基于“6A”理念的新能源城市规划方法研究

  一、研究背景

 

  新能源城市( New Energy City) 概念可以从狭义与广义两个角度来理解。从狭义上讲，新能源城市是指城市能源消费以新能源为主的城市。新能源占城市能源消费总量的50% 以上才能被认为城市的主要能源，这类城市也才能被称为新能源城市。

 

  从广义上讲，一座城市在电力、交通、供热与制冷、建筑等领域中的任何一个领域实现了能源消费以新能源为主，这些城市也属于新能源城市范畴，一般被称为绿色电力城市新能源交通城市、新能源供热与制冷城市、新能源建筑城市等。或者在城市消费的所有能源类型中，某一种新能源成为最主要能源( 比例最高) ，这类城市也属于新能源城市范畴，但一般被称为太阳能城市、风能城市、生物质能城市等。同时，一座城市的新能源应用只要在一个区域或国家的城市中处于比较突出或具有代表性的位置，尽管没有达到“新能源城市”的标准，但也可被称做“新能源应用示范城市”。目前，我国的“新能源城市建设”尚处于“新能源示范城市建设”阶段。

 

  制定科学的新能源城市规划是推动新能源城市可持续发展的重要因素。新能源城市的落脚点是“城市”，而不是能源，因此，新能源城市规划应把能源规划与城市规划有机地结合起来，而不是制定专项的城市能源规划。

 

  目前国内外的“新能源城市规划”大都属于“新能源与可再生能源规划”，不属于真正意义上的“新能源城市规划”，这种规划远不能满足新能源城市建设的需要。加强新能源城市规划理论与方法的研究，是推动我国新能源城市建设、实现《可再生能源发展“十二五”规划》提出的“建设100 个新能源示范城市及1 000个新能源示范园区”这一目标的需要。

 

  最早认识到城市规划在能源开发利用中发挥作用的是奥德尔在1975 年所写的一篇文章。近年来，随着越来越重视能源问题，特别是面对能源危机带来的压力，国内外都出现了一些有针对性研究新能源城市规划的成果，涉及新能源城市规划的内涵、特征、指标体系和规划思路等多个方面。

 

  越来越多的能源学术研究开始关注城市空间结构、土地利用规划等城市问题，关于高效节能的城市形态理论也已经出现。许多规划者也认识到土地利用规划对节能减排的潜在贡献，并采取积极措施将理论转化为政策和实践，并把能源问题纳入土地利用规划的过程中。20世纪90 年代初，高效节能意识已被广泛用于城市空间结构、城市形态的规划和设计中，指导能源的合理利用。

 

  由于欧洲、北美、印度等多个区域的国家或

 

  城市都提出了“太阳能城市”建设计划，因此，关于太阳能城市规划的研究较多，并有一些有针对性的规划设计手册，如，米格尔·阿马多［2］等人关于太阳能城市规划的研究、盖尔威的《太阳房: 太阳能建筑设计手册》［3］等。

 

  对于生物质能城镇规划的研究主要集中在日本，对规划方法的研究也比较系统。如，日本农业、林业和渔业部制定的《促进生物质能城镇理念导论》①的第二部分专门制定了生物质能城镇的规划程序，内容详尽，具有很高的参考价值。同时，也有一些案例的介绍，如，未来能源全球中心对于马斯达尔城市规划方法研究②等。

 

  国外更多的是一些没有明确提出“新能源城市规划”概念，但内容又是与新能源城市规划有关的低碳城市规划、生态城市规划、零碳城市规划等研究，如马瑞亚［4］等人所做的零碳城市规划研究。

 

  在相关研究方面，国外也有较多研究如何更好地把新能源与城市规划结合起来的成果，如，智慧能源欧洲等机构的研究成果———《城市和区域规划采用可再生能源: 提高城市能源效率》③、《新能源时代的效率城市规划》④，其他也有很多有代表性的研究，如汉·凡得维尔［5］ 1309 － 1328、迈瑞克谚［6］ 289 － 297、阿图·努欧克非［7］等研究者的研究成果。

 

