上海世博會的低碳科技應(yīng)用

李光明 徐竟成 賀文智

現(xiàn)有科學(xué)研究普遍認(rèn)為，人類活動產(chǎn)生的溫室氣體（尤其是二氧化碳）過度集中排放到大氣層中被大量積累，而這些溫室氣體被認(rèn)為能夠引起全球變暖。20年前美國氣象學(xué)家詹姆士·漢森首次發(fā)出了“人類面臨全球變暖威脅”的警告。“全球變暖”這個曾經(jīng)的專業(yè)詞匯成了21世紀(jì)幾乎婦孺皆知的名詞，不久前召開的哥本哈根世界氣候變化大會成了世界的焦點(diǎn)。國際間氣候變化專門委員會的《第四次評估報告》已完全消除了對氣候變化的范圍與危險性尚存合理疑慮的所有看法。全球變暖已是一個不爭的事實(shí)，近百年來全球地表溫度上升了0.74℃（IPCC，2007）。氣候變化的原因除了自然因素外，同人類的活動密切相關(guān)。城市是人類活動高度集中的區(qū)域，城市活動是溫室氣體主要來源之一，同時城市也是受氣候變化影響最大的地區(qū)之一。因此，減少城市溫室氣體排放已成為應(yīng)對氣候變化的核心議題。

1 上海世博會首先提出“低碳世博”

我國已明確把低碳發(fā)展納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃，國家“十二五”規(guī)劃將引入碳排放強(qiáng)度，并積極推動低碳示范。2009年11月26日，中國正式宣布控制溫室氣體排放的行動目標(biāo)，決定到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的二氧化碳排放比2005年下降40-45%。

世博會作為由一個國家的政府主辦，有多個國家或國際組織參加，以展現(xiàn)人類在社會、經(jīng)濟(jì)、文化和科技領(lǐng)域取得成就的國際性大型展示會，關(guān)注人類面臨的共同問題，并通過完整展現(xiàn)事物發(fā)展的過程，探求解決問題的途徑，給人們以深刻的啟迪。2010年上海世博會以“城市，讓生活更美好”（Better City,Better Life）為主題，反映了人類社會對未來可持續(xù)發(fā)展的訴求。根據(jù)國家相關(guān)戰(zhàn)略，上海世博會已明確把“低碳世博”作為辦博目標(biāo)之一。2010年上海世博會首次提出了“低碳”理念，記錄、交流和傳播了全世界各國關(guān)注的低碳和防止氣候變化的思考與行動。面對日益嚴(yán)峻的全球氣候變化危機(jī)，中國堅持自己做負(fù)責(zé)任大國的立場。上海世博會通過展覽、論壇和活動，傳播先進(jìn)、生態(tài)、可持續(xù)的發(fā)展觀念。中國政府通過多種形式支持環(huán)境、能源、建筑等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

科學(xué)技術(shù)部、上海市人民政府會同國家有關(guān)部門和單位在世博科技行動計劃的推進(jìn)和實(shí)施中明確提出了科技支撐低碳世博的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)上海世博會園區(qū)的”低碳排放”，實(shí)現(xiàn)世博園區(qū)內(nèi)客運(yùn)交通工具”零排放”，以及園區(qū)內(nèi)建筑和照明二氧化碳排放減少30%。此外，還要求實(shí)現(xiàn)上海世博園區(qū)生態(tài)和諧和資源綜合利用。園區(qū)內(nèi)雨污水收集處理率達(dá)到100%，雨污水綜合利用率達(dá)到30%以上；工程廢棄物和垃圾100%回收利用，資源化利用達(dá)到50%以上。

2 上海世博會籌辦的“低碳“科技應(yīng)用

在世博會籌辦中，已發(fā)布了一系列“環(huán)保文本”，倡導(dǎo)綠色低碳的籌展、參展和參觀的方式，如《中國2010年上海世博會環(huán)境報告》和《上海世博會環(huán)境評估報告》，及并與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署共同編制并發(fā)布的《中國2010年上海世博會綠色指南》，共同倡導(dǎo)“低碳世博”的理念。在世博會規(guī)劃、園區(qū)和場館建設(shè)、以及運(yùn)營管理和活動組織中，全面推進(jìn)低碳環(huán)保的理念和科技應(yīng)用。

