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2020年，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上向國(guó)際社會(huì)作出碳達(dá)峰、碳中和“3060”目標(biāo)的承諾。雙碳目標(biāo)隨后也被寫(xiě)入“十四五”系列規(guī)劃中，如何實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)也成為國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的必選思考題。除去能源、建材、化工等工業(yè)領(lǐng)域外，城鎮(zhèn)空間作為碳減排的重要部分與碳匯載體，如何耦合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)維和雙碳目標(biāo)要求，成為難題挑戰(zhàn)與新生機(jī)遇。
2022年8月3日上午，在“2022(第二十屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司總工程師鄭興燦，圍繞“雙碳戰(zhàn)略下市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展理念與路徑探討”，以團(tuán)隊(duì)多年研究進(jìn)展為基礎(chǔ)，系統(tǒng)闡述了市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)維的碳減排、碳中和技術(shù)路徑及發(fā)展方向。
鄭興燦
城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施碳減排的必要性
鄭興燦表示，在碳減排發(fā)展中，城鎮(zhèn)是“雙碳”目標(biāo)的主陣地之一，城鎮(zhèn)碳排量占比高達(dá)60%以上，要實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)碳減排、碳中和的目標(biāo)，就需要打造藍(lán)綠空間、低碳空間以及相應(yīng)的綠色低碳高質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施。
在以往的城鎮(zhèn)碳減排概念中，對(duì)城鎮(zhèn)的空間限定在設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)，其實(shí)具有局限性。以住建部發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)開(kāi)發(fā)性金融支持縣域生活垃圾污水處理設(shè)施建設(shè)的通知》等系列文件中，都以“城鄉(xiāng)”稱(chēng)呼城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村空間。因此，要打造城鎮(zhèn)藍(lán)綠、低碳空間，首先要將空間的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，讓城鎮(zhèn)空間延伸并覆蓋鄉(xiāng)村空間，統(tǒng)稱(chēng)為城鄉(xiāng)空間，讓市政基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)于全社會(huì)、全體民眾。
在城鄉(xiāng)一體的空間體系中推進(jìn)碳減排工作的核心目標(biāo)是在內(nèi)外部互聯(lián)空間中打造舒適、宜居、優(yōu)美的整體環(huán)境。因此，要實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)的碳減排目標(biāo)，就離不開(kāi)在空間上對(duì)生產(chǎn)、生活、生態(tài)環(huán)境要素的規(guī)劃，而空間規(guī)劃的落地實(shí)施則依賴(lài)于多樣化且具有創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力的城鄉(xiāng)設(shè)計(jì)，接續(xù)的工作是各類(lèi)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和運(yùn)維服務(wù)。正因如此，如何在碳減排的需求下，展開(kāi)城鄉(xiāng)空間規(guī)劃成為難點(diǎn)。
鄭興燦解釋?zhuān)擎?zhèn)居民是市政環(huán)境的受體，除去環(huán)境外，能源、交通、建筑等也是龐大城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的重要組成部分。城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)生于多樣又復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，容易造成大量資源、能源的消耗。其過(guò)程基本表現(xiàn)為：城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)環(huán)境介質(zhì)跟大氣、水、土壤交互，進(jìn)行質(zhì)量、動(dòng)量和熱量的傳遞，能源資源的聚集性輸入與消耗，必然會(huì)產(chǎn)生大量的排泄物與廢棄物、有毒有害污染物等，流入或者滲透到水體、土壤以及大氣中，污染自然環(huán)境，影響生態(tài)系統(tǒng)，并且產(chǎn)生諸如洪災(zāi)、澇災(zāi)、旱災(zāi)、霧霾、極端氣候等問(wèn)題等。
