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城市如何實現能源轉型?

在「城市為什麼需要能源轉型?」一文中,我們帶大家追本溯源,理解全球變暖的成因和後果,以及城市能源轉型的緊迫性。《巴黎協定》為全球溫室氣體減排確立了明確的目標,並建立了「自下而上」國家自主貢獻預案 (NDCs) 合作模式,通過制定自主貢獻目標和減排方案,參與全球應對氣候變化行動。為了實現《巴黎協定》的目標,全球各個國家和城市都在採取更加嚴格的減排措施與氣候行動,推進城市的能源轉型。

在這篇文章中,您將看到:
◉ 國際城市能源轉型的實踐案例 - 華盛頓哥倫比亞特區
◉ 國內低碳發展現狀與城市案例 - 張家口市
◉ 探討:後疫情時代,綠色經濟復甦的有效路徑

 

2019 年聯合國環境署 (UNEP) 發佈第十份《排放差距報告》認為,當前國家自主貢獻目標與溫控目標相比,還存在很大的「排放差距」

報告還指出,可再生能源的應用和終端用能效率的提升,對於成功實現能源轉型和降低與能源有關的溫室氣體排放至關重要,並以此提出了對於大多數國家而言具有較高的相關性、協同效益以及大幅度減排潛力五項能源轉型方案:

  五項能源轉型方案摘要  

◉ 擴大可再生能源利用,提高電氣化水準
◉ 逐步淘汰煤炭以實現能源系統的快速脫碳
◉ 使交通脫碳,改善交通出行方式
◉ 使能源密集型行業脫碳
◉ 避免未來的排放,進一步普及現代能源

根據國際能源署(IEA)最新公佈的 2018 年全球能耗與碳排放統計資料,建築行業在施工與運營階段的碳排放占全球碳排放總量的 39%,交通運輸業碳排放約占 23%,工業碳排放約占 31%,其他約占 7% 。可見建築行業、交通運輸行業以及工業是城市能源消耗的三大領域,也是全球溫室氣體排放的最主要來源。

鑒於相關資料與資訊的公開與披露是關鍵的一步,各個城市也應持續跟蹤與衡量其碳排放水準,並為實現最終減排目標制定路徑圖和行動方案。「無法衡量則無法管理」,LEED 城市認證體系能源板塊中最重要的先決條件就是建立城市範圍溫室氣體排放清單並對其持續監測。下面我們將分別探討中美兩個城市案例:

 01. 

 華盛頓哥倫比亞特區 
 —— 引領全美清潔能源轉型 

美國的首府華盛頓哥倫比亞特區,在 2017 年 8 月成為了全球首個獲得 LEED 城市鉑金級認證的城市。而這個城市也一直是全美踐行氣候變遷行動與能源轉型的領頭羊。

  雄心勃勃的目標  

在本世紀初,華盛頓特區政府就認識到氣候變遷是全人類共同面對的挑戰,並且特區本身也持續遭遇氣候變遷所帶來的種種影響。2015 年,華盛頓特區政府自主確立了溫室氣體減排目標,即到 2032 年將溫室氣體排放量比 2006 年的水準減少 50%。

2017 年 12 月,華盛頓市長 Mayor Bowser 立下承諾:

為了實現溫室氣體減排目標,華盛頓特區需進行深遠和迅速的能源革命,包括提升全市範圍的建築與住房能效、減少能源消費、轉向使用更多的清潔與可再生能源,提供更多低碳綠色的交通出行選擇等。

資料表明,華盛頓特區的 2050 年碳中和目標正在實現。2017 年全市溫室氣體排放總量相比於 2006 年基準值降低了約 30%,全年人均溫室氣體排放量僅為 7.1 MtCO2e(公噸二氧化碳當量)。這有賴於華盛頓特區能源與環境部作為牽頭部門長期以來採取的各項行動,制定了包括「氣候應對計畫(Climate Ready DC)」,「清潔能源計畫 (Clean Energy DC)」以及「永續發展計畫 (Sustainable DC plan)」等行動計畫。

  華盛頓特區減排主要驅動力  

華盛頓特區歷年溫室氣體排放總量不斷降低的主要驅動力包括:

