丹麦哥本哈根的碳中和及可持续智慧城市解决方案

哥本哈根是全球应对气候变化的领先城市,制定并实施了卓有成效的可持续发展战略。2022年,哥本哈根二氧化碳排放量较2009年减少80%,成为绿色环保的典范。尽管受到近期能源环境波动的影响,该市最近放弃了到 2025 年实现完全碳中和的目标。但是,针对碳生产和捕获问题提出了更有效的解决方案。哥本哈根拥有更丰富、更人性化的环境智慧城市设计,再次保证了成为最可持续发展城市的方向。

哥本哈根被公认为世界上最环保的城市之一。由于其对高环境标准的承诺,哥本哈根因其绿色经济而受到赞誉,在 2014 年全球绿色经济指数 (GGEI) 中第二次被评为顶级绿色城市。哥本哈根市为城市的社会、经济和环境发展制定了雄心勃勃的目标。

哥本哈根将成为世界上第一个实现碳中和的首都。为此,市政府制定了一系列行动计划,包括大力发展风能等绿色可再生能源、鼓励市民选择绿色出行、推广绿色建筑等50个具体项目。哥本哈根将通过能源供应转型、建筑改造、废物管理、公共基础设施和流动性以及支持短期和长期转型的其他关键举措来实现这些目标。

到 2025 年,商业和住宅建筑的用电量分别减少 20% 和 10%,总热消耗量减少 20%。太阳能电池板等可再生能源功能在哥本哈根的最新建筑中越来越普遍。到 2025 年,区域供暖将通过垃圾焚烧和生物质实现碳中和。新建筑现在必须根据低能耗等级建造,并在 2020 年接近净零能耗建筑。到 2025 年,75% 的出行应该是步行、骑自行车或乘坐公共交通工具。该市计划到 2025 年 20-30% 的汽车将使用电力或生物燃料。

为了实现碳中和,哥本哈根将逐步转向可再生能源,区域供暖系统将使用更多垃圾焚烧发电厂产生的热量。冷却网络将主要基于海水提取。通过数十年的非凡和持续努力,丹麦已经建立了世界一流的绿色能源系统,提供更清洁的日常生活和更多的绿色能源。

该市的城市规划部门继续充分考虑这些优先事项。特别关注气候问题和确保最大限度地应用低能源标准的努力。优先事项包括可持续排水系统、回收雨水、绿色屋顶和高效废物管理解决方案。在城市规划中,街道和广场的设计应鼓励骑自行车和步行而不是开车。

此外,市政府正在与智慧城市计划合作,以改进如何使用数据和技术来实施支持向碳中和经济过渡的新解决方案。这些解决方案支持城市管理部门的运营,以改善公共卫生、区域供暖、城市交通和废物管理系统等。哥本哈根的智慧城市运营由哥本哈根解决方案实验室维护,哥本哈根解决方案实验室是该市技术和环境管理局下属的官方智慧城市发展部门。

环保城市
哥本哈根被公认为世界上最环保的城市之一。丹麦是一个以农业和渔业为基础的社会,丹麦人仍然与周围的土地和水域紧密相连。这种对自然的尊重是丹麦成为促进可持续发展的先驱的原因。可持续性是一种整体方法,包括可再生能源、水资源管理、废物回收和绿色交通(包括自行车文化)。

哥本哈根在环境方面取得的大部分成功可归功于强有力的市政政策与明智的国家政策相结合。它是世界上生活成本最高的城市之一,也是最宜居的城市之一,拥有公共交通、自行车设施和环保举措。到 2025 年左右,哥本哈根市规划了四个主要扩建区,重点是保护和空心填充新建筑或绿地。

由于其对高环境标准的承诺,哥本哈根因其绿色经济而受到赞誉,在 2014 年全球绿色经济指数 (GGEI) 中第二次被评为顶级绿色城市。2001 年,在哥本哈根海岸附近的米德尔格伦登建造了一个大型海上风电场。它生产约 4% 的城市能源。多年来在污水处理方面的大量投资已经改善了港口的水质,以至于内港可以在多个地点使用设施游泳。

