为深入贯彻落实习近平生态文明思想,落实党中央、国务院碳达峰碳中和决策部署,按照2022年4月习近平总书记视察海南时作出的重要指示要求,住房和城乡建设部会同海南省委省政府,以省部共建的形式,计划利用2022至2024的三年时间,在东屿岛共同创建海南博鳌零碳示范区,在1.9平方公里的范围内,通过8大类19个项目的实施,逐步实现零碳运行目标,使之成为向世界展示中国低碳发展理念、技术和实践的窗口。目前16个项目已完成,预计可减碳9055.8吨二氧化碳当量/年,是示范区现状碳排放量的67.4%,年供应清洁电力1510万度。
在住房和城乡建设部、海南省委省政府的指导支持下,中规院于2022年受海南省住建厅委托,作为牵头单位,联合多家技术团队开展博鳌零碳示范区的规划建设有关工作。中规院高度重视,院长王凯、总规划师张菁作为主管院领导;由中规院北京公司海南分公司,中规院绿色所、水务院、风景院派出多专业技术骨干组成了技术团队。先后完成《海南博鳌零碳示范区创建方案》《海南博鳌零碳示范区技术导则》《海南博鳌零碳示范区总体设计》等重要技术文件,明确了示范区整体建设目标、主要任务、实施标准和技术布局,实现了19个项目的实施管理全覆盖,完成了新闻中心近零能耗改造、室外环境雨水利用和海绵化改造、东屿岛生态岸线改造与修复等6个项目的工程设计,填补了相关工作空白。
《海南博鳌零碳示范区总体设计 》(以下简称总体设计)是示范区建设愿景、主要任务与项目实施之间重要的技术衔接文件,负责完善建设目标与指标,优化、深化技术与项目布局,指导各项目工程设计与实施。本文着重解读总体设计及其实施的核心内容,与业界分享。

▲示范区改造效果图
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总体建设亮点

示范建设将东屿岛作为探索城市建成区绿色降碳改造问题的微观模型,通过创建方案定系统目标、技术导则定实施标准、总体设计定技术布局、各项目工程设计定工艺工法、全过程碳审计与碳管理等一系列工作 ,探索城区绿色降碳改造的规、建、管运行流程和实施路径。
总体设计侧重从梳理温室气体清单入手,以区域零碳、资源循环、环境自然、智慧运营等四个方面为建设重点,从空间布局、建筑、交通、能源、市政、景观、运营等领域的系统降碳入手搭建技术路径,最终实现一“零”、二“降”、七个“100%”的建设目标,集中展示未来零碳城区建设的典型场景。

总体设计借助气候模型、环境模型、能耗模型等现代数字化分析工具,因地施策,优先采用被动式节能降碳技术,精准应用各类工艺工法,实现人与自然在零碳改造中的合力共生。示范区所有改造项目均加强资源的循环利用,减少新增建设对环境的扰动。如利用会议中心废弃夹层空间建设示范区零碳智慧管理中心,优先采用利废材料、可循环利用材料、长寿命材料等。
新闻中心是目前示范区唯一完成的建筑改造项目。改造优先采用加强自然通风、遮阳等被动式绿色建筑技术,在此基础上,采用具有国际领先水平,目前国内直流元素最丰富、运行调控水平最高的光储直柔系统,并达到近零能耗建筑标准。其中的多个单项技术和产品具有自主知识产权,在国际或国内同类技术产品中性能最佳。如高安全、长寿命全钒液流长时储能系统,国际领先的光伏逆变器,国内转换效率最高的太阳能光伏板,具有自主知识产权的能源路由器等。

