100城市方案①｜清洁能源：从微电网到垃圾发电
【编者按】
这是一系列给世界各地市长及关心城市未来发展的市民阅读的文章。市长不一定会把“全球思维，地方行动”这句话随时放在嘴边，但他们却是这句口号最重要的倡导者与践行者。当地方行动起来，整个地球将随之改变。每个城市都应承担起各自的职责。在很多情况下，城市面对的挑战大同小异，典范与案例因而至关重要。《100城》（Cities100）恰逢其时，提供了100个城市可持续之路的案例以及其成功要素。
本系列十篇文章分别以上述10个城市领域为主题，每个主题展示3个左右的城市范例，以期为城市管理者及城市研究者参考借鉴。
清洁能源不仅是技术，还强调环保性、经济性与可持续性，并有助构建韧性与可持续的社区和城市。本篇将介绍三个清洁能源的创新案例。
《100城》是Sustainia（注：Sustainia是一个国际可持续发展智库和咨询机构，致力推动引领可持续未来的行动）、C40（注：C40城市气候领袖群，组建于2005年，囊括全球85个主要城市，代表超过6.5亿人民，占全球经济总量四分之一）和Realdania（注：Realdania为丹麦慈善组织，致力通过改善建筑环境来提升生活品质与共同福祉。Realdania是C40的策略出资方，也是Sustainia的创始合伙人之一）的联合计划，目标在于寻找应对气候变化的100个最佳城市方案。为了从全球遴选具创新性、突破性的项目，C40和Sustainia进行公开选拔，评审来自75个城市的160个方案。评审依据5项标准：
1）气候行动：项目预期或已经达成的二氧化碳减排以及气候风险缓解目标。
2）协同效应：除了气候变化缓解及二氧化碳减排之外，项目对社会其它方面所产生的正面协同效应。
3）创新：项目是否采用全新或突破性方法应对重大环境问题。
4）管治：项目是否融合于较宏觀城市计划之中，与城市中其他机构合作，并让市民参与项目开发与实施。
5）共享与推广：项目经验可否与其他城市和地区共享，项目在城市全面推广的潜力有多大。
最终评选出10个领域的100个城市范例。这10个城市领域分别为：
①清洁能源（Clean Energy）
②交通（Transportation）
③可持续社区（Sustainable Communities）
④社会公平与气候变化（Social Equity & Climate Change）
⑤金融与经济发展（Finance & Economic Development）
⑥固体废弃物（Solid Waste）
⑦适应性规划与评估（Adaptation Plans & Assessments）
⑧适应性行动（Adaptation in Action）
⑨建筑能效（Building Energy Efficiency）
⑩气候行动方案与清单（Climate Action Plans & Inventories）
清洁能源的定义是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系，同时强调环保性、经济性与可持续性。减少依赖传统能源和国外进口高价能源，转而挖掘本地廉价可再生能源，不但可降低二氧化碳排放与能源成本，而且可减少对外依赖，提升本地能源供应韧性。这一切有助构建韧性与可持续的社区和城市。本文将介绍波士顿、温哥华和伊斯坦布尔的三个案例。
波士顿：绘制能量地图，提升城市韧性
波士顿市创建了一幅详细地图，可追踪建筑物每小时的能耗，从而展示能源需求模式，并对本地发电的潜在可能加以评估。
作为波士顿社区能源模式研究的一部分，该市开发出当前最为详尽的城市能源地图，用以审视社区的哪些位置可实行地方清洁能源发电、利用区域能源以及构建微电网。
这一地图追踪波士顿市内8.5万栋建筑每小时的能耗，包括商业建筑、经济适用房以及诸如收容所和食品仓库等重要设施。此地图中测定耗电量的准确率达到94%，同时还把假设的工程解决方案纳入考虑，评估地方清洁能源发电的可行性。这些信息有助评估潜在项目对社区韧性、能源成本以及削减温室气体所做出的贡献。
截至目前，这一地图识别出42个可供应可再生能源的区域。接下来波士顿市计划与社区开展接触，并与能源公共事业公司达成伙伴关系，以实施社区能源解决方案。波士顿市将与一家本地电力公司合作，对第一个试点项目（在波士顿工业园区中构建多用户微电网）开展研究。
在环境效应方面，这个项目制定了本地清洁能源发电方案以适应需求，而多用户微电网可削减15%的温室气体排放；在社会效应方面，本项目可对波士顿的居民和商业机构提供教育宣传，让他们更深入认识地区能源和微电网，尤其是把微电网设置于社区能源解决方案适宜的区域时，所产生的社会效应尤为显著；在经济效益方面，根据潜在项目分析显示，当削减二氧化碳达到最优化状态时，其投资回报可达6.29亿美元。
