连载|再造魅力故乡——对欧洲三种可再生能源的景观比较分析(Sven Stremke)

学术   社会   2024-05-23 17:01   北京  

* 内容和素材整理自第一届落实2030可持续发展议程:再造魅力故乡论坛主讲嘉宾Sven Stremke先生“Comparative Analysis of three Renewable Energy Landscapes in Europe”演讲。

Sven Stremke

(2017年论坛主讲嘉宾):现任瓦赫宁根大学(Wageningen University)景观建筑学教授,曾兼任阿姆斯特丹艺术大学(Amsterdam University of the Arts)教授;主要研究方向为减碳及景观设计;主编出版书籍《景观的力量》(Power of Landscape)。


简介

在欧洲,随着越来越多的地区向低碳、可再生能源利用方向转型,针对能源景观的关注点也随之发生了变革。


能源景观是基于人类对能源资源开发利用的产物,包含能源基础设施及其周围环境。这类景观既包括开发风能、太阳能等可再生能源所形成的景观,也包括开发石油、天然气等化石能源所构成的景观。可再生能源景观是指在开发当地可再生能源的基础上持续发展的地区景观。而只有那些在不损害其他景观服务功能、景观质量和生物多样性的情况下,开发可再生能源景观可以被称作“可持续能源景观”。


以下的三个案例会重点聚焦于两个问题:一是在一些现有的能源景观中,一系列变革是怎样发生的,有哪些前因后果。二是能源转型对当地的景观造成了怎样的影响。



奥地利Güssing小镇

基本信息
位于奥地利东南部的Güssing小镇,人口密度仅为每平方公里77人,属于地广人稀的乡村地区。当地大部分土地被森林所覆盖,拥有超过50%的林地覆盖率。正是由于这样丰富的森林资源,使得当地人有充足的生物质来源来推动当地从化石能源向生物质能源变革。
Güssing区位


案例的缘起与发展

1992年,Güssing小镇正被经济衰退和过高的化石能源费用而困扰。因为亏欠化石燃料公司高达810万美元债务,Güssing被许多人称为“濒临死亡的社区”。当地的几位领导人因此想到,如果Güssing可以自行生产能源,不仅可以提振当地低迷的经济,同时可以有效减少能源开销。当时的市长彼得·瓦达什(Peter Vadasz)和他的总工程师莱因哈德·科赫(Reinhard Koch)发起了一个名为“energy-self-sufficient-Güssing”的项目,开始了当地的能源变革。改革分为两个方面,一是减少能源绝对使用量,二是调整能源使用偏好,减少对化石能源的依赖。

在减少能源使用量方面,通过采用更高效的照明、隔热保温等节能技术,Güssing的所有公共建筑都减少了50%的能源消耗。过渡期后,化石能源在所有的公共建筑中都被禁止使用。

在调整能源使用偏好方面,Güssing迈出的第一步是利用可再生能源进行供暖,丰富的木材资源成为了当地新的能源来源。Güssing找到了一种利用木材发电的新技术,通过蒸汽从木材中生产出天然气,然后再利用天然气发电。1996年,当地建成了燃木发电厂,可为27户家庭供暖。到1998年,发电厂得到扩建,产能达到了能为整个城镇提供供暖的水平。通过实施这种将可再生资源转化为热能和电能的技术,Güssing对进口化石燃料的依赖成为了过去式。可再生能源不仅促进了当地的经济发展,还将碳排放减少了约90%。这是欧盟国家中第一个做到这一点的城镇。

能源变革对景观的影响
虽然绝大部分的能源生产设施都靠近商业区或者农业区,但其设置仍然考虑到了对于城镇已有景观,例如城堡主干道的保护。同时,在木材的砍伐过程中,为避免砍伐木材带来的噪音和潜在的景观干扰,人们开发了专门的机器,在森林中就地处理木材,避免了对于城镇景观的影响。此外,能源厂对木材的需求创造了新的市场,为森林维护提供了财政支撑的同时也为当地居民带来了经济收入,这使得他们更加支持能源变革,甚至对于自己是可持续地区一员的身份而自豪。

位于村庄边缘的热电厂


德国Jünhde村庄

基本信息

25平方千米的Jünhde拥有1100名居民,人口密度为每平方公里44人。这个位于下萨克森州的村庄是德国第一个完全由可再生能源提供电力和供暖的村庄,在全球享有盛誉。Jünhde的能源模式目前已经在德国推广,陆续有100个左右的村庄学习了Jünhde的成功经验,从动物粪便和其它的生物质中制造沼气来满足能源需求。
Jünhde区位


