林水發(fā) ,鄭兆龍 ,韓暉 ,劉洋,吳劍源,林劍藝
(1.中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所 城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門(mén) 361021;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049;3.韓國(guó)國(guó)民大學(xué) TED設(shè)計(jì)研究生院,首爾,韓國(guó);4.慕尼黑工業(yè)大學(xué) 生產(chǎn)與資源經(jīng)濟(jì)研究組,弗萊辛,德國(guó);5.福建德肯能源科技有限公司,福建 廈門(mén) 361021)
碳中和是指國(guó)家、組織、產(chǎn)品、活動(dòng)或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量,通過(guò)森林碳匯、人工轉(zhuǎn)化、地質(zhì)封存等技術(shù)進(jìn)行抵消,實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放[1]。2020 年9 月,中國(guó)在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上正式宣布,二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[2]。2021 年3 月,習(xí)近平總書(shū)記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào),實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革,要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局[3-4]。當(dāng)前,中國(guó)面臨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)、應(yīng)對(duì)氣候變化等多重壓力,迫切需要探索不同地域不同行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的低碳發(fā)展模式和有效路徑,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的低碳轉(zhuǎn)型[5],探索低碳試點(diǎn),培育低碳產(chǎn)業(yè),應(yīng)用低碳技術(shù)和產(chǎn)品,形成具有地域特色的低碳發(fā)展模式。
零碳景區(qū)指通過(guò)林業(yè)碳匯、碳減排、碳封存、碳利用、碳循環(huán)等方式,實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的景區(qū)[6]。在溫室氣體排放方面,零碳景區(qū)需要優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),提高能源利用效率,推廣低碳交通,提倡綠色建筑,推動(dòng)廢棄物循環(huán)利用,最大限度減少景區(qū)內(nèi)的溫室氣體排放;在碳匯吸收方面,零碳景區(qū)需要利用生物炭固碳減排,提升林業(yè)碳匯能力,抵消景區(qū)人為活動(dòng)中不得已產(chǎn)生的溫室氣體排放,最終實(shí)現(xiàn)景區(qū)內(nèi)趨于凈零排放。建設(shè)零碳景區(qū)能夠降低能源投資成本,增加經(jīng)濟(jì)收益,減少使用過(guò)程中的碳排放量,推廣低碳技術(shù),帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)低碳化運(yùn)作,促使游客摒棄不良消費(fèi)行為,塑造綠色低碳生活方式[7-9]。目前,瘦西湖、四明山國(guó)家森林公園、張家界國(guó)家森林公園[10]、上海李子公園零碳景區(qū)、浙江零碳度假村等景區(qū)正在創(chuàng)建零碳景區(qū),通過(guò)全電氣化、提高用戶(hù)能效、清潔能源(光伏、風(fēng)能)的利用和推廣,提升景區(qū)低碳發(fā)展水平。