在城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活基礎(chǔ)設(shè)施消耗資源能源的過(guò)程中，除了二氧化碳直排帶來(lái)的碳排放問(wèn)題外，市政系統(tǒng)還會(huì)帶來(lái)非二氧化碳溫室氣體排放的碳排放問(wèn)題。其中包括城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活設(shè)施在生產(chǎn)制造過(guò)程中資源能源的聚集性輸入帶來(lái)的直接污染物、甲烷散逸排放、氧化二氮排放以及熱量排放。
因此，在城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施中開(kāi)展碳減排工作是雙碳目標(biāo)逐步達(dá)成的主戰(zhàn)場(chǎng)之一，是城鄉(xiāng)實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的生命線(xiàn)和重要載體。
綠色市政背景下低碳高質(zhì)量發(fā)展的基本理念
在總結(jié)國(guó)際和國(guó)內(nèi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鄭興燦表示，2017年我們提出市政基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展理念，圍繞工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維以及管理，梳理出市政基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展理念中包含的五個(gè)基本定位：
1. 安全：安全是最基礎(chǔ)的保障，沒(méi)有安全也就失去意義。近幾年連續(xù)高發(fā)的燃?xì)獗?、下水道氣體中毒、水源污染飲用水停供、城市嚴(yán)重內(nèi)澇等事故與災(zāi)害，都凸顯市政系統(tǒng)中安全的重要性；
2. 高效：高效在一定程度上意味著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，高效也是企業(yè)生存的必要；
3. 低碳：低碳代表著國(guó)家30·60戰(zhàn)略目標(biāo)要求，踐行社會(huì)與國(guó)際責(zé)任；
4. 生態(tài)：生態(tài)是社會(huì)發(fā)展的需求，美麗中國(guó)、美麗城市、美麗鄉(xiāng)村的基礎(chǔ)；
5. 智慧：智慧能夠?yàn)橛脩?hù)提供優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，是安全、高效、低碳和生態(tài)的有力保障與強(qiáng)力支撐，是各類(lèi)運(yùn)維服務(wù)企業(yè)的軟實(shí)力標(biāo)志。
在復(fù)雜關(guān)聯(lián)的市政基礎(chǔ)設(shè)施體系中，環(huán)境、能源和交通設(shè)施是核心的板塊，需要進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)不僅是內(nèi)部關(guān)聯(lián)，還包括外部關(guān)聯(lián)。
1.外部關(guān)聯(lián)是從城市或城鄉(xiāng)整體角度出發(fā)，以空間為基本載體，景觀作為基本紐帶，智慧作為聯(lián)絡(luò)過(guò)程，形成藍(lán)-綠-灰的密切結(jié)合及動(dòng)態(tài)融合(綠指綠色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括海綿、綠地；藍(lán)指藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括水體、水系、濕地；灰指灰色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括廠站、管線(xiàn)、終端)的體系。
在外部關(guān)聯(lián)上，鄭興燦強(qiáng)調(diào)以往認(rèn)知誤區(qū)下的關(guān)聯(lián)體系構(gòu)建中，要么過(guò)度強(qiáng)調(diào)灰色設(shè)施、忽視與藍(lán)-綠設(shè)施的融合，要么過(guò)度強(qiáng)調(diào)藍(lán)-綠設(shè)施的作用，相應(yīng)減少灰色設(shè)施的增量。但其本質(zhì)并非如此，在藍(lán)-綠設(shè)施及功能增強(qiáng)的過(guò)程中，灰色設(shè)施也要相應(yīng)增加，而不是弱化。因?yàn)榛疑A(chǔ)設(shè)施是廠站、管線(xiàn)、服務(wù)終端，這些設(shè)施的核心功能是切實(shí)保障城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活的正常、穩(wěn)定與安全；
2.內(nèi)部關(guān)聯(lián)需要從不同設(shè)施之間的內(nèi)部聯(lián)系角度加以考慮，當(dāng)前探討的主要問(wèn)題是空間、設(shè)施、環(huán)境資源的共享，綠-藍(lán)-灰基礎(chǔ)設(shè)施之間的數(shù)字孿生體系及構(gòu)成方式。綠-藍(lán)-灰基礎(chǔ)設(shè)施及數(shù)字孿生體系構(gòu)建的核心指標(biāo)及功能屬性，是如何切實(shí)確保市政基礎(chǔ)設(shè)施及運(yùn)維服務(wù)的安全、高效、低碳、生態(tài)、智慧。
其中，與安全、高效密切關(guān)聯(lián)是如何具備行業(yè)引領(lǐng)作用，企業(yè)在行業(yè)引領(lǐng)過(guò)程中能夠提供高效、智慧化的服務(wù)，通過(guò)設(shè)施功能保障、功能提升和工程彈性韌性的提升，充分體現(xiàn)安全前提下的高效；而高效運(yùn)維與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升是密切關(guān)聯(lián)的。