更清潔的能源系統。能源系統的轉型是驅動華盛頓排放量降低的最主要因素,貢獻了約 70% 的減排量。通過提升天然氣、太陽能與風電等清潔能源的供電比例、增強交通系統電氣化水準,逐漸改變原先以化石燃料供能為主的能源系統。2018 年 12 月,特區通過了可再生能源法案加強 Renewable Portfolio Standard (可再生能源配額制),即到 2032 年全市範圍可再生能源供電的比例應達到 100%。截止到 2017 年,全市已安裝 33.8 兆瓦時容量的太陽能發電系統,並且為低收入家庭開設了社區太陽能光伏專案,目標是到 2032 年通過光伏發電降減除其 50% 的電費帳單。此外,華盛頓特區的能源系統也在進行優化升級,鼓勵更多社區尺度的分散式能源包括微電網的應用,並發展智慧電網、支援用電需求回應。

持續提升的建築能效。華盛頓特區是全美首個通過綠色建築法案 Green Building Act of 2006 的城市,該法案要求全球所有的公共與商業建築都需獲得綠色建築認證,如 LEED 和 Energy Star。也因此,華盛頓特區成為全美 LEED 認證項目人均數量和面積最多的城市。並且,從 2014 年起,政府就強制要求全市所有建築面積大於 5 萬平方英尺的住宅和商業建築,以及面積大於 1 萬平方英尺的公共建築公開披露其能耗與水耗資料,通過能耗基準對比,持續提升建築能效水準。



提升汽車燃油經濟效率。這依賴於汽車工業技術的進步和國家燃油經濟標準的提高。華盛頓特區在提升汽車燃油效率的同時,還執行了尾氣排放標準。

改善交通出行方式。華盛頓特區通過改善城市公共交通系統,降低市民出行對小汽車的依賴,從而將人均交通出行里程數 (VMT) 相比於 2006 年降低了 8%。據美國人口普查社區調查統計資料表明,2016 年全市上班通勤公共交通出行分擔率達到了 37%,步行和自行車分別占 13% 和 5%,約 36% 的家庭沒有小汽車。最後,華盛頓還在積極發展電動車與共用單車,推動低碳綠色交通的發展。

 

華盛頓特區最終以 85 分的高分獲得 LEED 鉑金級認證,這項成就是對其永續發展水準的高度認可。通過參與 LEED 城市認證,華盛頓特區將繼續致力於實現以下目標:提升城市應對氣候變遷的適應性、推進清潔能源轉型、提倡人與自然和諧發展、促進城市的經濟繁榮與宜居水準等。

 02. 

 河北張家口 
 —— 中國城市能源轉型探索 

在締造中國快速工業化、城市化奇跡的同時,我們也面臨著巨大的環境與資源代價。現在,中國處於前所未有的巨大城市化浪潮中,預計到 2030 年將有 70% 的中國人口居住在城市。2018 年,中國溫室氣體排放總量高達 92 億噸,占全球總量的 28%。中國政府充分意識到高速、粗放型經濟發展模式的不可持續性,正積極地通過一系列措施,加速城市綠色低碳轉型,推進高品質的經濟發展,實現生態文明和建設美麗中國的長期願景。 也因此制定了多項政策:

在實踐層面,全國有多個城市運用豐富的可再生能源實現能源轉型,以張家口為例。張家口是一座擁有 440 萬人口的中等城市,位於河北省西北部,毗鄰北京市,它是我國華北地區風能和太陽能資源最豐富的地區之一。風能資源可開發量超過 4,000 萬千瓦,太陽能發電可開發量超過 3,000 萬千瓦。由於得天獨厚的資源稟賦與區位優勢,2015 年,中國國務院批准張家口市為全國首個國家級可再生能源示範區

  可再生能源發展目標  

根據 2015 年國家發改委印發的《河北省張家口市可再生能源示範區發展規劃》,對其未來可再生能源發展提出了目標:到 2020 年,可再生能源消費量占終端能源消費總量比例達到30%,55% 的電力消費來自可再生能源,全部城市公共交通、40%的城鎮居民生活用能、50%的商業及公共建築用能來自可再生能源,40%的工業企業實現零碳排放。

到 2030 年,可再生能源消費量占終端能源消費總量比例達到50%,80%的電力消費來自可再生能源,全部城鎮公共交通、城鄉居民生活用能、商業及公共建築用能來自可再生能源,全部工業企業實現零碳排放。實現可再生能源經濟社會領域全覆蓋。

近幾十年來,這座城市一直秉承著生態和自然資源保護優先的經濟發展原則,並不斷加大可再生能源的部署。2017 年,張家口市可再生能源發電裝機容量達到 13.45GW,占全市總裝機容量的 73%,其中風力發電裝機容量達到 8.72GW, 太陽光伏發電容量接近 3GW,可再生能源發電量占全球總發電量的 45%