多年来,哥本哈根在国际生活质量调查中名列前茅。其稳定的经济以及教育和社会保障水平使其对当地人和游客都具有吸引力。作为对整体环境规划长期努力的奖励,哥本哈根市政府于 2006 年获得了欧洲环境管理奖,哥本哈根整个城市在 2009 年被经济学人评为欧洲最环保的城市。最近的文章还提到哥本哈根是最环保的城市;其中包括文化之旅 (2020) 和地球之旅 (2020)。

作为 2013 年“最宜居城市”,它的开放空间、街道活动的增加、有利于骑自行车者和行人的城市规划以及社区、文化和美食觉醒为居民带来的城市生活鼓励特征都被指定。其他在哥本哈根排名靠前的是其商业环境、可达性、餐厅和环境规划。

自 1950 年代以来,丹麦设计一直是国际旗手,医疗保健和制药等不断发展的行业也在丹麦经济中发挥着重要作用。哥本哈根地区在生物技术、清洁技术、IT 和航运领域拥有少数强大的商业集群。在清洁技术/环境技术领域,它是新成立的哥本哈根清洁技术集群。如今,丹麦的创新者在可持续发展和绿色生活方面处于领先地位。

经过大量努力改善海港的水质,例如建立净化厂和溢流池,您现在可以在海港游泳,并且每年都会在克里斯蒂安堡周围的运河组织游泳比赛。同样,在内港也建立了几个海港浴场。除了改善港口水质外,还开展了改善城市湖泊水质的工作。根措夫特湖 (Lake Gentofte Sø) 是该地区最干净的湖泊之一,除此之外,在湿地还发现了稀有的兰花。

从 2009 年到 2022 年,哥本哈根将二氧化碳排放量减少了 80%。为了实现剩余的 20% 的减排,该市希望使用碳捕获和储存 (CCS)。2022 年,该州表示,拟议的 Amager 资源中心 (ARC) 焚化炉将不符合该州 CCS 资助计划的股本要求下的州财政援助。哥本哈根表示,它仍然希望实现 100% 的碳排放量减少,但到 2025 年将无法实现。

净零原则
哥本哈根的目标是到2025年实现碳中和。尽管这一计划的实现日期有所推迟,但这并不影响该市实现目标的决心。碳中和是一种净零二氧化碳排放的状态。这可以通过平衡二氧化碳排放量和去除二氧化碳量或消除社会排放量来实现。碳净零是对脱碳和气候行动的更广泛和更全面的承诺,通过在间接排放范围内纳入更多活动,超越碳中和,包括基于科学的减排目标。

净零是一个科学概念,可以根据可衡量的目标来定义。它可以为理解和评估应对气候变化行动的影响提供一个参考框架。要用作气候行动的框架,它必须作为社会、政治和经济系统正在进行的活动的一部分进行操作和衡量。净零的目标是实现可以维持数十年到数百年的平衡状态。

城市在有效解决气候问题方面处于关键地位,必须通过有效的治理、监测、问责和报告机制予以跟进。长期目标必须转化为实际的近期行动,并制定详细的计划和方法来建立基线、衡量结果和评估影响。

以低碳为重点的城市发展被视为城市空间可持续发展的必然趋势。零碳城市是一种产生与其使用一样多或更多的无碳可持续能源的城市,通过使用可再生能源将其碳足迹减少到最低限度;通过有效的城市设计、技术使用和生活方式的改变减少所有类型的碳排放;通过碳封存平衡任何剩余排放。

由于城市的供应链远远超出其边界,试图实现净零状态的现​​代城市需要评估七个关键供应系统,包括能源、交通-通信、食品、建筑材料、水、绿色基础设施和废物-管理。实现净零排放的战略包括开发可再生能源供应、通过更好的城市设计和改变生活方式减少能源和资源的使用、减少浪费以及创造绿色空间和碳汇以去除大气中的碳。零碳城市的可持续城市规划方法越来越强调使用当地采购的食品、能源和可再生资源。