如下圖所示，安全指標(biāo)的另一端連接低碳，意味著實(shí)現(xiàn)節(jié)約循環(huán)和低碳低耗，但低碳不意味系統(tǒng)效率降低，相反地，低碳能夠促使系統(tǒng)效率和相應(yīng)功能的提升。對(duì)于生態(tài)指標(biāo)，不僅意味著只保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善人居環(huán)境，更多的是從生態(tài)保護(hù)出發(fā)，提倡自然共生，進(jìn)行基于生態(tài)的價(jià)值創(chuàng)造，只有實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造才能真正實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展，才能得到廣泛一致的認(rèn)可與支持。
鄭興燦表示，綠色市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展理念是“藍(lán)-綠-灰融合”，即以智慧為聯(lián)絡(luò)、空間為脈絡(luò)、景觀為紐帶，通過(guò)綠色基礎(chǔ)設(shè)施(海綿、濕地)、景觀基礎(chǔ)設(shè)施(綠地)、藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施(水體、濕地)、市政基礎(chǔ)設(shè)施(灰色)、智能數(shù)字孿生系統(tǒng)的有效融合，實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
綠色市政理念引領(lǐng)下，城鄉(xiāng)水環(huán)境體系的碳減排、碳中和路徑
鄭興燦表示，綠色低碳高質(zhì)量城鄉(xiāng)水環(huán)境建設(shè)中，需要匹配優(yōu)質(zhì)的供水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、水體系統(tǒng)、環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、土壤系統(tǒng)等。各個(gè)系統(tǒng)融合的基礎(chǔ)是空間、管線(xiàn)、景觀、資源四大要素，四個(gè)要素相互影響和干預(yù)，構(gòu)成城鄉(xiāng)環(huán)境影響要素，實(shí)現(xiàn)低碳高質(zhì)量發(fā)展就要考慮以下問(wèn)題：
就空間要素出發(fā)，要考慮空間集約、設(shè)施共享共建問(wèn)題，其中設(shè)施的共享共建較為困難，但是后續(xù)仍要加大力度持續(xù)推進(jìn)；
就管線(xiàn)要素出發(fā)，管線(xiàn)帶來(lái)問(wèn)題直指共享共建，管線(xiàn)中出現(xiàn)共享共建的概率較大，需要考慮的問(wèn)題是管線(xiàn)交錯(cuò)、管線(xiàn)共享中的空間沖突、鄰避效應(yīng)以及高效轉(zhuǎn)輸?shù)葐?wèn)題；
就資源要素出發(fā)，要考慮資源能源的高效利用與回收問(wèn)題，例如污水資源化、雨水綜合利用、水源熱泵技術(shù)應(yīng)用、新能源與多能互補(bǔ)等；
就景觀要素出發(fā)，要考慮的問(wèn)題是如何保障市政基礎(chǔ)設(shè)施功能屬性的同時(shí)(例如河道泄洪排澇、水體調(diào)蓄)，保障景觀美學(xué)并具備生態(tài)提升功能。
在厘清綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的城鄉(xiāng)水環(huán)境需要面臨的問(wèn)題后，圍繞水資源高效開(kāi)發(fā)與循環(huán)利用，可以明確飲用水、雨水、污水是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)水環(huán)境綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵切入點(diǎn)。
鄭興燦指出，水資源系統(tǒng)中要保證飲用水的安全，并解決雨水、污水處理和資源化問(wèn)題。就目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)污水全收集、全處理、資源化是未來(lái)水環(huán)境治理發(fā)展的主要目標(biāo)。尤其是在一些城市人口高度密集的區(qū)域，全收集、全處理以及資源化也是必然目標(biāo)之一。在明確的目標(biāo)下，通過(guò)生態(tài)、海綿設(shè)施等，才能實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)水環(huán)境“有水，有魚(yú)，可游泳，水系連通，保安全”，這正是在《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中藍(lán)綠交融、多源多級(jí)補(bǔ)活水的體現(xiàn)。
在明確城鄉(xiāng)水環(huán)境系統(tǒng)綠色低碳發(fā)展理念、問(wèn)題以及目標(biāo)后，鄭興燦從城市水資源、城鎮(zhèn)污水、城市固廢、綜合交通、綜合能源、數(shù)字市政智能管理等方面系統(tǒng)闡述碳減排來(lái)源和碳匯途徑，以其中的城鄉(xiāng)水環(huán)境系統(tǒng)為例：