  同时，也有大量关于利用城市规划推动新能源应用的研究，如《30 城市对城镇能源转换的提议》⑤、《可持续城市能源规划: 应对气候和能源目标的战略方针》［8］等; 也有一些介绍具体规划方法的相关手册，如，ICLEI 和UNEP 的研究报告———《可持续城市能源规划: 发展中国家城镇操作手册》［9］，提出了一套城镇能源的规划方法，对新能源城市规划具有参考价值。

 

  国内有针对性的关于新能源城市方面的研究很少，主要是一些新闻报道，有针对性地研究新能源城市规划理论与方法的研究性文献几乎没有。不过，低碳经济规划、低碳城市规划等一些相关方面的研究成果也能提供研究参考。在专著方面，代表性研究成果由娄伟、李萌的专著《低碳经济规划: 理论·方法·模型》［10］，以及龙惟定等著的《低碳城市的区域建筑能源规划》［11］等。在论文方面，有赵继龙［12］、和桂兰［13］等人所做的研究。同时，关于能源与城市规划关系以及区域能源规划方面的研究文献也可为新能源城市规划研究提供参考。

 

  区域能源规划理论认为，区域开发中应当通过全程管理实现节能目标。在区域规划之初，就应有规划、建筑、能源、环境、生态等各专业人员参与，各自从不同专业角度对规划方案进行技术经济的预评价、能耗的预测、环境影响的预评估。

 

  综合来看，国内关于新能源城市规划的研究远远不能满足新能源城市建设的需求。由于国内缺乏对新能源城市规划方法的研究，导致有志于建设“新能源城市”的城市往往出现认知及实践上的偏差，大都把“新能源与可再生能源规划”当做“新能源城市规划”，显然，把专项的能源规划当做城市规划，不利于建设真正的“新能源城市”。因此，加强新能源城市规划方面的研究，具有理论与实践的双重价值。

 

  二、国内新能源城市规划现状分析

 

  1． 新能源城市规划的内涵

 

  新能源城市规划是为了实现一定时期内城市开发利用新能源的发展目标，确定城市性质、规模和发展方向，结合城市空间布局和各项建设，统筹安排新能源的结构、开发、生产、转换、使用和分配。

 

  根据新能源城市建设的规律及特点，在新能源城市规划理念方面要进行以下几个方面的创新: ①新能源城市规划是一种城市规划，在规划理念上不同于传统的能源规划; ②新能源城市规划也不同于一般性城市发展规划，新能源城市规划更多地侧重新能源在城市中的应用;③新能源城市规划是一种“全过程”规划，要考虑新能源的开发、利用及提高能源利用效率。

 

  而传统的城市规划及能源规划一般不考虑能源的开发; ④新能源城市规划理论既要借鉴传统能源规划、城市规划等相关理论，也要构建适合新能源城市的规划理论体系; ⑤新能源城市规划要重视城市一体化布局，充分利用农村的土地资源与可再生能源资源优势。

 

  2． 国内新能源城市规划现状

 

  近年来，随着国家积极推进“新能源示范城市”、“可再生能源应用建筑示范城市”、“新能源汽车示范城市”，国内多座城市制定了新能源城市规划方案。

 

  在新能源城市规划方面，不仅出现了一些有针对性的“新能源( 示范) 城市规划”，如: 《德州市建设国家新能源示范城市规划( 2011 年－2015 年) 》、《敦煌新能源城市发展规划》，也有大量的相关新能源规划，如《深圳新能源产业振兴发展规划( 2009 － 2015) 》等。

 

  在建筑示范城市方面，大量的城市出台了“可再生能源应用建筑示范城市规划”，如《上海市可再生能源建筑应用专项规划》、《合肥市可再生能源建筑应用发展规划( 2009—2012年) 》、《湖北省黄石市可再生能源建筑应用“十二五”专项规划》、《洛阳市2009—2015 年可再生能源建筑应用专项规划》等。

 

  在新能源汽车示范城市方面，也有大量城市出台了“新能源汽车示范城市规划”，如《上海市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》、《天津出台新能源汽车发展规划( 2013—2020 年) 》、《柳州市新能源汽车示范推广规划》、《合肥市新能源汽车示范推广实施方案》、《南昌市节能与新能源汽车示范推广试点实施方案》。