案例的源起与发展
“生物能源村”的想法来自哥廷根大学的科学家。2001年,哥廷根大学的一些研究者提出了一个名为“利用生物质自给供热和供电”(Self-sufficient Heating and Electricity Supply Using Biomass)的能源变革想法。他们组成了一个包括经济学家、社会学家、心理学家和农学家在内的跨学科团队共同参与该项目。为了推广新的能源技术,他们组织了一场小规模的竞赛,鼓励村庄主动申报成为示范基地。根据经济、基础设施、自然和社会等方面的标准进行筛选后,研究人员最终选择了Jühnde村。

Jühnde模式的理念是从化石能源完全转向来自当地农业和林业的可再生生物质能源。当地的市长是这场能源变革的重要推动者,他鼓励居民们参与投资和建设能源厂。整个系统由热电联产厂、共发酵沼气厂和链接145栋房屋的区域供热网络组成。发电过程中的剩余热能被输送到供热网中,供热网直接与每栋建筑的内部供暖系统相连,并通过换热器为浴室和厨房提供热水,而产生的电力则全部供应给当地的公共电网。

当地生产的生物质,如木材、农作物和农场牲畜的液态粪便等都可以被能源厂使用。每年用于沼气生产的原料包括约15,000吨全株青贮玉米和草料,以及来自六个养殖场的约9,000立方米液体粪肥。研究者认为,生物质转化为能源不应以产生其他环境问题为代价。为了避免这些提供能源的农作物在种植时产生环境问题,经过数十年的测试,他们开发了一种双季种植系统,通过多种作物的轮作、间作和混合种植来增加生物多样性,减少农药使用。除此之外,这些农作物全年覆盖土壤,还可以防止土壤侵蚀和硝酸盐淋溶,进而改善当地的地下水质量。

这种利用生物能源的方式每年为Jühnde减少了约3300吨的二氧化碳排放,并且减少了粪便在储存和田间施用时产生的气味排放,提高了村庄的人居环境质量。同时,也正是因为能源厂对生物质的需求,当地农民和林业工人有了稳定的客户群体,这也对当地的经济产生了积极的影响。


能源变革对景观的影响
建设在Jünhde北部连绵起伏的景观中的沼气厂的外观像一个农舍,和当地农村的景观结合的天衣无缝。但是在Jünhde的Barlissen市,能源厂的外观与典型的农场区分较大,并且其中的沼气厂可以从公路或者是铁路上看到。研究人员原本担心这种发电厂在中世纪风貌的村庄里会过于现代化,但村民们对此并不关心。对他们来说,能源厂对当地经济的好处和其在当地创造的工作机会比视觉上的美观度更加重要。设施外观对景观的影响是可接受的。对他们来说景观并不是一个固态的定义、概念,他们认为景观是流动的、是与时俱进的,这一点在当地居民和政府之间达成了共识。

沼气厂生产照片



丹麦SAMSØ岛

基本信息
Samsø在丹麦的中部,是一个小岛,总共拥有4100名居民,每平方公里36人。

Samsø区位

案例的源起与发展

1997年,在丹麦的能源环境部的鼓励下,Samsø市政府做出了在10年内建设成为丹麦可再生能源岛的决定,并确定了将Samsø所有的化学能源都由可再生能源代替的目标。而在当时,岛上的电力都是通过海底电缆由丹麦大陆电网传输过来的,其中大部分都来自火力发电厂。同时,从丹麦大陆运来的石油也是Samsø家庭和企业供暖以及岛内交通的主要能源。


从经济上来讲,Samsø的预算在当时有些吃紧,不足以完成这个宏伟的目标。但他们的决定得到了丹麦中央政府的支持,中央政府为他们提供了无息贷款,帮助他们建设风力发电机组,并鼓励当地居民和利益相关者参与相关融资。这为社区和经济带来了显著的好处,创造了新的就业机会和经济增长。同时,这部分基础设施带来的经济收入还可以投入其它基础设施的建设,比如电动车的发展,从而间接地减少了石油的使用。随着可持续概念的普及,一些居民还独立安装了可再生能源装置,如小型风力发电机、光伏电池、热泵等。