世博園區(qū)的規(guī)劃以“和諧城市”為主要理念，參照適宜的步行距離和宜人尺度進(jìn)行設(shè)計。4個大型綠地公園和其他綠化景觀已經(jīng)基本建成，總面積超過100萬平方米，其中采用了具有生態(tài)凈化功能的濕地系統(tǒng)以及其它水體修復(fù)技術(shù)。

上海世博會將大規(guī)模應(yīng)用太陽能技術(shù)，使人們能夠體驗(yàn)到太陽能技術(shù)給生活帶來的變化。在世博會期間，太陽能技術(shù)將集中應(yīng)用于中國館、世博中心、主題館和南市電廠，大量的太陽能光伏電池將安裝在屋頂、玻璃幕墻上，與建筑融為一體。太陽能將成為上海世博會園區(qū)使用量最大的綠色能源。

2010年上海世博會，園區(qū)內(nèi)60-70%的室外照明將采用半導(dǎo)體（LED）照明，其中景觀照明部分的80%以上采用LED技術(shù)。黃浦江、世博軸及橫穿浦東主要國家館區(qū)的高架步道均大量應(yīng)用LED照明。城市最佳實(shí)踐區(qū)將成為LED的集中示范區(qū)。

世博會的部分場館將通過江水直接冷卻水系統(tǒng)，直接從黃浦江取水，經(jīng)加藥控制微生物和藻類生長后，作為冷卻用水供水源熱泵機(jī)組使用，使用后的溫?zé)崴湃朦S浦江。采用江水源熱泵技術(shù)，與燃?xì)夤嵯啾龋赀\(yùn)行一次能耗可減少40-60%，年運(yùn)行費(fèi)用可降低50-70%，年運(yùn)行能耗節(jié)省約5740兆瓦時，折合約1000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減少二氧化碳排放約2600噸。

世博會場館中安裝運(yùn)行的燃?xì)饪照{(diào)（非電溴化鋰空調(diào)），半年可減排二氧化碳約4萬噸。世博會核心區(qū)域的世博中心、文化中心、主題館、中國館和世博軸，都建設(shè)了屋面雨水回收系統(tǒng)，對雨水加以收集利用，預(yù)計可節(jié)約自來水約100多萬立方米。此外，主題館還建成了亞洲最大的垂直綠化墻。這些主流或前瞻性的生態(tài)建筑技術(shù)，均會對減少二氧化碳排放或捕獲二氧化碳發(fā)揮重要作用。

本屆世博會的主題本身就蘊(yùn)含了倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的要求，因此在許多展館的主題演繹就包含了“低碳”的內(nèi)容。五大主題館之一的“城市星球館”正是為探討城市人居與地球自然環(huán)境之間如何健康互動而設(shè)立；中國國家館33米平臺還將把“節(jié)能減排”作為展示主題加以精彩演繹；改造后的南市電廠內(nèi)將專辟展區(qū)展示“新能源應(yīng)用”；城市最佳實(shí)踐區(qū)更是匯聚了全球諸多城市先進(jìn)的“低碳”科技實(shí)踐。

世博會積極響應(yīng)國家倡導(dǎo)的公交優(yōu)先戰(zhàn)略，除了大力建設(shè)并完善城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)和智能交通網(wǎng)絡(luò)之外，還將實(shí)現(xiàn)園內(nèi)公共交通零排放、周邊交通低排放的承諾，為游客提供環(huán)保清潔的交通服務(wù)，各類新能源汽車的規(guī)模運(yùn)用將超過1000輛。

3 各國展館和城市最佳實(shí)踐區(qū)展現(xiàn)了低碳理念與科技

即將在上海世博會上揭開面紗的各國展館、國際組織館、企業(yè)館和城市最佳實(shí)踐區(qū)均展現(xiàn)的生態(tài)環(huán)保、資源循環(huán)利用和低碳的嶄新理念。