 

  目前，国内在制定新能源城市规划方面，尽管取得一些成效，但问题也很多，主要有以下几个方面。

 

  把新能源与可再生能源规划当做新能源城

 

  市规划。目前，国内在制定新能源城市规划时，普遍存在认知的问题，把新能源城市规划看做是新能源与可再生能源规划，缺少与城市规划的结合。新能源与可再生能源规划一般侧重于新能源与可再生能源产业，即使侧重于应用，也因为缺少与城市规划的结合，导致能源规划与城市规划出现“两张皮”问题，不利于规划的落实与实施。

 

  国内城市建设新能源城市主要包括以下步骤: 成立专门的新能源产业发展和应用建设领导机构; 匹配专业的外部专家队伍; 制定详细、可实施的城市新能源规划( 含产业规划和应用规划，相应的商业模式) ; 制定/申请政策支持:

 

  上网电价、税收政策、前端补贴、建筑标准等; 在领导机构的监督和外部专家的配合下，按既定步骤实施。在这种模式下，城市制定的只能是“新能源与可再生能源( 产业) 规划”，而不是“新能源城市规划”。

 

  缺少规划理论与方法的研究支持。目前，世界上只有极少数规划学校重视培养城市和区域规划师认知能源、可再生能源和能源效率等问题。根据2009 年所做的调查，北美( 加拿大)只有一家这样的规划学校，在欧洲有三家，即德国( 斯图加特) 、丹麦( 奥胡斯) 和芬兰( 奥卢) 。

 

  尽管相关研究很多，但专门研究新能源城市规划的文献却很少。新能源城市规划既不同于新能源与可再生能源规划，也有别于其他的城市规划，需要有针对性的理论与方法的支持。由于缺少研究的支持，导致新能源城市规划不仅缺乏规范性，也全不完整，在引导新能源城市建设方面发挥的作用相对较小。

 

  城乡一体化建设不足。城乡一体化既是我国社会经济发展的需要，也符合新能源开发的特点。可再生能源的能量密度普遍较低，在开发过程中往往需要较大的空间。比如，能源作物的种植、太阳能发电场、风力发电场所等。由于城市的空间普遍狭小，在开发新能源过程中，面临土地等因素的制约。而农村在土地资源及空间方面具有优势，城乡一体化开发新能源，有利于解决新能源城市建设过程中面临的许多问题。当前，一些城市在制定新能源城市规划时，把精力主要集中在城市方面，忽视城乡一体化开发新能源，不仅不能充分发挥城乡各自的优势，也不利于城乡一体化建设工作的开展。

 

  缺少可以参考的典型案例。随着中国建设新能源城市步伐的加快，新能源城市规划及其实施中的一些问题也逐步暴露出来，如规划偏重于产业发展，规划目标缺乏科学预见性，国家规划和地方规划间缺乏相互衔接，不协调的问题日益突出，因此，需要完善规划理论与方法。

 

  按照“新能源城市”的概念界定，目前，国内尚没有真正意义上的“新能源城市”。比如，山东德州更多的属于“太阳能产业城市”，而不是“太阳能城市”。如果以该城作为“新能源城市”的代表，学习该城的其他城市也难以建设真正的新能源城市。由于缺少可供参考的成功案例，导致很多城市在建设“新能源城市”过程中，各行其是，难以抓住“新能源城市”建设的精髓。

 

  与紧凑型城市建设理念的矛盾。西方城市发展有两种模式: 一种是以欧洲为代表的紧凑型模式，在有限的城市空间布置较高密度的产业和人口，节约城市建设用地，提高土地的配置效率; 一种是以美国为代表的松散型模式，人口密度偏低，但消耗的能源要比紧缩型模式多。

 