Samsø意识到它在这一转型过程中并不孤单,还有许多社区都对学习其转型经验抱有兴趣。这促成了Samsø能源研究院(Samsø Energy Academy)的成立,他们不仅研究风电技术在Samsø本土的落地经验,也研究这些经验如何扩散应用到其它城市的建设当中。比如在发电机组的选址问题上,Samsø不仅听取了专家的意见,也和当地居民进行磋商,这一经验在后来得到了广泛应用。


通过11个陆上和10个海上风力涡轮机、4个本地生物质燃料区域供暖厂、太阳能电池板和电动汽车等一系列可再生能源投资,Samsø实现了100%的年度可再生能源净平衡。现在,Samsø宣布了新的目标,要在2030年之前完全实现无碳排放。这意味着Samsø将不使用任何化石燃料,岛上的所有能源需求将由可再生能源满足,这远远超过了丹麦和欧盟制订的到2030年需达成的目标。为了在2030年之前实现无碳排放,这个岛屿社区将进一步在供暖和道路交通领域使用可再生电力,并将以当地生产的生物气体或电力替代海上运输中的化石燃料。


能源变革对景观的影响

居住在Samsø的人数比较少,岛上没有跨海大桥与大陆相连,交通全靠渡船。而海上的风力发电组在渡船上就可以看到,因此这成了这个社区的一个地标性设施。当地居民对于Samsø可持续发展岛屿的身份和风力发电机组都非常自豪,这些位于海上的风力发电机组为他们提供了非常不一样的生活体验。

海上的风力发电机组

关于建设陆上发电机组的设想,人们最开始提出过一些提案,但是都被否决了。经过讨论,在海滩上建设一些风力发电机组的提案最终得到了通过。能源景观是一个持续变化的过程,有一些技术被迭代,需要不断根据当地以及全国的需求,对能源景观进行重组。政府对陆上发电机组能否融入当地的景观非常重视,为了给当地的居民和旅游者提供更好的体验,其中一个选址原则就是不希望在一个地方建超过五个风力发电机组,以及在岛上任何一点不应该看到两个以上的风力发电机组。他们不希望发电机组过于密集,影响到小岛本身的自然美。此外,有人提议为供热厂设计更吸引人的外观,但最终当地人选择了不那么引人注目的设计。与前两个案例类似,当地的能源基础设施看起来像农场的马厩,非常适合周围的景观。

当地的区域供热厂(秸秆燃烧锅炉)



总结

现状
以上这些案例都是在低人口密度地区,也就是每平方公里小于100人的地区,取得了相当可观的成果。也许我们可以得出一个结论,即完全用可再生能源替代非可再生能源是可能的,特别是在人口密度低的地区。但是我们也必须看到,随着经济的发展,城市化的推进,现代人口密度在不断上升,完全用可再生能源替代非可再生能源仍是一个巨大的挑战。不过,即使如此,我们也要看到在这方面已经取得的进步,虽然现在在交通领域还没有完全摒弃化学燃料,但是对供暖以及其它设施来说,化学燃料已经在很大程度上被取代了。

发展动力
经济上的驱动至关重要。使用可再生能源可以为当地创造更多的就业机会、节省更多的资金,以及保护当地的环境和气候。通过可再生能源带动的其他产业和附加价值还能够让当地的居民都充分参与到其中来,鼓励他们进一步学习、实践、推动能源转型。

成功因素
这三个案例都成功了,因为居民都成为了高度忠诚的、当地的关键参与者。Güssing和Juhnde的能源变革是由市长与当地技术员来推动,Samsø的能源变革是由当地有声望的士绅和来自外部的专家来推动的。研究者不能只有好的想法,要把知识转化为实践,带动那些愿意参与其中的当地人一起参与,才能获得成功。

景观质量与身份认同
实践证明,在能源变革的背景下,景观美学对于当地居民来说并不是一个绝对的限制因素,反而成为了当地景观顺应时代潮流的迭代、发展要素。以上三个项目的可再生能源景观被公认为比较成功的案例,为当地吸引了众多游客,甚至成为了当地名片的一部分。



 “再造魅力故乡”专栏旨在分享和传播与会(落实2030可持续发展议程:再造魅力故乡国际论坛)各国专家、学者和地方管理者在落实SDG11、推动人居环境可持续发展工作中的实践经验,搭建交流平台。

      


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