當(dāng)電動(dòng)汽車因?yàn)榧毙璩潆姸奶帉ふ页潆姌稌r(shí)，也許路邊林立的電線桿可以化身充電樁即時(shí)解決充電難題;當(dāng)路燈可以感應(yīng)到街面運(yùn)動(dòng)從而調(diào)節(jié)自身的發(fā)光量，或許能為城市節(jié)約大量能源;當(dāng)急需wifi信號(hào)時(shí)，一個(gè)飄浮在空中的無線基站將解決這些問題……

在德國柏林舉辦的“智慧城市”(Smart City)展會(huì)，一些超前的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備為未來生活提供了更多可能性。在現(xiàn)實(shí)中，這些帶有未來概念的技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)在德國許多城市投入使用，成為德國“智慧城市”計(jì)劃中的一部分。

“智慧城市”的試驗(yàn)在德國各地展開，涉及環(huán)保、交通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、垃圾處理、新能源、數(shù)字化等諸多方面，其背后是德國雄心勃勃的“能源轉(zhuǎn)型”國家戰(zhàn)略。

在國家戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)下，德國中央政府、地方政府、事業(yè)機(jī)構(gòu)、私營企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、各地居民等“齒輪”紛紛咬合，在資金支持下探討多種可能性，德國的這些創(chuàng)新或許可為中國的城市建設(shè)發(fā)展帶來借鑒。

解決小城市能耗問題

德國的能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃提出要在2050年創(chuàng)造可持續(xù)能源系統(tǒng)，屆時(shí)德國二氧化碳排放量要下降80%，能源消耗量要下降50%，可再生能源的使用占比要達(dá)到60%。

數(shù)據(jù)顯示，在全球能源消耗中，城市的能源消耗占了四分之三。德國是城市化程度很高的國家，約有75%的人口住在城市中，但其中只有16%的人口住在大都市里。所以在德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署(GTAI)能源效率部門專家Henning Ellermann看來，德國要解決的城市問題實(shí)際是小城市問題。

博特羅普(Bottrop)，一個(gè)典型的小城市正在將自己變成一個(gè)“城市實(shí)驗(yàn)室”，進(jìn)行著大量節(jié)能技術(shù)試驗(yàn)。位于德國北威州魯爾工業(yè)區(qū)北緣的博特羅普，同許多資源型城市一樣，隨著煤炭資源的枯竭，面臨經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型問題。

該市市長Bernd Tischler告訴《財(cái)經(jīng)》記者，上世紀(jì)80年代，博特羅普開始探索轉(zhuǎn)型，如今，博特羅普已經(jīng)關(guān)閉了許多煤礦，到2018年，將關(guān)閉最后兩座煤礦。

但僅僅關(guān)停煤礦并不能解決勞動(dòng)力就業(yè)的問題。2010年初魯爾工業(yè)區(qū)內(nèi)約70家公司組織的未來城市氣候競(jìng)賽給博特羅普帶來了新的機(jī)會(huì)。這項(xiàng)競(jìng)賽的目的是在十年內(nèi)將二氧化碳排放減半，同時(shí)提高生活質(zhì)量。

迄今為止博特羅普已經(jīng)啟動(dòng)了約300個(gè)項(xiàng)目。雖然許多煤炭企業(yè)關(guān)停，但博特羅普的失業(yè)率(7.7%)卻低于北威州的平均水平。

Bernd Tischler介紹說，過去五年，博特羅普二氧化碳排放量已降低38%，距離十年減半的目標(biāo)已經(jīng)十分接近。“我們已經(jīng)在2011年和2015年間實(shí)現(xiàn)15.3%的能源現(xiàn)代化率(即轉(zhuǎn)換使用可持續(xù)性能源的比率)，考慮到德國年度能源現(xiàn)代化率只有0.8%-1.4%，這是一個(gè)巨大的成功。”

未來之屋

未來之屋，是博特羅普的創(chuàng)新項(xiàng)目之一。

這棟三層住房外觀上就與眾不同，人字形的屋頂及一側(cè)墻面都被黑色的太陽能光伏板覆蓋。房子內(nèi)部，窗戶被加寬加厚，用于增加采光面積，保持屋內(nèi)熱量;地下室裝置有一套設(shè)備，可以將地下的地?zé)徂D(zhuǎn)換為屋內(nèi)的熱能，并提供熱水;最高層的閣樓間安裝有一套通風(fēng)設(shè)備，這樣一來就可以在不開窗的情況下保持空氣流通。

雖然耗電的設(shè)備很多，但“未來之屋”卻可以達(dá)到節(jié)能的效果。“未來之屋”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Herbert Jung介紹說，房間內(nèi)所需的電能均來自于太陽能及地?zé)崮茉矗@些能量不但可使房子自給自足，且還有盈余，多余能量可以為包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的電動(dòng)設(shè)備充電。客廳中的電視裝有專用智能軟件，家中所有能量變化可以通過軟件界面一覽無余。“未來之屋”已經(jīng)有人租住，租戶幾乎不用繳納電費(fèi)。

