面向碳中和的未来能源公园规划研究.docx

面向碳中和的未来能源公园规划研究——以北京市为例

1引言

随着社会经济的发展，我国能源生产总量和消费总量稳定增长，但其导致的环境污染和气候变化等问题严重制约社会可持续发展[1-2,4-7,13]。传统粗放式能源消费方式已经对我国的生态环境和经济发展带来了前所未有的压力和负面影响。如何在保证经济持续发展的基础上实现减排目标，是目前我国面临的重大课题，而提高能源利用效率无疑是一个有力的突破口，同时提高能源利用效率是减少能源消耗强度、缓解当前和今后能源供求结构矛盾的重要手段[3-5]。但是目前实现我国“双碳”工作的三个抓手“宏观政策”“工程技术”和“土地管理”涉及三个迥然不同的技术领域，彼此学科差异巨大、关注重点问题不同，彼此配合存在诸多不便，亟待形成合力，通过政策鼓励工程技术攻关提升能源利用效率，进而提升能源与工业土地利用效率，再通过城市更新对腾退工业用地进行精细化管理[6]，支持绿色发展政策，构建闭环。

我国能源转型路径将从以煤为主到化石能源、可再生能源和核能并存的多元能源结构，最终实现以风能和太阳能等可再生能源为主体的能源结构[4]；天然气、生物质能、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的23.4%，比2010年增长了近一倍。据国际可再生能源署（IREAN）的预测，未来20年，可再生能源在发电中的份额将达到75%。2023年10月20日，国家发展改革委印发《国家碳达峰试点建设方案》，作为首批试点的杭州市在其碳达峰试点实施方案中明确提出“提前布局绿色低碳技术的研发，鼓励低成本节能减碳技术的开发和应用。特别在氢能以及二氧化碳捕集利用等方面，加快研发步伐。”[5]

生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量，相较传统化石燃料发电方式，生物质发电因清洁高效、可再生的独特优势成为极具潜力的替代发电方式，对于我国应对化石能源枯竭、保障国家能源安全具有重要意义[7]。在国家政策的鼓励下，利用生物质能发电的新建电厂数量、规模和所占的发电能源份额均呈现逐年上升的趋势，具有广阔的发展前景。燃气发电技术具有效率高、污染少和用地节约的特点，燃气电厂排放废气中污染物含量占比远低于同规模燃煤电厂，如氨氧化物仅占燃煤电厂废气的20%，二氧化碳排放量仅占40%，可吸入颗粒物排放量仅占燃煤电厂废气的20%左右[4,8]。新一代生物质能和燃气电厂的技术将快速革新，引入“液力等效空气能机组”“二氧化碳捕获系统”“环境温差发电”等技术，在实现能源供应总量不变的基础上，产生更少的温室气体排放总量，同时简化工艺流程，缩减厂区面积，实现能源与工业用地的更高效利用。为此，文章将聚焦于生物质能和燃气电厂的能源革新带来的碳排放总量减少和工业用地存量更新及战略留白带来的发展机会[9]。

新型国土空间低碳城市差异化“双控”体系是在综合考虑碳排放总量和碳排放强度下，建立新型低碳城市差异化建设约束标准，随着城市能源利用效率的进一步提升，工业用地将进一步缩减，能源工业用地的修复转型已经成为我国城市有机更新的一个热点[10-13]。棕地的修复和转型，尤其是转型为绿地空间，不仅能够改善城市的生态环境，提供休闲游憩场所，还可以提高土地利用效率、缓解城市用地矛盾和优化城市空间格局，同时能够促进城市经济发展和激发城市活力，进而助推“新型工业化”和“新型城镇化”实现[14-15]。《可持续发展用地与城市设计导则》为工业用地改造利用提供了目标和原则，使设计师有了基本的工作框架[10]。日本东京附近千叶县富津市的“新能源公园”作为能源工业用地的转型典范，本为东京富津火力发电厂腾退用地，目前已建成集娱乐、科学普及展览、科研试验功能为一体的新型能源公园[16-18]。公园内燃料电池发电装置担负验证实用机型长期连续运转性能的任务；9kw太阳能发电装置用来研究商业型装置的技术与开发问题等。在我国迈向“碳达峰”和“碳中和”的过程中，大量传统能源与工业用地随着产业和技术的革新被腾退，随着城市更新从增量开发转向存量提质，能源与工业用地的修复转型发展势在必行[19]。

目前已有碳中和实现路径和方法，主要集中在宏观城市和产业结构方面，缺少微观层面碳排放总量和强度双控的研究[2-5]，导致宏观政策、工程技术、土地片区管理三大环节因涉及专业领域和研究视角不同存在“脱节”问题，在一定程度上影响了“碳达峰”“碳中和”战略的顺利落地。本研究以北京市为研究范围，从能源利用率和用地控制结合视角，聚焦生物质能和燃气电厂两类用地，阐述电厂对城市热岛的影响，通过预测2060碳中和城市理想“能源公园”，分析能源技术革新后腾退土地的利用方式，从城市更新视角提出新能源引领型工业类更新单元，完善碳中和实现路径，以期助力于全生命周期的系统治理和低碳需求，实现可持续发展愿景。

2研究方法与研究区

2.1研究区

研究选取北京市为研究区，同时重点