零碳城市和生态城市之间有很强的相似性。对生态城市的讨论往往更广泛地关注社会和环境问题,较少强调碳监测和实现净零能源平衡的必要性。为发展生态城市而提出的许多原则也与净零城市相关,包括修改土地使用优先级以创建可持续的混合用途社区;修改交通优先顺序,以支持步行、自行车、手推车和公共交通,而不是汽车;提高环保意识;支持当地农业和社区花园;促进回收和资源保护。

综合策略
实现碳中和是一个非常雄心勃勃的目标,仅仅依靠一些简单的固化策略是无法实现的。而是需要针对整个社会有机体制定多种可持续的对策,以多样灵活的综合策略,以及在生产和生活的方方面面实现绿色低碳。

哥本哈根向绿色经济的过渡不可能在短期内发生,也不能仅靠每个利益相关者的努力。因此,哥本哈根正在与公司和知识机构合作,寻找应对特定挑战的新解决方案。哥本哈根市也在努力增加其绿色努力的记录,并根据可用数据和证据制定新举措。

哥本哈根的碳中和战略包括减少碳排放,尽可能使用清洁能源,通过智慧城市的高效规划减少生产和生活过程中的消耗。通过转向不产生温室气体的能源和工业流程,转向使用风能、地热能和太阳能等可再生能源,从而结束碳排放,从而过渡到零碳经济。

最近,哥本哈根市见证了更多碳捕集工厂的建立。碳捕集是指通过各种技术手段捕获释放到大气中的二氧化碳,将其压缩封存于地下。平衡剩余的二氧化碳排放量和碳抵消是减少或避免温室气体排放或从大气中去除二氧化碳以弥补其他地方的排放量的过程。如果排放的温室气体总量等于避免或消除的总量,则这两种效应相互抵消,净排放量为“中性”。

可持续智慧城市
设计可持续环境应该是一个平衡社会、文化、环境、经济和政治方面的综合过程。城市水资源管理、废物处理、电力、供暖和制冷、城市交通、公共和私人建筑、气候适应、弹性、绿色和蓝色区域以及空气污染都是未来发展宜居城市需要考虑的重要因素。然而,与其独立地考虑这些方面,不如通过采用更加综合和全面的城市规划方法来取得可观的经济和环境收益。

2012 年,丹麦哥本哈根制定了 CPH2025 气候计划,目标是到 2025 年成为第一个碳中和的首都,并使丹麦到 2050 年完全实现碳中和。该市已将能源和供暖系统转向使用风能、太阳能和生物质能用于加热和海水冷却;通过使用电动汽车和增加自行车道改善交通,并翻新建筑物以提高能源效率。

城市地区涉及能源、交通、水、食品、住所、建筑、公共场所和废物管理等重要基础设施。城市规划的关键因素包括密度、土地利用组合、连通性和可达性。改造城市以实现净零可持续性意味着重新思考供应方问题和需求方问题。为了实现净零,哥本哈根共同减少温室气体排放,实现净零可持续性还意味着考虑材料的来源和生产,并确保进入城市的物品通过零排放交通运输。

向可持续城市的过渡取决于社会、文化、经济和气候因素。在发展中经济体快速发展的城市中,能源、水和流动性等基本需求应得到可持续满足,同时资源得到有效管理。在位于较发达经济体的城市中,需要采取明智的方法来确保城市在经济活动、能源消耗和环境影响方面得到优化。

无论一个城市的发展状况如何,确保城市居民的“美好生活”应该是一个指导原则。为应对城镇化的挑战,我们需要统筹发展城镇地区,并进行必要的投资。加快向包容、安全、有弹性和可持续发展的城市和社区的过渡,并提供创建智能、绿色和宜居城市的解决方案。