國(guó)際上對(duì)于景區(qū)碳排放的研究集中在測(cè)量碳足跡方面,分為自上而下的投入產(chǎn)出分析(IOA)和自下而上的生命周期評(píng)估模型(LCA)[11-12]。通過(guò)分析初期、中間環(huán)節(jié)、總投入和中間產(chǎn)出的宏觀(guān)層面的碳足跡計(jì)算[13]。生命周期評(píng)估模型可以分析景區(qū)旅游產(chǎn)業(yè)在不同階段的碳排放影響因素,得出能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)能夠抑制碳排放增長(zhǎng)的結(jié)論[14]。此外,還有研究低碳旅游景區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[15]和低碳旅游的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率[16]。但是很少有學(xué)者針對(duì)景區(qū)碳排放的快速增長(zhǎng)提出減碳措施,而目前國(guó)內(nèi)外零碳景區(qū)的相關(guān)研究更少,正處于探索階段。周年興等[17]從碳源、碳匯均衡角度計(jì)算與分析廬山風(fēng)景區(qū)系統(tǒng)碳源和碳匯能力。王志民等[18]分析了鎮(zhèn)江焦山風(fēng)景區(qū)的碳源和碳匯構(gòu)成,估算景區(qū)的碳排放和碳吸收量,提出基于碳中和的焦山風(fēng)景區(qū)建設(shè)低碳景區(qū)的實(shí)現(xiàn)路徑,但沒(méi)有量化各項(xiàng)措施的減排效果。湯勇生等[19]分析了零碳風(fēng)景區(qū)建設(shè)的必要性和可行性,從碳排放、碳吸收、碳封存和碳循環(huán)四個(gè)方面提出零碳水利風(fēng)景區(qū)發(fā)展路徑??傮w而言,目前缺少溫室氣體排放數(shù)據(jù)核算、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系支撐以及對(duì)各項(xiàng)減碳措施實(shí)施效果的量化。因此,本文基于景區(qū)的碳排放核算,分析能源活動(dòng)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、生活污水和垃圾處理的碳排放量以及林業(yè)碳匯產(chǎn)生的碳吸收量,提出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、交通與建筑的能源替代和節(jié)能、農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展、廢棄物資源循環(huán)利用等措施,并量化各項(xiàng)措施的減碳量,最終實(shí)現(xiàn)景區(qū)零排放,為零碳景區(qū)碳核算和實(shí)施路徑提供參考。
崇州市大雨村幸福里林盤(pán)景區(qū)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)幸福里)位于北緯30°38′,東經(jīng)103°34′,隸屬四川省成都市崇州市重慶路大雨村,是崇州林盤(pán)內(nèi)竹博小鎮(zhèn)的商業(yè)圈之一。毗鄰最美鄉(xiāng)村公路——重慶路,距S8 成名高速出口白頭收費(fèi)站約6.2 千米,距崇州市人民政府12 千米,地理位置優(yōu)越且交通便利。區(qū)域內(nèi)占地300 畝,擁有山、田、林、湖、草等原生自然資源,傳承了天府農(nóng)耕文明與巴蜀民俗文化,被譽(yù)為“陸地綠島”。幸福里常住人口約450 人,戶(hù)數(shù)95 戶(hù),入住率80%,人均收入3.1 萬(wàn)/年,年游客量約15 萬(wàn)人。2020 年幸福里依托區(qū)域優(yōu)勢(shì),營(yíng)造鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境,建設(shè)特色鄉(xiāng)村田園旅游景區(qū)。
本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源:①幸福里活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來(lái)源2018—2021 年的《四川統(tǒng)計(jì)年鑒》《成都統(tǒng)計(jì)年鑒》《成都市生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》以及當(dāng)?shù)鼐皡^(qū)提供的具體數(shù)據(jù);②碳排放因子參照《京都議定書(shū)》《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》《四川省溫室氣體清單技術(shù)審查指南(試行)》《成都市近零碳排放區(qū)試點(diǎn)建設(shè)工作方案(試行)》等[20-22];③通過(guò)田野調(diào)查獲取幸福里的基礎(chǔ)概況、低碳建設(shè)現(xiàn)狀及未來(lái)探索模式等資料;④運(yùn)用大疆Phantom 4 RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)繪航拍技術(shù),獲得幸福里規(guī)劃區(qū)域的傾斜攝影數(shù)據(jù),進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為實(shí)景三維模型,清晰準(zhǔn)確地展示規(guī)劃區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀、功能布局以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等,為幸福里零碳景區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)研究提供支撐。
