一種基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于城市規(guī)劃分析判斷城市整體碳排放計量的方法技術(shù)，其將城區(qū)規(guī)劃低碳碳排放領(lǐng)域劃分為交通、水、建筑、產(chǎn)業(yè)、廢棄物及碳匯六個方面，通過對上述具體方面的碳排放核算，得到整個城市的總碳排放量。本發(fā)明的方法可以通過分析城市規(guī)劃中的用地性質(zhì)和用地總量特征，計量規(guī)劃用地在不同階段的能源碳排放量，也可以根據(jù)交通路網(wǎng)密度和流量預(yù)測交通碳排放量，進(jìn)而預(yù)測城市在不同規(guī)劃階段的碳排放總量。最終使得城市碳排放量在與城市規(guī)劃體系相契合的同時，實現(xiàn)與國際、國家碳排放標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)銜接，推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展與低碳事業(yè)。
【專利說明】一種基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種碳排放計量方法，尤其涉及一種基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法，屬于低碳【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中，氣候變化是指“經(jīng)過相當(dāng)一段時間的觀察，在自然氣候變化之外由人類活動直接或間接地改變?nèi)虼髿饨M成所導(dǎo)致的氣候改變?！弊钚驴茖W(xué)研究成果表明:全球地表平均溫度近百年來(1906-2005年)升高了 0.74°C，預(yù)計到21世紀(jì)末仍將上升1.1—6.4°C。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)2008年3月16日報告:由于全球氣候變化，冰川正在以最快的速度融化，并且許多冰川可能在數(shù)十年內(nèi)消失。IPCC (2007)調(diào)查發(fā)現(xiàn):世界各地近30條冰川在1980-1999年間平均每年退縮0.3m ;但自2000年起，后退速度升至每年平均0.37m ；2006年平均退縮了 1.5m。2008年6月19日出版的Nature雜志報道來自美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、澳大利亞天氣與氣候中心以及南極氣候和生態(tài)系統(tǒng)合作研究中心的研究小組利用改進(jìn)了的觀察方式以比較氣候模型，結(jié)果顯示，自1961至2003年間，海平面每年的上升速度為1.5mm，即在此42年間，海平面上升了大約6.35cm。全球氣候變化將導(dǎo)致地球自然生態(tài)系統(tǒng)危機(jī)，并給人類社會造成巨大的災(zāi)難！
[0003]氣候變化對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響，全球氣候系統(tǒng)的變化影響到全球水熱循環(huán)格局，致使洪澇、干旱和颶風(fēng)等氣象災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，還破壞了地表下墊面狀態(tài)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，同時生態(tài)系統(tǒng)又反饋變化，導(dǎo)致更頻繁或更強(qiáng)烈的氣候突變和漸變性災(zāi)難事件的發(fā)生，或由于無法適應(yīng)改變，而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物多樣性的重大損失。區(qū)域氣候變化特別是溫度升高已經(jīng)對許多自然系統(tǒng)產(chǎn)生了影響。根據(jù)預(yù)測，到2100年自然界將遭受更為嚴(yán)重的氣候變化的影響。目前未開發(fā)的森林仍將有很多退化或消失，隨同它們一起消失的還有大多數(shù)生物多樣性的熱點地區(qū)。隨著這些生態(tài)系統(tǒng)的消失，地球上一半或者一半以上的動植物物種將消失。
[0004]氣候變化在影響自然生態(tài)系統(tǒng)的同時，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也會產(chǎn)生深刻的影響，氣候變化通過影響農(nóng)作物的光合作用、蒸騰作用等影響農(nóng)作物的生長速度、品質(zhì)和產(chǎn)量；C02濃度上升會產(chǎn)生雜草繁榮、病蟲害加重、農(nóng)藥和肥料效果減弱、干旱激化、地力耗損等副作用；在C02濃度升高的情況下，作物吸收的C增加、N減少，體內(nèi)C/N比升高，蛋白質(zhì)含量將降低，從而使作物品質(zhì)下降。對生產(chǎn)和生活環(huán)境的影響也很大，由于全球變暖，山區(qū)的人居環(huán)境遭受冰川消融引起的冰湖潰決洪水的風(fēng)險加大；海平面升高致使沿海地區(qū)的人類生活環(huán)境更加惡劣，并且海平面的升高和人類活動都會造成海岸帶濕地消失；在城市化發(fā)展快速的地區(qū)居民將面臨更大的氣候變化風(fēng)險，因為他們生產(chǎn)和生活系統(tǒng)的適應(yīng)能力有限，對氣候變化表現(xiàn)出較強(qiáng)的脆弱性，對氣候資源的依賴性也較強(qiáng)。