为实现全面城市发展的目标,需要不同合作伙伴之间的伙伴关系和跨学科合作。丹麦的大小城市都采用独特的公私合作模式来解决许多挑战。它被称为哥本哈根模式,其特点是设计与工程相结合,依赖于城市与其私人合作伙伴之间的密切持续对话。这发生在从识别问题的初始阶段到解决方案的开始、实施和维护。公民和教育机构也经常参与,形成三螺旋(大学-产业-政府)和四螺旋(大学-产业-政府-公民)伙伴关系。

清洁能源
哥本哈根实现碳中和的信心来自其丰富的绿色能源组合。丹麦热爱清洁的可再生能源。人均风力发电量超过任何其他经合组织国家。此外,生物能源在丹麦能源系统中发挥着重要作用。净零碳电网的发展可以成为将交通、供暖和烹饪等关键城市活动从化石燃料转变为零碳电力的基础。

要成为零碳城市,可再生能源必须取代其他不可再生能源成为唯一能源,因此零碳城市是可再生能源经济城市。电力部门主要依赖可再生能源。该国 80% 的电力来自可再生能源:57% 来自风力发电,20% 来自生物质和其他可燃可再生能源,3% 来自太阳能。

风能在丹麦很成熟,很久以前就决定将丹麦气候持续不断的微风和狂风付诸实践。现在,丹麦的人均风能产量几乎是经合组织工业化国家第二名的两倍。2021 年,丹麦启用了斯堪的纳维亚半岛最大的风电场。“Kriegers Flak”的总容量可满足大约 600,000 丹麦家庭的用电量。该风电场位于波罗的海 132 平方公里的区域,距离丹麦海岸 15 至 40 公里,预计将使丹麦风力涡轮机的年发电量增加约 16%。

丹麦在 1973 年石油危机后开始研究风能的可能性。新兴的风力涡轮机产业作为农业机械制造的副产品出现,第一台商用风力涡轮机于 1979 年建成。陆上风力发电的成功电力激发了海上风能的发展。2002 年,当时世界上最大的海上风电场 Horns Reef 1 在距日德兰海岸约 14-20 公里的北海建成。

2009 年和 2019 年,又有两个海上风电场在 Horns Reef 1 附近落成。其中最新的 Horns Reef 3 是丹麦最大的海上风电场,将使丹麦的风力发电量增加约 12%。Horns Reef 3 的 49 台风力涡轮机的总容量为 407 兆瓦,将满足大约 425,000 户丹麦家庭的年度用电量。2019 年,风力涡轮机产量超过了丹麦人的电力需求。

风能领域的世界顶级创新者包括丹麦公司 Vestas 和具有丹麦血统的 Siemens Gamesa。根据 GlobalData(初步结果),这两家公司在 2018 年占据了全球近三分之一的风力涡轮机安装份额。MHI Vestas 是 Vestas 与日本三菱重工公司的合资企业,目前生产世界上功率最大的批量生产涡轮机 9.5 MW。

丹麦非常重视确保可持续的生物质能。丹麦超过三分之二的可再生能源来自生物能源,即储存在有机材料或生物质中的能源。农业是丹麦的大产业,它也间接地帮助提供能源,粪便、动物脂肪和稻草被用作沼气和液体生物燃料的基础。

许多丹麦发电厂正在从化石燃料转向生物质燃料(枯木、木屑或稻草)。近三分之二的丹麦家庭使用区域供暖(热网),热量以管道中的热水形式分配给市民。丹麦大约一半的区域供暖燃料由生物质和其他可再生能源组成。

当今世界与气候变化相关的最大挑战之一是全球对能源的需求不断增长。这使得寻找化石能源的可持续替代品变得更加重要,人们对风力发电技术等丹麦解决方案越来越感兴趣。丹麦有能力和知识帮助世界其他国家更快地实现绿色转型。