依據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》《四川省溫室氣體清單技術(shù)審查指南(試行)》《成都市近零碳排放區(qū)試點(diǎn)建設(shè)工作方案(試行)》的碳排放計(jì)算方法確定核算口徑。本研究核算邊界為幸福里內(nèi)的溫室氣體排放。其中,能源活動(dòng)計(jì)算油品和天然氣消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放以及電力蘊(yùn)含的碳排放;農(nóng)業(yè)活動(dòng)計(jì)算稻田甲烷排放和農(nóng)用地氧化亞氮排放;廢棄物處理計(jì)算固體廢棄物處理產(chǎn)生的碳排放和生活污水處理產(chǎn)生的甲烷排放[20];植被和水域碳吸收計(jì)算林地和草地的碳匯量及水域湖泊的固碳量。采用《IPCC 第二次評(píng)估報(bào)告》中給出的100 年全球變暖潛勢(shì)值,甲烷折算二氧化碳系數(shù)φ=25,氧化亞氮折算二氧化碳系數(shù)φ=298[23]。
2.2.1 能源活動(dòng)
幸福里的能源活動(dòng)的碳排放主要是包括油品和天然氣消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放以及電力蘊(yùn)含的間接碳排放[20]。根據(jù)各能源消費(fèi)實(shí)物量乘以各能源碳排放因子相加所得,如下所示。
式中:Eenergy為能源活動(dòng)碳排放量;i為能源種類(lèi),分別為油品、天然氣和電力;ADi為第i種能源消耗的實(shí)物量;EFi為第i種能源的碳排放因子。根據(jù)《成都市近零碳排放區(qū)試點(diǎn)建設(shè)工作方案(試行)》的核算方法,汽油的碳排放因子為4.241 0 kgCO2e/L,液化石油氣的碳排放因子為3.104 9 kgCO2e/kg,天然氣的碳排放因子為2.165 0 kgCO2e/m3,電力的碳排放因子為0.525 7 kgCO2e/kW·h[22]。
2.2.2 農(nóng)業(yè)活動(dòng)
(1)稻田甲烷排放。稻田甲烷排放主要是水稻在生長(zhǎng)過(guò)程中,稻田的有機(jī)質(zhì)處于厭氧環(huán)境,通過(guò)微生物代謝的作用、有機(jī)質(zhì)礦化過(guò)程產(chǎn)生甲烷。稻田甲烷排放受水稻生長(zhǎng)期、種植季數(shù)、水分狀況和土壤改良影響,根據(jù)以下公式計(jì)算碳排放量。
式中:Epaddy為稻田甲烷排放量;i表示稻田類(lèi)型,分別指單季水稻、雙季早稻和雙季晚稻;ADi為第i種稻田類(lèi)型水稻播種面積;EFi為第i種稻田類(lèi)型甲烷排放因子[20]。根據(jù)全國(guó)各大區(qū)稻田不同水稻生長(zhǎng)季的平均甲烷排放因子,結(jié)合幸福里的水稻類(lèi)型為單季水稻,平均甲烷排放因子為156.20 kg/hm2。
(2)農(nóng)用地氧化亞氮排放。農(nóng)用地氧化亞氮排放包括農(nóng)用地當(dāng)季氮輸入引起的直接排放和大氣氮沉降引起的氧化亞氮排放和氮淋溶徑流損失引起的間接排放。根據(jù)各排放過(guò)程的氮輸入量乘以其相應(yīng)的氧化亞氮排放因子所得,如式(3)所示[20]。
式中:Efarmland為農(nóng)用地氧化亞氮排放量;N輸入為各排放過(guò)程氮輸入量;EF為對(duì)應(yīng)的氧化亞氮排放因子[20]。根據(jù)全國(guó)各大區(qū)域的農(nóng)用地平均氧化亞氮排放因子,幸福里的農(nóng)用地平均氧化亞氮排放因子為0.010 9 kgN2O-N/kgN 輸入量。
2.2.3 廢棄物處理
(1)固體廢棄物處理。固體廢棄物處理的碳排放包括城市固體廢棄物填埋甲烷排放和固體廢棄物焚燒二氧化碳排放兩個(gè)方面[20]。根據(jù)大雨村不同固體廢棄物處理方式的總量、各碳排放系數(shù)和溫室氣體折算二氧化碳系數(shù)相乘所得,計(jì)算公式如下所示。
式中:Ewaste為固體廢棄物處理碳排放量;i為廢棄物處理類(lèi)型;j為溫室氣體類(lèi)型;W為第i類(lèi)型廢棄物總量;Coe為第i類(lèi)型廢棄物處理碳排放因子;φ為溫室氣體折算二氧化碳系數(shù)。
(2)生活污水處理。大雨村的生活污水處理甲烷排放指污水處理廠(chǎng)集中對(duì)源自家庭用水的廢水進(jìn)行處理產(chǎn)生的甲烷排放量,計(jì)算公式如下所示。
式中:Esewage為生活污水處理甲烷排放量;TOW為生活污水中有機(jī)物總量。EF為碳排放因子,由甲烷最大產(chǎn)生能力乘以甲烷修正因子所得;R為甲烷回收量[20]。