目前在博特羅普，改造好的“未來之屋”還有三棟。雖然節(jié)能效果好于預(yù)期，但其改造成本高昂，每平方米造價(jià)約為1900歐元。據(jù)Bernd Tischler介紹，如果有房主想依此改造自己的住房，政府將補(bǔ)貼改造費(fèi)用的七分之一。

“未來之屋”的改造貼合了博特羅普“創(chuàng)新城市”項(xiàng)目的主題之一——更新建筑群的能源效率。

數(shù)據(jù)顯示，德國建筑物占能源總消耗的40%，其中80%是熱能而非電能。其中部分原因是德國在19世紀(jì)末和“二戰(zhàn)”后的數(shù)十年間，建筑物激增，但這些建筑欠缺現(xiàn)代保溫技術(shù)和最新建筑技術(shù)。“未來之屋”的原型房屋就始建于1963年，2014年房地產(chǎn)商VIVAWEST公司對(duì)其進(jìn)行了改造。

污水廠電能自給自足

柏林的一家天然氣儲(chǔ)存工廠在廢棄后被改造為一個(gè)交通、能源等領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)孵化基地，名為EUREF園區(qū)，改造費(fèi)用花費(fèi)近千萬歐元，園區(qū)內(nèi)一個(gè)高80米的儲(chǔ)氣罐被改造為可舉辦大型活動(dòng)的交流活動(dòng)中心。

這個(gè)園區(qū)的改造，將如何利用可再生能源作為重點(diǎn)——這是在能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃下，德國很多創(chuàng)新項(xiàng)目的側(cè)重點(diǎn)。

據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理Anna Fabinder介紹，在改造中對(duì)能源供應(yīng)方式做了調(diào)整，建造了系列設(shè)備利用風(fēng)能、太陽能進(jìn)行發(fā)電。

園區(qū)內(nèi)還有一套能源管理系統(tǒng)，可精確計(jì)算出即時(shí)的發(fā)電量，盈余時(shí)通知基地內(nèi)的電動(dòng)車充電，虧損時(shí)則用電網(wǎng)的常規(guī)用電補(bǔ)足。Anna Fabinder稱，基地已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)能源自給自足。

“整個(gè)園區(qū)的耗能已達(dá)到德國2020年的目標(biāo)，相比上世紀(jì)90年代，二氧化碳的排放量已經(jīng)減少一半，50%的能源來自于可再生能源。”Anna Fabinder說。

走在節(jié)能轉(zhuǎn)型前列的博特羅普也有類似案例。

流經(jīng)魯爾工業(yè)區(qū)的埃姆歇河(Emscher)一直受到污染的困擾，埃姆歇河污水處理廠建成于1928年，如今是德國最大的污水處理廠，擁有職工225人。近年來，該廠在對(duì)污水進(jìn)行傳統(tǒng)處理的基礎(chǔ)上，開始進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。

埃姆歇河污水處理廠一方面對(duì)污水進(jìn)行物理處理和生物處理，把“清洗”之后的水重新注入埃姆歇河;另一方面，污水處理廠還在利用處理污泥，自己產(chǎn)生能量。

該廠所在的埃姆歇河水處理組織的Karl-Georg Schmelz教授介紹說，污水處理廠處理污泥時(shí)可利用污泥產(chǎn)生沼氣，同時(shí)脫水污泥燃燒后也可以產(chǎn)生電能。目前，通過這兩種方式產(chǎn)生的能源仍不夠自用，需要外來電力支援。但他表示，未來這里將引進(jìn)太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電，同時(shí)加入處理其他垃圾提高沼氣產(chǎn)能等方式，預(yù)計(jì)明年將不再需要外來電能。

廠區(qū)的改造費(fèi)用共約1800萬歐元，這筆費(fèi)用出自政府和購買污水處理服務(wù)的企業(yè)，企業(yè)根據(jù)污水處理的多少來支付相應(yīng)的費(fèi)用。

這一節(jié)能模式并非個(gè)例，在德國，已有接近10個(gè)污水廠可以自給自足電能。

柏林火車南站也在進(jìn)行節(jié)能改造，這里在地下埋藏了一個(gè)公交車充電樁，電動(dòng)公交車駛?cè)氤潆姌秴^(qū)域直接進(jìn)行無線充電，所需電能來自于火車站自身的風(fēng)力、太陽能發(fā)電設(shè)備。

太陽能、風(fēng)能、沼氣等可再生能源投入應(yīng)用有著巨大潛力，但其發(fā)展瓶頸是這些可再生能源的產(chǎn)生不穩(wěn)定，如何將這些能源儲(chǔ)存起來以保持供能的穩(wěn)定?

