从废弃物处理与市政角度看减碳
第一,垃圾微循环利用能发挥明显的减碳效果。城市与自然对立的表现就在于生产、消费、降解三者的失衡,必须要逐步实现资源使用低碳化,对废弃物进行就近降解再循环。但是我国现在流行做法是将废弃物通过长途
运输,然后集中处理,这种被称之为“静脉产业”的做法仍旧属于工业文明的处理方式。
大自然对废弃物是“处处微循环”,工业文明的处理方法是“处处长循环”。这方面科学减碳就必须使各种废弃物就近循环使用。尤其是百年高达五十亿吨的建筑垃圾,推行就地加工制成建筑材料回用是最低碳的模式。
城市矿山是指将重要的原材料以建筑工程等形式在城市中有序贮存。经过工业革命300年的掠夺式开采,全球80%以上可工业化利用的矿产资源,已从地下转移到地上,并以“垃圾”的形态堆积在我们周围,总量高达数千亿吨,并还在以每年100亿吨的数量增加。只要采取有效的设计、建造、回收模式,工业文明时期累积起来的各种金属材料,正成为一座座永不枯竭的“城市矿山”。
北欧一些国家在金属储存方面设置了一条警戒线,该警戒线是以第二次世界大战武器使用的钢材量为标准建立的,当金属储存量到达这一条线时即说明该国的钢材储备达到了国防安全,可以不依赖进口。对国家而言需要有一定的
钢铁储备,而钢铁和其它金属材料的储备都可以以“城市矿山”的方式进行。比如,不锈钢或耐候钢
建材建造的建筑,其建材在60年甚至百年以后,由于其自身特性,受腐蚀的程度很小,可以有效回收利用,从而大幅度减少钢铁行业
碳排放并增强国民经济体系的韧性。
废物处理方式中,传统的垃圾填埋方式不需要消耗能源,但是这一处理方式的占地面积很大,对地下水生态系统干扰也极大;稍好的主流办法是采取“废弃物能源化”,即燃烧处理,这一方式获得的能源是所有方式中最高的,但产生的污染和次生废弃物量也很大。最绿色的技术是垃圾就地循环使用,既不占用太大的占地面积,也不需要太高的能源产出,关键在于废物循环利用与减量减碳化。
第二,中水多级、多次回收再利用是减少供排水碳排放的重要途径。城镇住宅和生产单位污水,目前都是通过污水管网收集长距离输送到污水处理厂进行集中处理,这是一种工业化处理的方式,碳排放强度很高。值得推广的新模式是用分散式的集装箱式再生水处理器,这种方式不仅能够实现水的“微循环”,而且更
节能、节地、节省投资。事实上,水只要不蒸发就能就地实现N次循环利用。并且这类设施将单位体积的污水处理成纯净水比海水淡化成本降低一倍。
第二个节水的办法是户内“中水回用”。利用户内中水集成系统可以将洗脸盆、洗衣机、淋浴产生的废水集中储存在一个装置内自动进行过滤消毒,消毒后就成为抽水马桶、拖布池的用水。这套系统可以杜绝部分居民由于不放心其它楼层居民的健康状况,导致不愿意使用中水的顾虑,因为这类户内中水回用设施用的是自己一家人的废水。
高级别的海绵城市与低级别的海绵城市工程产生的减碳效益完全是不一样的,城市网络每一个节点采用不同的技术和措施,产生的节水、节能和碳
减排的效益也都有差别。有时越是开发强度高的大拆大建项目的综合节能降碳效益反而越不好。
低碳城市设计建设是否成功,有时取决于细节上是否科学合理。著名生态城市瑞典马尔默生态城的马路上,一般的降雨可以由地砖缝隙下排吸收,稍微大点的雨量可以流经路旁的小型湿地园由植被土壤吸收下渗,大雨时则借助该湿地园植物下渗净化作用,使污染物较高的初期污水进入河流前被小型湿地净化。由于马尔默市街道边这道利用小型湿地园下渗的细节,使其雨洪中杂质得到缓冲吸收,降低了对自然水系的干扰。这种投资很少、见效很快、景观宜人,可灵活性安排的小项目很值得在我国推广。
第三,煤氨混烧可能是保障城市
电力供给韧性和脱碳的优先选择。据日本媒体报道,日本政府2050年实现二氧化碳净零排放,燃料氨产业是重点领域之一。日本经济产业省(METI)已经制定计划,到2050年日本燃料结构中使用3000万吨可再生氨,以减少传统发电厂和航运船只的排放。日本经济产业省还计划到2030年用氨与煤炭混烧,替代日本燃煤发电站20%的煤炭供应,随着时间的推移,这一比例将上升到50%以上。最终目标是建设氨气发电厂,作为新的低碳电力结构的一部分,再加上海上风能和核能达到净零排放。
值得指出的是:在诸多类型的燃料中,煤炭的贮存成本和安全性最好。如果我国在碳达峰、
碳中和进程中采用“氨煤混烧”工艺路线,不仅能利用我国全球数量最多的燃煤电厂来脱碳供电,而且一旦出现危急状态,这些电厂或锅炉又可重新恢复燃煤发电,从而确保我国应急能源供应。
第四,城市内部的绿化具有显著的综合减碳效应。城市内部绿化对于
碳汇的作用其实很少,但这类绿化一旦合理布局就会产生间接而且巨大的综合减碳作用。行道树木和小型园林中的乔木能够通过水蒸发和遮阳效应达到明显的环境降温作用,能够促使民众减少使用空调,从而间接地实现了节能减碳。
基于这个原理,同样一片区域内的40公顷绿地,如何布局才能使其效益最大化?绿地系统设计首先需要网格化的布局;第二,需要结合社区空间结构见缝插针,多种植占地小遮阳效果好的高大乔木;第三,社区微园林要设计成花草灌乔多层合理搭配的布局。这样减碳和美化环境效果才能达到最大化。城市内部的绿化具备减碳效应,但80%以上是通过减缓热岛效应而产生的间接减碳,通过植物作用进行直接碳汇的量很少。
立体园林建筑是近几十年出现的建筑新模式,这种建筑可以使每户人家拥有20-50平方米的菜地花园。这些阳台菜园可以种花种菜,具有5大综合减碳效果,一是减少热岛效应,使夏天的空调有效减少,可以节省30-55%能源消耗。二是,因植物量很大,可以使小区绿化率提高到160%。三是可充分利用多余的中水和雨水在阳台园地实现水循环利用。四是将厨余垃圾简易处理后成为花草菜的肥料。五是微型园林有助居住者身心健康。2016年《英国精神病学杂志》发表的一项研究表明居住在城里患焦虑症的人口比充满绿色的农村多50%,精神分裂症则高几倍。“少得病、少吃药、增健康”也是一种间接减碳成果。
(作者为国务院参事、住建部原副部长、中国城市科学研究会理事长)