目前為止,全世界成功實施并運營的“可持續(xù)城市”案例只有四個涕癣,其中兩個在瑞典——哈馬碧湖城和馬爾默的明日之城仿贬。
從上世紀中葉開始,瑞典城市的發(fā)展逐漸受到不斷高漲的環(huán)保意識影響品抽,進而不斷追求與試驗“可持續(xù)城市”的可行性储笑。在垃圾分類和回收利用方面甜熔,真空垃圾收集技術和沼氣純化技術,為這個目標提供了堅實的技術支持突倍。
哈馬碧生態(tài)模型
1972年腔稀,瑞典首都斯德哥爾摩舉辦了第一次人類環(huán)境國際會議——聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議,大會聚焦于國際視野下的環(huán)境問題羽历。而1970年代初出現(xiàn)的石油危機烧颖,讓瑞典從國家層面開始重視節(jié)能項目,并支持石油替代能源的研發(fā)窄陡。
從第一代可持續(xù)城市哈馬碧湖城開始炕淮,斯德哥爾摩市政府就提出了嚴苛的環(huán)保要求,并設定了相應的環(huán)境目標:將哈馬碧湖城的能耗降低到當時普通新開發(fā)項目的50%跳夭。
在上世紀90年代涂圆,這是相當大膽的目標。哈馬碧湖城建成后湃儒,基本實現(xiàn)了當初定的環(huán)境目標还纤。而且,與周邊地塊相比氯摆,其土地價值提升了25%埠邻,卻僅付出了5%的成本增量,讓開發(fā)商獲益良多峡冻。
其中苞惰,1996年由斯德哥爾摩水公司、Fortum (能源公司) 和城市廢物回收公司合作開發(fā)的哈馬碧生態(tài)模型至關重要最奸。該模型的主要原理是最大程度地實現(xiàn)材料和能源流的局部閉環(huán)咕诊。它展示了如何將廢物回收、水拜殊、地區(qū)供暖供冷和交通焚卖,與城市規(guī)劃、景觀及建筑設計進行整合, 最大限度地減少材料和能源的消耗匿党。
哈馬碧生態(tài)模型
共生城市方法不斷得到改進和修正晰绎,并廣泛應用在城市建設領域。包括斯德哥爾摩最新的可持續(xù)發(fā)展項目——皇家海港城括丁。2010年通過的斯德哥爾摩皇家海港環(huán)境計劃 (SRSEP)確定的環(huán)境目標為:(1) 到2020年, 人均年碳排放量在1.5噸以下;(2) 到2030年荞下,實現(xiàn)無化石燃料和氣候正影響;(3) 30% 當?shù)厣a(chǎn)的電力使用可再生能源和材料, 平均能耗為每年 55千瓦時每平方米。
從哈馬碧生態(tài)模型不難看出躏将,其通過廢棄物锄弱、能源、水和污水三個生態(tài)循環(huán)的聯(lián)動循環(huán)祸憋,組成了可持續(xù)城市的環(huán)境支撐體系会宪,并運用了“3R”原則--減量肖卧、回用和循環(huán),實現(xiàn)了更加高效的資源利用掸鹅。
剖析這個生態(tài)模型的循環(huán)過程會發(fā)現(xiàn)塞帐,城市居民,即傳統(tǒng)的能源消費者巍沙,同時也是能源的生產(chǎn)者和輸送者葵姥,而多樣化的可再生能源路徑支撐著可持續(xù)新城的運營。
居民的生活垃圾被全部分類回收句携,其中献舍,可燃廢棄物和生物燃料被轉化為區(qū)域集中供熱和電力;太陽能電池板將太陽能轉化為電能,或用來加熱水;雨水被有組織地通過沉淀池過濾后宴亦,排到哈馬碧湖苟及,而不是進入污水處理廠;污水處理廠通過厭氧消化罐,從污泥中提取沼氣啥闪,剩下的殘余物被用作肥料;將處理過的污水所產(chǎn)生的熱量轉化成區(qū)域集中供熱或供冷;最終只有1%的危險廢棄物進行了填埋夷钥。
當然,石油替代能源的研發(fā)不是一蹴而就的曙悠,瑞典政府發(fā)揮了重要的引導作用婿残,啟動經(jīng)濟杠桿,出臺相應的能源政策進行宏觀調(diào)控烘韩,比如:征收二氧化碳排放稅襟腹,可再生能源免稅等系列措施。
哈馬碧湖城總投資的17%來源于斯德哥爾摩市政府的補貼乍厉,政府的積極參與充分調(diào)動了開發(fā)商的積極性蜀骗,探索和實踐出一條建立在能源突破和創(chuàng)新基礎上的可持續(xù)城市生態(tài)開發(fā)模式悦追。
瑞典第一大可再生能源工廠運作模式示意圖凹蜈。圖片來源:Golden Forest能源咨詢公司
真空垃圾收集技術