▲东屿岛微气候模拟分析图

▲主要建筑日照条件分析图

▲改造为近零能耗的新闻中心鸟瞰实景

▲新闻中心光储直柔系统实景动图

▲改造后的新闻中心实景照片

▲改造后的光伏地砖实景照片

▲改造后的新闻中心室内实景照片

▲光伏百叶实景照片

示范建设邀请国内外知名专家组成咨询委员会,由江亿院士和全国工程勘察设计大师李晓江任专家组组长,黄卫院士、全国工程勘察设计大师赵鲤,瑞典哈马碧生态城主设计师ULFRanhagen和Anna Hessle等为专家组成员。在国内外专家指导下,总体设计紧扣“整体降碳”目标,结合省住建厅组织开展的国内外“博鳌零碳示范区零碳技术方案与产品”征集活动,综合运用碳排放清单分析、单位投资的减碳效益分析等评估手段,搭建贯通各领域的热带城区零碳建设技术集成体系,实现减碳、经济和社会效益的整体最优。
技术集成以城市建成区新能源利用为重点,在高保电需求下,探索构建“建筑-社区-区域”三级新型电力网络,形成多层级的“源网荷储调”一体化技术应用示范。其中,除新闻中心采用光储直柔系统外,亚洲论坛会议中心及酒店、东屿岛大酒店改造实现建筑用能的全电气化。这是国内首个区域级建筑用能全电气化项目。亚洲论坛会议中心及酒店采用水蓄冷系统消纳岛内光伏,比化学储能系统更加安全、环保,建设投资减少2/3,是未来城市新能源消纳和建筑新型能源系统设计的重要方向。示范区内船只、市政车辆、园林机械等也将全部电气化,为实现示范区100%绿电利用保驾护航。停车场和接驳站点部分采用柔性充电桩,柔性调节岛内用电。最大化利用示范区建筑屋面、建筑立面、广场地面、停车场上空、景观设施等铺设光伏发电系统,综合展示我国分布式光伏发电技术成果。农光互补发电项目在提供绿电的同时也是东屿岛餐饮服务的“菜篮子”,采用最高标准的温室工程设计,农作物种植可比普通温室增产20-30%。建设智慧能源管控平台和数字电网,探索建设实时动态响应的虚拟电厂,为未来新型电力系统建设运行提供示范平台。

▲岛内绿色交通场地建设项目实景照片

▲停车场光伏遮阳棚改造实景照片

▲亚洲论坛会议中心及酒店屋顶光伏系统

▲亚洲论坛会议中心及酒店阳台碲化镉光伏栏板

▲东屿岛大酒店屋顶光伏系统

▲农光互补发电及有机果蔬供应基地项目

▲智慧能源管控平台管控界面

零碳城区必须解决运行管理的系统、高效问题,向效率要效益。示范区尝试建设国内首个全要素、智能化零碳管理平台,搭建全要素整合、全域覆盖、全时数据监测、快速响应、动态调控的零碳运营管理智慧中枢。通过管理平台,示范区实现了对建筑用电、绿色交通智能化、市政用电、可再生能源供应、碳汇系统、新型电力系统、物资循环系统等零碳城区建设要素的全面监测与综合调控。如对亚洲论坛会议中心及酒店、东屿岛大酒店的空调进行AI智能调控,提高系统运行效率,预计可降低空调系统能耗15~18%。同时,管理平台积累的能耗和碳排实时数据、碳汇计量等,为示范区未来的碳资产管理和碳增值行动建立了基础。

▲示范区零碳综合管理平台管理界面

积极探索市场参与机制,通过公开招选方式,选取企业自主投资,社会投资占总投资比例为76%。探索打通零碳示范区建设的技术环节、盈利环节、运营模式环节,做到企业敢投,市场愿投。示范建设还将在零碳管理平台的数据支持下,开展多种形式的碳资产管理和增值行动,积极参与国内外碳市场活动,探索更具经济回报价值的零碳资产运营方式。
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阶段性评估
海南省于3月11日组织召开了示范区阶段技术成果专家评估会议,专家组认为示范区建设项目立足零碳,理念及建设策略清晰,目标明确并具有很好的前瞻性、系统性和可操作性,达到“国际一流、国内领先”水平,为我国可持续发展与碳中和探索提供了优秀样板。
下一步,中规院博鳌零碳示范区技术团队将深入贯彻落实党的二十大关于坚持绿色低碳的有关部署,持续做好技术支撑,助力示范区实现零碳设计目标,为城市建成区提供可落地、可推广的有益经验,以博鳌零碳示范区创新实践助推城市建设高质量发展。
中规院《海南博鳌零碳示范区总体设计》
项目参与人员
院主管领导:王凯院长、张菁总规划师
公司主管领导:张全总经理、李利副总经理
项目主管所长:胡耀文
项目负责人:王富平、孟宁
现场负责人:曾有文
项目组成员:高原、张璐、安志远、崔鹏磊、刘彦含、王丽、杨晗宇、吴杰、刘广奇、刘彦鹏、牛铜钢、高倩、白金
感谢江亿院士和李晓江大师对本次工作的全程指导,感谢中国建筑设计研究院有限公司、清华大学建筑学院等单位和团队对本次工作的大力支持。
本文撰稿人:胡耀文 王富平;
来源:中规院北京规划设计有限公司.
望琼州

原文始发于微信公众号(规划中国):中规作品|借力自然、创新集成、绿色改造,建设博鳌零碳示范区——《海南博鳌零碳示范区总体设计》项目简介