波士顿市计划在2020年之前，通过热电联供提供其15%的能源，并削减80 %的温室气体排放。为实现上述目标，能源地图项目至关重要，有助了解城市能源利用，识别本地能源供应的潜在机会，同时降低社区与商业的脆弱性。
温哥华：北美首个制定可再生城市策略的城市
温哥华市以完全采用可再生能源为目标，从而抑制两个最大排放源：交通和建筑物的温室气体排放。
温哥华是北美地区首个制定出可再生城市策略（RCS）的城市，目标是在2050年之前实现全城100% 能量都由可再生能源供应。为了达成这一目标，本城优先削减污染最为显著的两个领域——建筑和交通的温室气体排放，并增加可再生能源的使用与供应。就交通领域而言，措施包括推行可再生能源汽车共享，并制定标准支持可再生能源私家车。与此同时，改造现有建筑，确保电网供电 100%来自可再生能源，促进温哥华清洁能源转型。
这策略建基于一个创新的能源系统模型。此模型把全年以及每天不同时间能源需求进行绘图，并对比能源供应模式，从而识别出运用可再新能源最经济可行的方式。这样，温哥华使用了最前沿的技术——也是最先采用此技术的城市——以解决紧迫的能源问题，并引导实现100%利用可再生能源的未来。
在环境效应方面，此策略在2050年完全实施时，与2014年水平相比，其累积效应将使城市总能耗降低三分之一，即每年节能2100万千兆焦耳 (GJ) ；在社会效应方面，温哥华市计划在可再生城市策略（RCS）之下在市中心若干街道永久禁车，从而营造出多样而活跃的公共空间；在经济效应方面，能源转型可推进创新，并推动崭新商业模式与技术的开发，提升绿色环保领域的就业；在健康效应方面，温哥华的可再生城市策略（RCS）与健康城市策略紧密相连，共同构成提高社会韧性与可持续性的综合规划。
近年温哥华快速发展，每年能耗超过5930万千兆焦耳，产生的二氧化碳排放高达280万吨。温哥华市正尽力降低其碳足迹，并致力在2050年前实现全城100%使用可再生能源。
伊斯坦布尔：用自动测量系统支持填埋气发电
伊斯坦布尔拥有土耳其最大的填埋气发电设施，配备自动测量系统，能够调节气流，为大约20万家庭提供能源。
土耳其最大的填埋气发电项目位于伊斯坦布尔市，发电能力达50MW/h，足以给20万家庭供电。此项目包含两个发电厂，分别与Kömürcüoda和Odayeri填埋场相邻。在每一个垃圾填埋场，都用气井和管道穿透垃圾，收集甲烷气体，并传输到热交换器和除雾器，用以冷却和除湿。经过处理的甲烷气供应到内燃机，驱动发电机，为国家电网供电。
伊斯坦布尔填埋气发电厂特别之处，在于其设施配备自动测量和调节系统，从而控制遍布垃圾填埋场的500个收集井与50条管道收集的填埋气流。此填埋气发电项目实施后，在2011年至2015年期间，甲烷气的排放大大削减，相当于每年减少约120万吨二氧化碳排放。
在环境效应方面，2011年至2015年，此项目减少了相当于80万辆小汽车的二氧化碳排放；在社会效应方面，发电厂运行期间，需要93名固定工作人员，发电厂建设期间，聘用了约100名工人；在经济效应方面，通过使用伊斯坦布尔两个填埋场产生的本地甲烷气体发电，此项目减少政府采购国外能源所需花费；在健康效应方面，本项目所布设的填埋气体收集系统，避免甲烷气对周围空气和地下水源造成污染，保障附近居民健康。
目前，土耳其一半发电源自进口天然气。投资建设填埋气发电项目，伊斯坦布尔开辟出价格低廉的能源，同时减少依赖国外进口天然气。
小结
波士顿案例亮点在于，绘制细致精准的能量地图，追踪85000栋建筑中每一栋每小时的能耗；识别可供开发本地可再生能源的42个区域，并尝试构建微电网。充分借助全方位精准监控数据，识别出清洁能源改进与提升的机会。
温哥华案例亮点在于，制定可再生城市策略(RCS)，在2050年前实现全城100% 采用可再生能源。这一目标宏大又具有挑战性，温哥华正为此努力。
伊斯坦布尔案例亮点在于，使用垃圾填埋气发电，采用自动测量系统控制与调节甲烷气流，发电量可供20万家庭使用。
世界各地城市为实现本地及全球可持续目标，都有必要借鉴清洁能源的典型实践经验，可以从以下几方面下手：制定政策促进可再生能源的广泛采用；运用数据提高清洁能源利用效率并挖掘节能的潜力；采用崭新技术增进垃圾发电的可行性，进而增加发电量。
（本系列由Sustainia授权发表，由相欣奕翻译，Amy Au校对。英文版“Cities100”下载地址：http://solutions.sustainia.me/cities/）