜合采用多種現代化節(jié)能和智能技術,如普遍采用自然遮蔽與自然采光、重質型被動式太陽能熱阻、屋頂光伏陣列、太陽能集熱、太陽能制冷、地板送風、智能能源管理系統(tǒng)等設計理念,使得建筑能源和水消耗比同類建筑平均要低40%。
其中,國際可再生能源署(IRENA)商業(yè)運營總部新大樓于2015年在馬斯達爾城落成并正式投入使用,能耗比阿布扎比的典型辦公大樓少64%。
而馬斯達爾總部作為一座復合功能的主動式建筑,是世界上第一座“正能源大樓”,建筑能耗為-3%,可將多余的電力提供給其他建筑使用。
建筑之外,馬斯達爾城的交通規(guī)劃也別具特色,主要有三個層次的交通:一是連接阿布扎比及國際機場的軌道交通服務;二是距離公交站200米內的地面步行系統(tǒng);三是個人快速公交系統(tǒng),即被稱為“平面電梯”的個人軌道電車及全自動控制系統(tǒng)。
據業(yè)內人士介紹,有別于傳統(tǒng)的汽車交通,馬斯達爾城市所有來訪者的汽車都必須停放在小城之外。在城區(qū)內,配備系統(tǒng)完善且布局合理的交通網絡,從任何一個地方出發(fā)到最近的交通網點和便利設施的距離都不超過200米。除了最環(huán)保的步行方式外,市民還可以選擇自行車和其他不“喝油”的交通工具。電車就是其中一種方便的公共交通工具,設計中的公共電車無人駕駛,并且在半空中的軌道上行駛,充滿未來城市的氣息。
可持續(xù)發(fā)展理念“變現”實驗室
沙漠里終年炙熱的陽光是最豐富的清潔能源,也為實現“去石油化”生態(tài)城提供了可能性。
在馬斯達爾城的建設計劃中,最核心的理念就是全部采用可再生能源。
馬斯達爾城的能源需求包括電力、制冷、加熱及除濕,該城規(guī)劃能源系統(tǒng)100%采用可再生能源——以太陽能為主,風能、地熱能、生物質能為補充。
公開材料顯示,馬斯達爾城規(guī)劃通過大型太陽能光伏發(fā)電站、聚光太陽能熱發(fā)電、屋頂太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、垃圾發(fā)電及地熱發(fā)電滿足城市電力需求;利用太陽能集熱器、電力及電網系統(tǒng)的熱交換制冷;利用太陽能集熱器加熱水;利用真空集熱管及電網系統(tǒng)熱交換對空氣除濕,此外,在社區(qū)之間建立共享能源的智能電網,將屋頂太陽能發(fā)電產生的電力接入智能電網,實現建筑間電力的共享。
中東熱帶沙漠地區(qū)炎熱干燥的氣候利于發(fā)展光伏發(fā)電。在最初的規(guī)劃中,馬斯達爾城將配置總計130兆瓦的太陽能光伏發(fā)電設備,可滿足城市90%的電力需求。除了城市周圍的大型太陽能光伏發(fā)電站,城市里大多數建筑的頂部也都會安裝太陽能發(fā)電板,或是可用來加熱水的太陽能集熱器。
作為世界上第一個以零碳為發(fā)展目標的新城,馬斯達爾城的建設無疑充滿著挑戰(zhàn)。
全城的人口承載量僅為5萬人,在220億美元的高額投資代價下,這種前衛(wèi)的做法無疑很難獲得迅速經濟回報。馬斯達爾新城原計劃于2016年建成,因2008年金融危機導致項目進度放緩,目前只完成一期工程建設,整個項目完成時間推遲至2030年。“許多考慮投資馬斯達爾城的人都決定放緩行動。”馬斯達爾城設計總監(jiān)Chris Wan說。
但Chris Wan認為,馬斯達爾城并非是一個絕對的失敗案例。
“馬斯達爾城是國家經濟和能源結構演進過程中不可缺失的一部分。”馬斯達爾首席執(zhí)行官Sultan Al Jaber亦曾表示。
Sultan Al Jaber認為,馬斯達爾城從一開始就是一段探索發(fā)現之旅,隨著建設的推進、技術和市場的變化,需要不斷學習、調整建設方案,不斷探索實現可持續(xù)城市生活的最佳技術和方法。“從這個意義上講,馬斯達爾城堪稱一座將可持續(xù)發(fā)展理念付諸實踐的實驗室,其適應環(huán)境的空間規(guī)劃布局、低碳和可持續(xù)發(fā)展技術、節(jié)約資源的精細化設計和全生命周期運營理念可被推廣至其他致力于探索低碳發(fā)展的城市。”
原標題:光伏助力“石油之都”馬斯達爾城傾力打造零碳新城