[0005]在英國“低碳經(jīng)濟(jì)”的影響下，大多學(xué)者從低碳經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)界定低碳城市一強(qiáng)調(diào)“低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益”，以低碳為發(fā)展方向，以節(jié)能減排為發(fā)展方式，以碳中和技術(shù)為發(fā)展方法的城市發(fā)展模式，并且低碳城市是從經(jīng)濟(jì)角度對低碳理念進(jìn)行闡釋，對城市空間、文化等其他層面關(guān)注較弱?；诔鞘猩鷳B(tài)發(fā)展、低碳發(fā)展的現(xiàn)實需求，低碳生態(tài)城市由仇保興率先提出，在中國國土悄然出現(xiàn)并迅速發(fā)展。作為中國目前認(rèn)可度較高的三種城市類型一低碳城市、低碳生態(tài)城市和生態(tài)城市相互之間容易產(chǎn)生難以區(qū)分的困惑。沈清基從哲學(xué)、功能、經(jīng)濟(jì)、空間和社會內(nèi)涵四個方面，對低碳城市、生態(tài)城市和低碳城市進(jìn)行了區(qū)別。低碳城市作為解決城市目前最重要的問題一碳排放，目標(biāo)明確，處于生態(tài)城市發(fā)展的初級階段，相對更容易接受及實現(xiàn)。并且從實施角度而言，“低碳”概念的內(nèi)涵和外延包括了 “低碳生產(chǎn)”、“低碳生活”等多方面的具體實踐內(nèi)容，使“低碳城市”在一個大的社會運動和思潮背景下的“低碳”體系中具有堅實的基礎(chǔ)，實施的內(nèi)容也更廣泛、具體，最終的城市建設(shè)目標(biāo)就更容易達(dá)到，并且隨著世界范圍內(nèi)碳市場的建立，清潔發(fā)展機(jī)制的實施以及氣候變化愈演愈烈的趨勢更強(qiáng)化了低碳研究的緊迫性。因此以“低碳城市”作為當(dāng)代理想的城市模式，在思想高度和現(xiàn)實操作方面都更加優(yōu)越。付允等(2010)將低碳城市的特征概況為5個方面:經(jīng)濟(jì)性、安全性、系統(tǒng)性、動態(tài)性、區(qū)域性。
[0006]中國城市科學(xué)研究會(2009)認(rèn)為，低碳城市特征包括低碳化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、高比重的節(jié)能建筑、低碳化公共交通系統(tǒng)、低碳化能源體系、節(jié)能技術(shù)和高綠化水平。JuliaK.Steinberger,Helga Weisz (2009)通過運用城市能源使用分類的方法,分析影響低碳城市的各項因素及導(dǎo)致的變化趨勢，將影響低碳城市的因素分為三個尺度來描述:微觀尺度，電器和機(jī)動車是其中最關(guān)鍵的兩項；中觀尺度，建筑、工業(yè)化進(jìn)程、交通方式是其中具有代表性的三方面；宏觀尺度，城市密度、土地使用多樣性和交通網(wǎng)絡(luò)決定了此階段的城市碳排放效果。Ichinose (2009)提出低碳城市的關(guān)鍵問題是:公共交通系統(tǒng)、熱舒適的對策一室內(nèi)空調(diào)節(jié)能技術(shù)、生活方式等。潘海嘯(2008)認(rèn)為引導(dǎo)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)手段和嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)是實現(xiàn)“低碳城市”的重要策略。陳飛等(2009)認(rèn)為應(yīng)在建筑、交通、生產(chǎn)三大領(lǐng)域發(fā)展低碳模式，充分利用可再生能源，加強(qiáng)森林、沼澤、濕地生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模，并提出脫鉤發(fā)展的思路，將經(jīng)濟(jì)增長與低碳發(fā)展相結(jié)合。陳群元(2009)提出我國低碳城市的規(guī)劃構(gòu)想:通過規(guī)劃手段降低能源消耗。即在城市功能定位、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方面控制高碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展；在交通規(guī)劃方面實施以公交為主導(dǎo)的交通模式，控制私人交通出行數(shù)量；在建筑設(shè)計方面以綠色建筑代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑。通過規(guī)劃手段優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，主要是采用綠色能源、清潔技術(shù)的規(guī)劃方案。通過規(guī)劃手段增強(qiáng)城市碳匯能力，通過土地利用調(diào)整將溫室氣體儲存于生物碳庫，并提高城市單位綠地面積的綠化功能、吸碳功能，提高城市的碳匯能力。仇保興(2009)提出的低碳生態(tài)城規(guī)劃的某些要求也適用于低碳城市，包括環(huán)境與碳排放問題上，通過采用創(chuàng)新的、覆蓋全城鎮(zhèn)范圍的可再生能源系統(tǒng)，實現(xiàn)全面的低碳排放控制。交通問題上，將提高步行、自行車和使用公共交通出行比例作為城市整體發(fā)展目標(biāo)。住宅問題上，依據(jù)65%以上建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑設(shè)計與施工、配置室內(nèi)實時能源監(jiān)控系統(tǒng)。就業(yè)問題上，城市內(nèi)部實現(xiàn)混合的商務(wù)和居住功能，減少鐘擺式的通勤出行。服務(wù)設(shè)施上，建設(shè)可持續(xù)的社區(qū)，減少此類出行需求。綠色基礎(chǔ)設(shè)施上，綠化空間不低于40%，且其中至少有50%是公共的、管理良好的、高質(zhì)量的綠色開放空間網(wǎng)絡(luò)。水資源問題上，在節(jié)水方面需具備長遠(yuǎn)和實效目標(biāo)，尤其是在那些嚴(yán)重缺水的地區(qū)。廢棄物處理問題上，市政垃圾的處理程度和回收水平達(dá)到100% ;考慮將本地區(qū)垃圾廢物變廢為能，獲取熱能和電能。
[0007]我國的低碳城市規(guī)劃理論是從2008年開始提出來的，是基于低碳理論在城市規(guī)劃中的應(yīng)用的規(guī)劃方法。同濟(jì)大學(xué)潘海嘯教授在文章《中國”低碳城市”的空規(guī)劃策略》，第一次從城市規(guī)劃的角度提出了“低碳城市”概念，在其文章《面向低碳的城市空間結(jié)構(gòu)一城市交通與土地使用的新模式》和《低碳城市的交通與土地使用模式》中提到低碳城市和低碳城市規(guī)劃，并基于交通或城市結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了較深入的研究，其研究成果在低碳城市方面有較好的借鑒意義；2009年7月12日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部副部長仇保興在城市與發(fā)展規(guī)劃國際論壇上的演講《我國城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)型趨勢一低碳生態(tài)城市》一文，提出了低碳城市和低碳規(guī)劃的想法；2050中國能源和碳排放研究課題組在其研究成果《2050中國能源和碳排放報告》，提出建設(shè)低碳城市的必要性和緊迫性。
[0008]減碳首先深入分析城市規(guī)劃體系中的碳源、碳匯。對于城鎮(zhèn)空間維度，低碳生態(tài)城市要確定合理的人口規(guī)模、建筑密度、規(guī)劃緊湊型空間布局、城市功能混合利用，從而達(dá)到高效、集約利用土地。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作的開展，挖掘節(jié)能減排潛力，提高資源和能源利用效率，建立生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)物質(zhì)和能源的高效循環(huán)利用，減少對外部環(huán)境的依賴，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式引導(dǎo)城市發(fā)展。對于交通模式主要是交通結(jié)構(gòu)和交通管理。基礎(chǔ)設(shè)施方面，主要是發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，城鎮(zhèn)生活垃圾和污水的集中處理處置，提高市政管網(wǎng)覆蓋率，優(yōu)化和完善市政基礎(chǔ)設(shè)施，使其規(guī)?；l(fā)展以集約利用資源能源。能源利用主要關(guān)注能源結(jié)構(gòu)和能源消耗。研究以產(chǎn)業(yè)和交通為例的城市減碳機(jī)制如圖1所示。