通过开发太阳能和风能作为能源越来越多地满足电力需求,这些能源正在成为最便宜的电力形式。特别是向太阳能的转变意味着可以在接近其预期用途的情况下生产能源。这适用于分布式能源基础设施,其中局部区域连接到城市范围或区域范围的电网中。更高效和更具成本效益的电池存储技术的发展也支持提供稳定电力供应的能力。

运输
在交通方面,良好的照明和基于实时数据分析的智能交通信号将大大减少骑自行车者和公共汽车乘客的出行时间。良好的城市规划可以开发结合并支持多个领域举措的基础设施。例如,太阳能发电和在公共交通附近提供充电中心可以支持电动汽车在私人和公共交通中的使用。支持使用电动汽车的另一种方法可能是将电动汽车充电点集成到灯柱中。

越来越多的城市规划者正在寻求使用数字技术来创建更智能、更可持续的城市。通过收集大量不同的数据集并对可能的干预措施的影响进行建模,规划人员希望确定并针对能源使用、空气质量和交通的关键方面进行改进。通过将智能测量技术融入建筑、照明、电器和交通,系统可以更好地适应不断变化的条件、降低能源消耗并改善城市服务。

丹麦为可持续发展设定方向的另一个领域是航运。丹麦是世界第六大航运国,丹麦马士基航运公司是世界上最大的集装箱航运公司,每年运输 1200 万个集装箱。作为海洋大国,丹麦有责任利用其影响力推动全球航运业发展。作为到 2050 年拥有完全碳中和船队的第一步,马士基航运公司宣布将在 2023 年之前运营世界上第一艘碳中和货船。该计划是使用碳中和电子甲醇来运营该船,这是尽快使用生物质和太阳能等可再生能源或可持续生物甲醇生产。

哥本哈根机场推出了一项新的气候战略,以确保该行业的未来发展。丹麦航空必须到 2050 年实现 CO2 中性。这必须通过继续减少机场控制的 CO2 排放量来实现,即 CPH 的能源和燃料消耗以及员工的商务旅行。除了 CPH 自己的 CO2 贷款外,该机场的目标是在 2030 年实现机场往返交通的零排放。这必须通过 CPH 继续投资太阳能系统和支持土地的绿色转型来实现通过加强机场区域内外的电动汽车充电基础设施来促进交通运输。同时,通过支持丹麦等国家的减碳项目,更大程度地进行气候补偿。

建筑
为了成功推进绿色转型,哥本哈根正在研究全球建筑能效研究和解决方案以及循环经济解决方案。尤其是,丹麦一直专注于提高建筑能效,在提高建筑能效方面,丹麦公司是全球市场的领导者,尤其是 Rockwool(绝缘材料)、Velux(窗户)、Danfoss(供暖应用)和 Grundfos(小心用水。)

可以通过多种有助于减少碳排放的方式评估和改进建筑物的能源效率。较冷的城市通常使用隔热和节能窗户。将太阳能电池板、绿色屋顶和墙壁以及热泵等功能整合到新的或现有的建筑物中可以显着减少能源使用。正在开发智能玻璃等新型材料,以提高建筑物的能源效率。建筑物的大小对其建造和使用方面的能源成本都有影响。所用材料的类型在前期和长期碳成本方面差异很大。仔细考虑现有材料的前期隐含排放非常重要。

绿色基础设施包括私人和公共花园区、公园、树木和都市农业。绿色基础设施通过多种方式减轻碳排放的影响,通过自然去除和储存二氧化碳,以及通过遮阳和冷却周围区域来减少冷却的能源需求。开发城市绿地,尤其是长寿树,是一种具有成本效益的碳封存方法。

废物管理
废物可以通过多种方式进行管理,包括再利用、回收、储存、处理、能量回收和处置。“废物转化为能源”过程,通过该过程可以从原本无法使用的资源中回收有用的副产品,例如能源。正在开发碳捕获和储存技术,以减少化石燃料发电厂和工业来源的排放。智能下水道和垃圾处理设施、水资源管理和实时空气质量监测也将减轻人口越来越多的城市的压力。