  綠色奧運的堅實後盾  

在張家口市風力與太陽能發電分區分佈圖中,「低碳奧運」是一個關鍵字。在 2015年北京被選為2022年冬奧會的主辦城市後,張家口的崇禮區也被選為冬奧會賽事的主辦場地之一,支持北京 2022 綠色低碳冬奧會的目標。

建設中的崇禮太子城小鎮,將在 2022 年承擔北京冬奧會的賽時保障工作。整個專案在建設過程中秉承綠色低碳發展的原則,通過裝配式施工,預製構件的使用可減少材料浪費,同時降低施工對環境的影響;因地制宜地運用北方山地風貌,景觀種植優先選擇適應性較強的本地植物,使項目景觀與山體和森林融為一體;結合山地氣候和地形特點,打造具有氣候適應性的室內外場地;並達到高效的公共交通與慢性交通系統,京張高鐵可直通北京和崇禮太子城小鎮,為人們提供快速便利的通勤方式,小鎮內的有軌電車也有效降低區域的交通碳排放。2019 年 10 月,崇禮太子城獲得 LEED 城市:規劃與設計鉑金級預認證,這也是全球第一個獲此殊榮的文旅項目。

根據國際可再生能源署 (IRENA) 發佈的《張家口能源轉型戰略 2050》報告,電氣化和電解制氫是張家口市實現 2050 年低碳未來的兩條重要技術途徑。此外,區域電網和儲能系統的發展也必不可少。然而,只依賴能源技術創新是不夠的,能源系統戰略的規劃以及相關政策與市場機制的創新將對張家口的能源轉型發揮巨大的作用。張家口市作為中國可再生能源示範區,在探索中國低碳發展及能源轉型的機制和路徑上,其經驗與教訓對全國城市有著重要借鑒意義。

 03. 

 綠色經濟復甦的有效路徑 
 —— 後疫情時代背景下的全新探討 

新冠肺炎疫情對世界各國的社會經濟狀況造成重大打擊,全球範圍的經濟衰退似乎已不可避免,這迫使各國政府開始研究經濟刺激計畫,以期儘快恢復經濟秩序。相比於 COVID-19 疫情危機的快速爆發,氣候危機則是長期且緩慢地對人類與自然系統造成壓力。疫情後的經濟復甦期正值應對氣候變遷的關鍵期,將應對氣候變遷納入經濟刺激政策,成為各國面臨的重要問題。

聯合國、各國政府和機構組織都在積極呼籲綠色低碳的經濟復甦政策。今年 4 月份,由英國、德國聯合舉辦的第 11 屆彼得堡氣候會議上,30 多個國家環境部探討了全球經濟以更有韌性、對氣候更友好的經濟復甦路徑。5月份,作為綠色建築領域先鋒者的 USGBC 啟動應急計畫助力全球經濟復甦。

同月,世界銀行提出了針對疫情後的經濟復甦可持續措施清單,建議各國政府將國家自主貢獻預案 (NDC)、基於自然的解決方案、低碳綠色的技術、以及金融與稅收政策等整合到經濟刺激方案中。國際能源署、國際可再生能源署也分別強調了能源系統效率的提升,以及可再生能源的發展與應用對於經濟復甦計畫的作用。

 

洛磯山研究所近期也發佈了《全球經濟刺激四大原則》報告,指出全球最有效的經濟刺激計畫應考慮如下四個原則:

1. 創造就業機會和促進經濟增長:優先考慮具有最大就業機會和經濟增長潛力的投資;
2. 支持公共衛生並減少空氣污染:針對當前的 COVID-19 危機,支援具有潛力改善公共健康與衛生的行業、技術。鑒於新冠肺炎影響與空氣品質之間的明確關聯,緩解空氣污染應該是任何綠色復甦計畫的首要目標;
3. 增強經濟、能源和氣候適應性:優先發展人類應對或適應外部衝擊或危機的產業與技術,並加大力度打造具有韌性的城市基礎設施;
4. 推進脫碳:持續推進全球範圍的清潔能源轉型,以實現《巴黎協定》提出的全球溫室氣體減排與控溫在 1.5-2℃的目標。

 