[0009]林業(yè)碳匯是指由綠色植物通過光合作用吸收固定大氣中C02，通過土地利用調(diào)整和林業(yè)措施將大氣中的溫室氣體儲存于生物碳庫。林地、草地和濕地系統(tǒng)是我國城市碳匯的主體，分析生態(tài)環(huán)境固碳機(jī)制見圖2。根據(jù)不同的森林類型的固碳潛力，按照生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、固碳效益配置城市郊野森林生態(tài)系統(tǒng)、城市公園森林系統(tǒng)和道路林網(wǎng)系統(tǒng)。
[0010]1994年，Chris Brddshaw提出了綠色交通的等級層次,用出行方式、耗能種類、出行距離、出行速度、交通工具大小、交通工具有效利用程度、出行過程與建筑的關(guān)聯(lián)程度、出行目的、出行者個體特征九類要素來評價交通出行的優(yōu)先等級，用以指導(dǎo)個人出行及政府決策。需要調(diào)整道路通行優(yōu)先順序，體現(xiàn)以人為本和低碳出行，出行優(yōu)先順序調(diào)整為:步行導(dǎo)向(POD) —自行車導(dǎo)向(BOD) —公共交通導(dǎo)向(TOD) —形象工程導(dǎo)向(XOD) —小汽車導(dǎo)向(C0D)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法。針對低碳城市規(guī)劃總體碳排放大多只有定性分析，而缺少定量碳排放核算。
[0012]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0013]一種基于城市規(guī)劃的碳排放量計算方法，其特征在于，包含城市規(guī)劃中各個系統(tǒng)的碳排放量的計算方法。其中，所述的各個系統(tǒng)的碳排放量計算方法，包含建筑、交通、水、廢棄物、綠化、產(chǎn)業(yè)等系統(tǒng)的碳排放量計算方法。
[0014]所述基于城市規(guī)劃的碳排放量計算方法包含以下步驟:
[0015]步驟1、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集建筑系統(tǒng)的能源消耗參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0016]步驟1.1、將城區(qū)建筑主要分為一下幾個主要類型:辦公建筑、商場建筑、賓館酒店建筑、科教文衛(wèi)建筑、綜合商務(wù)樓建筑等；建筑能耗主要劃分為:采暖、制冷、炊事、照明及其他用電等，最終依據(jù)能源消耗類型歸納為:耗電量、耗氣量等。
[0017]步驟1.2、結(jié)合各類型能源碳排放因子計算各類型建筑的碳排放量。
[0018]步驟2、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集水系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0019]步驟2.1、將城區(qū)水系統(tǒng)分為給水與排水系統(tǒng)。
[0020]步驟2.2、結(jié)合水的碳排放因子計算水系統(tǒng)的碳排放量。
[0021]步驟3、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集交通系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0022]步驟3.1、通過對規(guī)劃城市現(xiàn)有交通系統(tǒng)的調(diào)研，確定規(guī)劃城區(qū)范圍內(nèi)的人口數(shù)量、交通出行方式、出行距離以及各類型交通工具的能源消耗等參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0023]步驟3.2、結(jié)合各類型能源的碳排放因子及其他參數(shù)數(shù)據(jù)計算交通系統(tǒng)的碳排放量。
[0024]步驟4、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集產(chǎn)業(yè)的能源消耗參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0025]步驟4.1、通過對規(guī)劃城市現(xiàn)有的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)進(jìn)行調(diào)研，確定各類型產(chǎn)業(yè)的數(shù)量、各類型產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值、各類型產(chǎn)業(yè)的單位產(chǎn)值能能源消耗等數(shù)據(jù)。
[0026]步驟4.2、結(jié)合各類型能源的碳排放因子及其他參數(shù)數(shù)據(jù)計算城區(qū)產(chǎn)業(yè)的碳排放量。
[0027]步驟5、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集其廢棄物的處理參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0028]步驟5.1、通過對規(guī)劃城市中廢棄物，主要是生活垃圾進(jìn)行調(diào)研，確定各類型廢棄物處理方式等數(shù)據(jù)。