  紧凑城市是针对城市无序蔓延发展而提出来的城市可持续发展理念。紧凑城市的形态取决于城市中人口和建筑的密度，强调土地混合使用和密集开发的策略，主张人们居住在更靠近工作地点和日常生活所必需的服务设施的地方，是一种基于土地资源高效利用和城市精致发展的新思维，具体体现在功能紧凑、规模紧凑和结构紧凑三个方面: 太阳能、风能与可再生能都属于较低密度的开发模式，需要较大土地资源予以支撑，这同紧凑型的城市发展模式存在矛盾。布雷赫尼提出的紧凑型城市理念所产生的六大矛盾之一就是紧凑型城市和可再生能源开发之间的矛盾，这也是新能源城市规划过程中需要面对的难题之一。

 

  三、基于“6A”的新能源城市规划理念

 

  新能源城市规划既不同于能源规划，也有别于通常的城市规划，需要有针对性的规划理念来指导规划。基于对新能源城市特征的深刻分析，笔者提出了“6A”( 或“六全”) 规划理念。

 

  “6A”( 或“六全”) 是指“全过程、全能源、全区域、全领域、全循环、全参与”( All Process，All Energy，All Area，All Field，All Cycle，All Participation) 。

 

  “全过程”是指在新能源城市规划要涵盖新能源的资源评估、开发、利用的整个过程。新能源城市重视能源开发与利用的本地化，以及循环利用，因此，新能源城市规划要涵盖新能源开发利用的整个过程。对于大多数城市来说，在使用化石能源时，一般不包含能源开发过程。

 

  “全能源”是指在新能源城市规划过程中，不仅要考虑新能源的开发利用，也要考虑化石能源的长期使用问题，通过构建科学的能源替代方案，优化各个时期的城市能源结构。

 

  “全区域”是指新能源城市规划不仅要考虑城市的主城区，也要考虑农村区域，更多的从区域规划的角度规划新能源的开发利用，充分利用整个区域的可再生能源资源; 同时，也要结合城市原有功能分区，规划新能源应用的重点领域及重点项目。“全区域”规划既是新能源城市建设过程中土地资源、可再生能源资源的需要，也是建设新型城镇、实现城乡一体化的需要。“全区域”主要是基于空间概念，同城市功能分区关系密切。“全领域”是指新能源城市规划不仅要考虑电力、交通、供热与制冷三大领域，也要考虑经济、社会、文化、技术、环境等诸多领域，如要充分考虑居民就业问题等。“全领域”主要从基于行业及产业角度考虑与新能源开发利用密切相关的领域。

 

  “全循环”是指新能源城市规划要从整个城市的角度考虑循环利用各类新能源，使整个城市成为一个大的能源循环利用系统; 同时，要尽可能实现循环利用各类可再生能源，以利于节约能源，保护环境，如，“能源—食品—垃圾—能源( 焚烧发电) ”模式。

 

  “全参与”是指在新能源城市规划过程中，要充分邀请各方利益相关者参与，以减少新能源城市建设过程中可能出现的问题; 同时，在新能源的开发利用过程中，要使附近的居民成为项目的参与者，如，成为风力发电的股东。

 

  四、“6A”理念在新能源城市

 

  规划中的应用在新能源城市规划过程中，“6A”理念的应用主要表现在以下几个方面:

 

  1．“全过程”、“全能源”与“全领域”规划理念在新能源城市规划中的应用新能源城市规划的最大特点是重视开发当地可再生能源，这也是同传统能源规划的最大区别。新能源城市规划在能源方面要具有四大要素: 一是可持续开发能源，以新能源为主; 二是智慧设计，减少能源使用量; 三是循环利用余热余能，提高能源利用效率; 四是关注能源与社会、经济、环境等方面的协调发展，保障新能源城市的可持续发展。新能源城市规划，应围绕这些理念面进行。

 

  “全过程”与“全能源”是指，能源开发阶段

 

  主要是新能源的开发，利用与节约阶段包含传统化石能源与新能源在内。“全领域”则是指，在新能源城市规划过程中，不仅要关注电力、交通、供热与制冷等能源消费的主要领域，也要关注能源与社会、经济与环境等多个要素的关系，推动新能源城市的协调发展与可持续发展。

 