此外,根據麥肯錫近期發佈的《如何打造一款兼顧氣候效益的經濟刺激計畫》報告表明,低碳的經濟復甦模式不僅可以大幅降低經濟發展過程產生的溫室氣體排放,從而遏制氣候變化,同時能夠創造更多的綠色行業就業機會,推動經濟發展。

可見,環境友好的發展方式並不一定意味著在經濟發展速度上做出妥協。然而,找到一種低碳且高效的經濟復甦方案並不容易。它要求根據複雜因素評估各項經濟刺激政策,包括社會經濟效益、氣候影響和可行性等。

從 COVID-19 疫情帶來的經濟危機中復甦需要漫長的時間,將經濟復甦與應對氣候變遷的長期目標結合起來,重建後疫情時代的綠色經濟的發展模式成為了實現人類更好地面臨未來更多潛在危機的關鍵。

中國是疫情應對與恢復較快的國家,相關政策與舉措在全球綠色經濟復甦過程中也將發揮啟迪性的重要作用。中國的綠色低碳經濟復蘇將以綠色低碳產業體系發展、綠色低碳基礎設施建設等為主要方向,大力發展綠色建築與生態城區發展、低碳清潔能源技術、綠色低碳產品消費、5G 與物聯網等新基建佈局以及綠色金融體系等領域。 

遠慮與近憂都指示我們,應對氣候與生態危機刻不容緩。如何走出綠色、永續的經濟發展道路,你的城市,準備好了嗎?

 

參考文獻:
①UNEP, Emissions Gap Report 2019.https://www.unenvironment.org/resources/emissions-gap-report-2019
②UN Environment and the International Energy Agency, 2019 Global Status Report for Buildings and Construction. https://www.worldgbc.org/news-media/2019-global-status-report-buildings-and-construction
③ https://mayor.dc.gov/release/mayor-bowser-commits-make-washington-dc-carbon-neutral-and-climate-resilient-2050
④Department of Energy and Environment, Washington DC Greenhouse Gas Inventory 2006-2016. https://doee.dc.gov/service/greenhouse-gas-inventories。https://doee.dc.gov/sites/default/files/dc/sites/ddoe/service_content/attachments/2006-2016%20Greenhouse%20Gas%20Inventory.pdf
⑤洛磯山研究所 (RMI), 《中國 2050:一個全面實現現代化國家的零碳圖景》
⑥綠色創新發展中心 (IGDP), 《低碳發展和城市達峰 —— 中長期溫室氣體減排規劃和行動方案編制指南》
⑦齊燁等. 《低碳城市試點 “十四五” 期間需助力碳排放達峰》
⑧國務院新聞辦公室,《強化應對氣候變化行動 —— 中國國家自主貢獻》. http://www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/33978/35364/xgzc35370/Document/1514539/1514539.htm
⑨德國國際合作機構 (GIZ), 《“可持續能源和氣候行動計畫 “編制指南》
⑩河北省張家口市可再生能源示範區發展規劃. http://hbdrc.hebei.gov.cn/common/ueditor/jsp/upload/20170731/79791501491416488.pdf
⑪【太子城小鎮・建築志】七項特性 讓太子城與眾不同 https://mp.weixin.qq.com/s/JHx7Bv79J3qAEtPR_gQAgw
⑫ International Renewable Energy Agency, Zhangjiakou Energy Transition Strategy 2050. https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Nov/IRENA_Zhangjiakou_2050_roadmap_2050.pdf
⑬李婷,後疫情時代的綠色低碳復蘇. https://www.rmi-china.com/index.php/news/view?id=633
⑭Rocky Mountain Institute. Global Stimulus Principles. https://rmi.org/wp-content/uploads/2020/05/global_stimulus_principles.pdf
⑮一覽中山小 - 可持續城市與交通。麥肯錫(McKinsey & Company)《如何打造一款兼顧氣候效益的經濟刺激計畫》https://mp.weixin.qq.com/s/mamZT9HthYwofBS4HrkLXA
⑯McKinsey & Company. How a post-pandemic stimulus can both create jobs and help the climate. https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/how-a-post-pandemic-stimulus-can-both-create-jobs-and-help-the-climate
⑰何建坤 | 疫情之下堅持綠色轉型戰略定力的道與術, https://mp.weixin.qq.com/s/HsIWlckIZzRWGtZW3-Nw0A

本文作者:何淩昊
內容編輯:杜俊雅

enlightened圖片及文章來源: LEED能源與環境設計先鋒

yes編譯:台灣企業永續研訓中心(CCS)