瑞士館的幕帷主要由大豆纖維制成，既能發(fā)電，又能天然降解。瑞士館的外墻是互動型智能帷幕，帷幕布滿了太陽能電池板，并以LED燈的形式將其利用。帷幕可以與展館周圍的能量，如太陽能或照相機(jī)閃光燈產(chǎn)生的光能發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生一種動態(tài)閃光的視覺效果。太陽能電池板都將做成瑞士地圖的形狀，使整個館體裹上“瑞士”幕墻。這些太陽能電池板將在世博會后作為紀(jì)念品發(fā)售，給人們留下創(chuàng)新瑞士和可持續(xù)發(fā)展瑞士的長久印象，而作為帷幕的環(huán)保建材將被循環(huán)使用或降解。

芬蘭館展示了芬蘭對未來城市建筑的解決方案。芬蘭館屋頂上的太陽能電池板能夠在酷暑時節(jié)為制冷設(shè)備供電，更多運(yùn)用自然通風(fēng)可以降低對機(jī)械通風(fēng)的需求。設(shè)施的合理方位、輕質(zhì)表面的使用以及窗戶結(jié)構(gòu)以減少日照引發(fā)的熱強(qiáng)度。通過種植植物的房頂以均衡熱負(fù)荷。雨水可從屋頂收集，并導(dǎo)入庭院中的一個水槽。建筑材料都經(jīng)過嚴(yán)格篩選，以確保產(chǎn)生的溫室氣體排放降至最低。材料的負(fù)荷、再利用和再生都根據(jù)展館的整個使用周期進(jìn)行了分析。

日本館的參展主題為“心之和·技之和”。表達(dá)人類面臨的環(huán)境問題等課題與舒適生活之間的均衡通過“技之和”得以實(shí)現(xiàn)，而“技之和”通過對地球、人類的關(guān)愛，通過心靈的聯(lián)接，讓個人細(xì)小的努力也結(jié)出碩果，從而獲得安心、舒適感和對未來的信心，達(dá)到“心之和”。日本館占地面積約6000平方米設(shè)計上采用了環(huán)境控制技術(shù)，使得光、水、空氣等自然資源被最大限度得到利用。

西班牙館也是一座地道的綠色建筑。在總面積達(dá)8000平方米的大廳內(nèi)，考慮到節(jié)能，展館內(nèi)部主要使用了竹子和半透明紙作為材料，頂部則使用太陽能板。

城市最佳實(shí)踐區(qū)的案例展現(xiàn)了低碳環(huán)保的特色，如滬上生態(tài)家集成應(yīng)用了“節(jié)能減排、資源回用、環(huán)境宜居、智能高效”等四大領(lǐng)域的低成本適用技術(shù)和部分前瞻性技術(shù)，生動詮釋了最佳實(shí)踐的生態(tài)環(huán)保理念。南市發(fā)電廠的改造工程充分利用了電廠原有的資源，集成了當(dāng)今建筑和可再生能源領(lǐng)域最新的材料和技術(shù)，將廢棄的廠房改造為一個新技術(shù)和新理念的展示平臺，使其成為世博園區(qū)建設(shè)工程中的新能源，新技術(shù)，新材料應(yīng)用的示范，符合國家《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中提出的三星級綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。法國羅納阿爾卑斯大區(qū)的城市環(huán)境下環(huán)保能源和可持續(xù)家園案例、德國漢堡案例、意大利米蘭關(guān)于嶄新的“24小時太陽”報總部和英國零碳建筑等均充分體現(xiàn)低碳、零廢和環(huán)保等技術(shù)應(yīng)用的特色。

4 結(jié)語

節(jié)能減排，走低碳可持續(xù)發(fā)展道路已經(jīng)成為全世界積極倡導(dǎo)的必由之路。世博會作為展現(xiàn)人類文明發(fā)展與進(jìn)步，引發(fā)對未來暢想的世界性盛會，特別是在“城市，讓生活更美好”的主題下，倡導(dǎo)低碳理念和應(yīng)用低碳科技已經(jīng)成為2010年上海世博會的特色。在世博會的規(guī)劃、籌建、運(yùn)營和展示等方面研發(fā)和應(yīng)用的大量低碳科技成果，將對今后的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，推進(jìn)城市低碳可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。