作為可持續(xù)城市環(huán)境管理的核心技術之一,真空垃圾收集技術顛覆了傳統(tǒng)的垃圾搜集方式忍啸。漫步哈馬碧湖城仰坦,社區(qū)任何角落都看不到垃圾箱或垃圾中轉站,也聞不到開放式垃圾堆放散發(fā)出的異味计雌。這個近3萬人口的新城所產(chǎn)生的垃圾就隱藏在地下管網(wǎng)里悄晃。通過地下管網(wǎng)來運輸垃圾,將垃圾從街道下方輸送到位于區(qū)域邊緣的收集中心凿滤,方便卡車裝卸垃圾集裝箱妈橄,再運輸?shù)嚼贌龔S、填埋場或回收中心進一步處理翁脆。
真空垃圾收集技術示意圖眷蚓。圖片來源:瑞典ENVAC集團
真空垃圾收集技術是一套封閉式垃圾自動收集系統(tǒng)鼻种,不僅改善了人居環(huán)境,而且釋放了寶貴的空間沙热,提升了物業(yè)價值叉钥,還為新城規(guī)劃及房地產(chǎn)開發(fā)提供了新的亮點,為生態(tài)社區(qū)的建設提供了有力的技術方案篙贸。
以斯德哥爾摩市一座典型社區(qū)作為研究模型(包含3500戶码累、13500平米商業(yè)辦公、一所學校)踏蚓,獲得的研究數(shù)據(jù)表明激撮,與傳統(tǒng)垃圾收集過程相比,真空垃圾收集的開車累計行駛距離減少93%惫投,尾氣累計排放降低96%偶屯,經(jīng)過的十字路口累計數(shù)量減少92%,開車累計時間減少95%旋蝎。結論顯而易見冶习,街道交通得到緩解,衛(wèi)生設施占地可以用作其他用途(如停車空間)孕序,環(huán)境沒有了異味琐幔。
傳統(tǒng)收集與真空收集對街道空間釋放和環(huán)境美化效果,左圖代表傳統(tǒng)递市,右圖代表真空为稽。圖片來源:瑞典ENVAC集團
沼氣純化技術
沼氣純化技術在將生活垃圾轉化成可再生能源的鏈條上,起到了關鍵作用唁情。今天疑苔,斯德哥爾摩市約50%的城市公交車、出租車都在使用純化后的沼氣作為動力來源甸鸟。
在瑞典第三大城市烏普薩拉惦费,矗立著一座大型沼氣廠,集中處理烏普薩拉市20萬居民的生活垃圾(每人每年約產(chǎn)生200公斤垃圾抢韭,包括50公斤廚余垃圾)薪贫。在這里,各種生活垃圾刻恭、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)瞧省、污水處理廠底泥等,經(jīng)過分類鳍贾、粉碎鞍匾、厭氧發(fā)酵、沼氣純化后,搖身變?yōu)槌鞘兄匾目稍偕茉聪鹗纭_^程中的副產(chǎn)物沼液藕筋、沼渣,因其富含氮呕摹、磷等營養(yǎng)元素和微量元素蒂抒,得到瑞典農(nóng)業(yè)協(xié)會廣泛使用,以有效減少氮流失二搀,增加作物產(chǎn)量先兆,甚至增加作物抗病抗逆能力。
厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣主要成分是甲烷(60%)诸恤、二氧化碳(40%)爵例,由于純度不夠,很難直接進入工業(yè)或城市應用領域微惦。而瑞典農(nóng)業(yè)大學的技術可以使沼氣純化達到98%豌淹,可以直接用來供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)婶耕、車用燃料措坐、并入天然氣網(wǎng)等。而將提純后的生物甲烷并入天然氣網(wǎng)赖厅,更方便了沼氣的遠距離輸送拣播,進一步推動沼氣融入現(xiàn)有的能源供應體系。
沼氣純化裝置收擦,烏普薩拉沼氣廠實景照片贮配。圖片來源:烏普薩拉沼氣廠
沼氣生產(chǎn)及車載燃氣輸送技術路線示意圖,圖片來源:烏普薩拉Uppsala Vatten och Avfall AB沼氣廠
在瑞典塞赂,沼氣被認為是最具前景泪勒、最環(huán)保的車用燃料。隨著沼氣加氣站的大規(guī)模建設宴猾,從瑞典南部城市馬爾默到首都斯德哥爾摩圆存,甚至北部的許多大中型的城鎮(zhèn)都設有加氣站,使得沼氣燃料車的使用更為便利鳍置。
斯德哥爾摩市的沼氣加氣站辽剧,左圖為公交車沼氣加氣站,右圖為私家車沼氣加氣站税产。
精細的工業(yè)分工、高層次的工業(yè)合作偷崩,也是瑞典工業(yè)沼氣得以順利發(fā)展的成功經(jīng)驗之一辟拷。隨著近年來國際原油價格的不斷攀升和原油供應不穩(wěn)定因素的加劇,沼氣作為生產(chǎn)和消費的可再生清潔能源,展現(xiàn)出獨特的區(qū)域性優(yōu)勢卒亩。
烏普薩拉市政府已經(jīng)決定擴建沼氣廠蚀攘,在不遠的將來,這座即將成為世界上最大的沼氣生產(chǎn)工廠划万,預計每年產(chǎn)氣1400萬立方米嘴略,每年可減少二氧化碳排放約1.5萬噸,其所帶來的市場效應招蠕、環(huán)境收益和和社會收益將更加顯著卑蚓。