為此，德國政府投資730萬歐元在漢堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)對(duì)能量儲(chǔ)存進(jìn)行研究。

漢堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的博士Hans Schfers介紹，目前有三種辦法處理過量的新能源：第一，將風(fēng)能、太陽能、沼氣能源產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在鋰電池中;第二，通過計(jì)算和調(diào)配，把多余的能源快速消耗掉，提高能源使用效率;第三種就是漢堡大學(xué)正在研究的能量儲(chǔ)存計(jì)劃，通過一系列設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)換成天然氣儲(chǔ)存起來。

雖然整套系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換率理論上僅有30%，但一些地區(qū)還是從中看到了未來。漢堡州和石荷州一起申請(qǐng)了這個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，今年，兩州將建立起一些示范點(diǎn)，預(yù)算達(dá)1.2億歐元，其中60%來自政府，40%來自企業(yè)。

活力自下而上

與各地如火如荼的試驗(yàn)相比，德國中央政府層面并沒有一個(gè)關(guān)于“智慧城市”項(xiàng)目的總體規(guī)劃和政策文件。Henning Ellermann接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)也表示，德國沒有一家專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)“智慧城市”項(xiàng)目。

但這并未影響各地創(chuàng)建“智慧城市”的活力。“德國城市都有很大自主權(quán)，中央雖然沒有強(qiáng)制要求各地進(jìn)行嘗試，但在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，讓城市變得更節(jié)能更智能，已經(jīng)是一種共識(shí)。”Henning Ellermann說。

Henning Ellermann介紹說，在各地的“智慧城市”建設(shè)中，國家只起到協(xié)調(diào)作用，最關(guān)鍵的是城市要想清楚自己的方向。

德國正在形成一個(gè)研究“智慧城市”的論壇，任何人都可以把關(guān)于“智慧城市”的想法提交給論壇，論壇結(jié)束后會(huì)形成一份報(bào)告，城市可以從中找到適合自身發(fā)展的想法。

城市發(fā)展“智慧城市”的資金從哪里來?

Henning Ellermann說，由于地方的預(yù)算有限，地方政府都想從中央政府、歐盟拿錢。國家有6億歐元的資助，但這并不是“智慧城市”項(xiàng)目的專項(xiàng)資金，畢竟“智慧城市”的內(nèi)容涵蓋廣泛，這些錢分散在各個(gè)項(xiàng)目中，比如基建、環(huán)保、數(shù)字化等等。如果城市申請(qǐng)了這些項(xiàng)目，而項(xiàng)目又符合政策支持的條件，城市將可以獲得一部分中央資金。

另一方面，除政府外，企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、民眾等是項(xiàng)目得以順利上馬的重要因素。

博特羅普的轉(zhuǎn)型便獲得了民眾、企業(yè)界的強(qiáng)烈支持，這種轉(zhuǎn)型甚至是“自下而上”的，動(dòng)力來自于企業(yè)和基層民眾。

博特羅普市長Bernd Tischler舉例說，博特羅普正在申請(qǐng)“創(chuàng)新城市魯爾區(qū)”的頭銜，獲得當(dāng)?shù)鼐用竦闹С钟葹橹匾呀?jīng)獲得了2萬個(gè)支持簽名(全市有約11.7萬人)。

在不少德國城市，人們普遍反對(duì)大型項(xiàng)目，但在博特羅普，市民告訴政府，他們?yōu)樽鳛檫@種典范工程的一部分而感到驕傲。

作為“創(chuàng)新城市”項(xiàng)目的一部分，博特羅普提出只要居民愿意按照政府的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能改造，政府將給予一定的補(bǔ)貼，目前已經(jīng)有1500戶民居要進(jìn)行節(jié)能改造。

Bernd Tischler說，博特羅普市希望將城市作為一個(gè)成果展示場(chǎng)地，以吸引企業(yè)界對(duì)改造項(xiàng)目的支持。該市正在邀請(qǐng)世界各地的企業(yè)在博特羅普落實(shí)他們的創(chuàng)新理念，許多企業(yè)已經(jīng)開始在博特羅普應(yīng)用它們的技術(shù)。

例如粉煤灰企業(yè)STEAG電力礦業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的產(chǎn)品，可用于建筑物表面、鋪路石等，幫助減少空氣中有害氮氧化物粒子的水平。

“在我們的創(chuàng)新城市建設(shè)中，民眾希望提高生活質(zhì)量;企業(yè)希望通過博特羅普的成功案例進(jìn)行展示，開拓市場(chǎng);政府希望城市可持續(xù)發(fā)展。共同的目標(biāo)使得創(chuàng)新城市建設(shè)保持活力，無人中途退場(chǎng)。”Bernd Tischler說。

在Henning Ellermann看來，博特羅普成功解決了持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新城市建設(shè)的問題——在有些城市，由于各部門各司其職，欠缺統(tǒng)籌安排，“智慧城市”的項(xiàng)目難以推進(jìn)。

雖然國情不同，但德國的“智慧城市”建設(shè)也可為中國的城市發(fā)展提供借鑒。博特羅普市長Bernd Tischler在今年5月和中國環(huán)保部部長陳吉寧進(jìn)行會(huì)面交流，也于去年8月到河南平頂山市交流經(jīng)驗(yàn)。

作為煤炭大市，平頂山面臨和博特羅普相似的能源轉(zhuǎn)型問題，而博特羅普的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型之路或許可為其提供參考供鑒。