從雨污系統(tǒng)出發(fā)，雨污水系統(tǒng)的提質(zhì)增效和雙碳目標(biāo)的達(dá)成具有一致性。鄭興燦表示，在自來(lái)水廠、雨水系統(tǒng)、海綿設(shè)施、污水設(shè)施等環(huán)節(jié)中均有甲烷、氧化亞氮、二氧化碳的排放，這是碳排的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)碳減排和碳匯也需要從甲烷、氧化亞氮、二氧化碳的排放控制入手。如天然濕地系統(tǒng)很可能是碳排過(guò)程，如果人工干預(yù)天然濕地系統(tǒng)，或人工構(gòu)建景觀濕地生態(tài)系統(tǒng)，控制屬性人為改變，就能夠形成碳匯。
從污水系統(tǒng)出發(fā)，污水資源化中存在不同的碳減排路徑，其核心是通過(guò)控制污水管網(wǎng)系統(tǒng)中甲烷的產(chǎn)生與逃逸，通過(guò)污水的深度凈化處理及工藝過(guò)程中氧化亞氮與甲烷產(chǎn)生量控制，以及再生水景觀環(huán)境利用、水源熱泵及太陽(yáng)能利用、氮磷/礦物/有機(jī)質(zhì)回收等途徑達(dá)到碳減排目的。
從環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)碳減排和碳中和需要包括前端、中端以及末端三個(gè)過(guò)程，從源頭分類(lèi)減量、過(guò)程資源循環(huán)、末端能源回收。在源頭分類(lèi)收集過(guò)程中完成資源回收，對(duì)濕垃圾進(jìn)行生物處理，形成甲烷和肥料，實(shí)現(xiàn)濕垃圾的資源化和能源化利用；對(duì)其他垃圾進(jìn)行焚燒處理，焚燒產(chǎn)物形成建材材料、陶瓷等完成資源化利用，焚燒產(chǎn)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能，完成能源化利用。
鄭興燦提及，綠色市政基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展理念在天津中新生態(tài)城的建設(shè)中持續(xù)實(shí)踐與提升，取得非常顯著的成效，實(shí)現(xiàn)了新型水環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)、非常規(guī)水協(xié)同利用、景觀生態(tài)功能恢復(fù)、地表水Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和濕地零損失。
綠色市政理念引領(lǐng)下，市政交通體系的碳減排、碳中和路徑
鄭興燦表示，綠色低碳的市政交通體系需要依靠低碳高效市政交通網(wǎng)絡(luò)和安全長(zhǎng)壽基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)結(jié)合。同樣，在綠色低碳高質(zhì)量的市政交通系統(tǒng)中，需要匹配優(yōu)質(zhì)的軌道交通系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、道路系統(tǒng)以及橋梁系統(tǒng)。
例如，以一般區(qū)域平面交叉、核心區(qū)域立體交通、地下空間綜合利用、一站出行無(wú)縫銜接系統(tǒng)性的布局，讓車(chē)輛、能源、交通、設(shè)施之間形成動(dòng)態(tài)平衡。
對(duì)于市政能源體系中的城鎮(zhèn)燃?xì)馀c供熱系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)碳減排和碳中和，需要讓化石能源向可再生能源過(guò)渡，改變供熱能源結(jié)構(gòu)、提高低碳熱源占比，提高熱網(wǎng)調(diào)節(jié)性能、降低熱網(wǎng)回水溫度，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從需求側(cè)高效利用天然氣， 從而推動(dòng)碳減排和碳中和。
在發(fā)言臨近尾聲，鄭興燦強(qiáng)調(diào)，在所有的市政基礎(chǔ)設(shè)施管理中要充分利用數(shù)字化、信息化及智能化手段實(shí)現(xiàn)智慧管理等。借助智慧市政的系統(tǒng)架構(gòu)，在信息安全體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系下搭建應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層以及感知層，才能讓市政系統(tǒng)在智慧化應(yīng)用下操作更加可控、規(guī)范以及科學(xué)。通過(guò)智慧，變得更加便捷、簡(jiǎn)單和高效，智慧是把復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，而不是更加復(fù)雜化。
最后，鄭興燦提出，綠色低碳市政基礎(chǔ)設(shè)施理念在雄安新區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)中也得到了應(yīng)用和體現(xiàn)，其團(tuán)隊(duì)牽頭編制的《雄安新區(qū)工程建設(shè)關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)體系：市政公用工程》DB1331/T 025.2—2022已經(jīng)發(fā)布。未來(lái)將進(jìn)一步結(jié)合全國(guó)各地市政基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)建設(shè)與運(yùn)維服務(wù)提升，結(jié)合市政設(shè)施的全生命周期評(píng)價(jià)，創(chuàng)新融合并形成更加完整的綠色市政發(fā)展體系，希望未來(lái)綠色低碳市政理念能夠深耕拓展，并廣泛實(shí)踐，在全國(guó)各級(jí)城市都能看到綠色市政基礎(chǔ)設(shè)施理念的成效。
原標(biāo)題：鄭興燦：城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主陣地