  2．“全区域”规划理念在新能源城市规划中的应用新型城镇化、城乡一体化是未来一个时期我国重要的发展模式，这要求新能源城市规划

 

  必须充分农村区域; 同时，新能源城市的特质也要求城市规划要重视农村区域，贯彻“全区域”，坚持城乡一体化规划理念。

 

  针对城市的不同功能区，在新能源城市规

 

  划时也应有所区别: 在城市中心区域，由于人口密度较大，空间狭小，一般为商业及办公场所，应考虑购买绿色电力、区域性热电联产/区域集中供热、太阳能光伏发电、可再生能源汽车等;在内城区的边缘，由于处于城乡结合部，居住、商业、生产混杂，应考虑分散式的热电联产/区域集中供热、公共太阳能供热、购买绿色电力、太阳能光伏发电等; 在工业区，这种区域一般空间较大，生产带来的垃圾较多，应考虑风电、有机废物能源化、生物质能开发、小水电、利用大规模的厂房屋顶进行太阳能光伏发电等; 在郊区，这种区域一般居住较分散，空间相对开阔，生物质能资源丰富，城市中带有生物质的垃圾也在此区域处理，应考虑生物质能开发、太阳能分散供热等，还要重视规模经济。如，当前，欧洲国家对太阳能利用的研究意见扩展到城市尺度，太阳能在城市建设中的应用不再是仅仅以一个个独立的建筑单体和具体的技术设备研发为思考对象，而是以城市尺度为出发点，让太阳能利用与城市空间结构、建筑结构、公共空间和市政基础设施紧密结合在一起，共同构成一个整体。把太阳能利用融入宏观到微观的一系列尺度中，更为系统、整体地思考和解决问题，必定是未来城市规划与建筑设计、空间和技术、社会文化和艺术审美发展的重要主题。

 

  3．“全循环”规划理念在新能源城市规划中的应用通过循环利用多种可再生能源，以实现提高能源利用效率的目标诉求。可再生能源的循环、利用，包括大循环、小循环、多循环三种类型。大循环主要是指在小城镇中，整个城镇的能源循环利用就是一条线模式，如，“能源—食品—地沟油—生物柴油”; 小循环主要是指在一个企业或开发区内进行的能源循环利用; 多循环主要是城市能源的循环利用模式一般要有多种路径，也就是同时存在多套能源循环模式。

 

  以生物质能城镇建设为例加以说明。由于生物质能城镇的能源主要来自生物质能，不仅有生物质能源利用阶段，也有生物质生产的阶段，这一点同太阳能、风能有很大的不同，因此，生物质能的利用可形成能源循环链。

 

  4．“全参与”规划理念在新能源城市规划中的应用在制定新能源城市规划时，邀请利益相关者参与，有利于提前发现问题，并能及时协调与平衡各方利益关系。利益相关者与参与者是不同的概念，在一个规划项目中，利益相关者是指同项目有直接利害关系的人，而参与者可以是利益相关者，也可以是同项目没有利害关系的专家。在当前我国各类规划中，常常只邀请几个专家，对规划进行制定与评审，而大部分利益相关者的权益及诉求受到忽视，这样的规划在执行过程中，往往面临较大的阻力。

 

  在规划中，也要充分考虑公众的利益，公众成为项目的参与者与受益者，这种方式更容易把公众与城市密切联系起来。如，在已经实现100%新能源供给的丹麦萨姆索岛上，超过五分之一的居民拥有风力涡轮机的股份，每股的年收益超过100 美元。这是岛民拥有投资积极性的一个重要原因。

 

  总之，新能源城市是一种新型的城市模式，需要同时借鉴能源规划及城市规划的相关理论及方法。新能源城市规划的重点是应用新能源; 同时，需要重视结合城市原有的社会经济发展战略规划，并对新的城市规划及能源规划要产生影响，争取把新能源城市建设目标纳入到城市新的社会经济总体发展规划中。

 

  “6A”规划理念为新能源城市规划提出了新的思路、新的方法，有利于克服传统的把“新能源与可再生能源规划”当做“新能源城市规划”的弊端，有利于规划建设真正意义上的新能源城市。