[0029]步驟5.2、結(jié)合各類型廢棄物處理方式的碳排放因子計算城區(qū)廢棄物的碳排放量。
[0030]步驟6、對于需要量化二氧化碳排放量的規(guī)劃城區(qū)，收集碳匯參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0031]步驟6.1、通過對規(guī)劃城區(qū)現(xiàn)有的景觀調(diào)研，確定規(guī)劃城區(qū)所在地現(xiàn)有的植被覆蓋面積和不同種植方式下的植物固碳能力。
[0032]步驟6.2、結(jié)合各類型植被的參數(shù)數(shù)據(jù)計算城區(qū)的碳匯量。
[0033]采用本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的技術(shù)效果是:通過將不同的低碳技術(shù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為城市規(guī)劃中不同方面的碳排放量，進(jìn)而實現(xiàn)城市規(guī)劃中二氧化碳的量化，從而更加有利于低碳技術(shù)在低碳城市規(guī)劃中的推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]現(xiàn)在將描述如本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實施例，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點在參考附圖閱讀如下詳細(xì)描述時將變得顯而易見，其中:
[0035]圖1為本發(fā)明專利總體構(gòu)架圖；
[0036]圖2為本發(fā)明專利產(chǎn)業(yè)與交通的減排構(gòu)架圖；
[0037]圖3為本發(fā)明專利植被生態(tài)系統(tǒng)的減排構(gòu)架圖。
【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明專利中的基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法是從城市規(guī)劃中的區(qū)域內(nèi)的建筑、交通、產(chǎn)業(yè)、廢棄物、水、碳匯等系統(tǒng)進(jìn)行分系統(tǒng)的計量碳排放量，然后進(jìn)行統(tǒng)一整合得出該區(qū)域的總排放量。
[0039]以下的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部附圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。
[0040]具體計量公式模型如下:
[0041]I城市規(guī)劃中建筑的碳排放計量
[0042]城市建筑主要包括，辦公、商場、賓館酒店、科教文衛(wèi)、綜合商務(wù)樓等建筑，建筑用能劃分為:采暖、制冷、生活用水、炊事、照明及其他用電等，最終依據(jù)能源消耗類型歸納為:耗電量、耗氣量等，并結(jié)合碳排放因子計算碳排放量。通過對規(guī)劃城區(qū)現(xiàn)有建筑群的調(diào)研，確定規(guī)劃城區(qū)所在地現(xiàn)有的建筑類型用能指標(biāo)Ea和碳排放指標(biāo)CBi的實際統(tǒng)計，對規(guī)劃城市中不同建筑面積的預(yù)測Bi和GHGi,利用公式模型:
【權(quán)利要求】
1.一種基于城市規(guī)劃的碳排放計量方法，該方法通過對規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的各系統(tǒng)的碳排放量進(jìn)行匯總得到該區(qū)域的碳排放總量GHGy具體利用以下公式模型來計量: GHG總=GHG建筑+GHG水+GHG交通+GHG產(chǎn)業(yè)+GHG廢-CS， 其中，上式中的GHG建筑、GHG水、GHG交通、GHG產(chǎn)業(yè)、GHG廢和CS代表含義和計算公式分別為: 1)GHGJts代表城市規(guī)劃中建筑的碳排放計量: 通過對規(guī)劃城區(qū)現(xiàn)有建筑群的調(diào)研，確定規(guī)劃城區(qū)所在地現(xiàn)有的建筑類型用能指標(biāo)Eci和碳排放指標(biāo)CBi的實際統(tǒng)計，對規(guī)劃城市中不同建筑面積的預(yù)測Bi和GHGi,利用以下公式模型:
【文檔編號】G06F19/00GK103870678SQ201410055166
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】陳碩, 唐士芳, 胡繼梅, 朱嬋瓔, 陳永忠, 嚴(yán)誠潔 申請人:上海零碳建筑科技有限公司, 上海世博發(fā)展（集團(tuán)）有限公司