2.2.4 植被與水域
植被與水域主要是森林和其他物質(zhì)生物量碳匯量變化及水域的固碳和水域干濕沉降的碳吸收[20]。研究區(qū)域內(nèi)的森林碳匯量包括林地和草地的碳匯量,水域固碳僅為湖泊的固碳量,計(jì)算公式如下所示。
式中:Esink為植被與水域碳匯量;Ci為第i種類(lèi)型的碳吸收系數(shù),根據(jù)謝鴻宇等[24]的計(jì)算結(jié)果,林地為3.809 6 t/hm2,草地為0.948 2 t/hm2。根據(jù)段曉男等[25]的計(jì)算結(jié)果,湖泊的固碳率為0.567 0 t/hm2;areai為第i種類(lèi)型的面積。
幸福里能源消費(fèi)的主要來(lái)源:(1)景區(qū)內(nèi)車(chē)輛的油品消耗;(2)餐廳、民宿、茶室和公共設(shè)施等液化石油氣、天然氣和電力的消費(fèi)。各能源品種的活動(dòng)水平和碳排放量如表1 所示,各能源品種均呈增長(zhǎng)趨勢(shì),尤其是2020 年天然氣和電力的增長(zhǎng)最多,天然氣由0 m3增長(zhǎng)到27 367 m3,產(chǎn)生的碳排放量由0 tCO2e 增長(zhǎng)到59.25 tCO2e,電力由12.42 萬(wàn)千瓦時(shí)增長(zhǎng)到84.38 萬(wàn)千瓦時(shí),產(chǎn)生的碳排放量由65.29 tCO2e 增長(zhǎng)到443.61 tCO2e。從碳排放的結(jié)構(gòu)分析表明了在2018 年和2019 年,幸福里的能源活動(dòng)碳排放主要來(lái)源于車(chē)輛油品消耗,分別占比58.49%和57.21%,在2020 年和2021 年,能源活動(dòng)碳排放主要來(lái)源于電力消費(fèi),分別占比68.73%和66.70%(表1)。從能源活動(dòng)碳排放計(jì)算結(jié)果可以看出,幸福里的碳排放結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變,主要原因是餐飲店和民宿的加入消耗了大量的電力,產(chǎn)生了較大的碳排放量。
表1 能源活動(dòng)分能源品種活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和碳排放量
根據(jù)調(diào)研,幸福里的水稻類(lèi)型為單季水稻,2018—2021 年的單季水稻播種面積均為2.02 hm2,產(chǎn)生甲烷0.32 t,折算后計(jì)算得到產(chǎn)生的碳排放量為7.89 tCO2e。2018—2021 年的化肥施用量均值為2.51 t,氮輸入量為1.15 t,共產(chǎn)生氧化亞氮0.012 6 t,折算后計(jì)算得到產(chǎn)生的碳排放量為3.75 tCO2e。因此,幸福里的農(nóng)業(yè)活動(dòng)碳排放總量為11.64 tCO2e。
根據(jù)調(diào)研,2018—2021 年幸福里的垃圾產(chǎn)生量為14.20 t、15.00 t、32.00 t 和42.00 t。根據(jù)崇州市固體廢棄物填埋和焚燒處理方式占比及各自排放因子計(jì)算得到,2018—2021 年固體廢棄物處理產(chǎn)生的碳排放量為11.44 tCO2e、12.08 tCO2e、25.78 tCO2e 和33.84 tCO2e。2018—2021 年幸福里的生活污水量為1.30 萬(wàn)噸、1.38萬(wàn)噸、2.39 萬(wàn)噸和2.88 萬(wàn)噸,根據(jù)《2020 年成都市生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[26],每萬(wàn)噸生活污水中COD 排放量為1.729 t,采用《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》中推薦的西南地區(qū)BOD 和COD 的相關(guān)系數(shù)為0.51,得出2018—2021 年生活污水處產(chǎn)生的碳排放量為7.20 tCO2e、7.68 tCO2e、13.27 tCO2e 和15.97 tCO2e。
幸福里具備碳吸收能力的包括林地、草地和湖泊,根據(jù)幸福里的測(cè)繪航拍計(jì)算面積得出2018—2021 年森林面積為24.64 hm2,每年的固碳能力為93.87 tCO2e;草地主要為濱湖綠地和公共綠地,2018—2021 年草地面積為14.52 hm2,計(jì)算得出每年碳吸收量為13.77 tCO2e;水域主要為景區(qū)內(nèi)的小湖泊,面積僅為1.12 hm2,每年碳吸收量?jī)H為0.64 tCO2e;每年各類(lèi)碳匯量合計(jì)為108.28 tCO2e。
通過(guò)上述計(jì)算,2018—2021 年幸福里的碳排放總量為200.81 tCO2e、224.89 tCO2e、696.13 tCO2e 和734.08 tCO2e。四年期間植被和水域碳匯總量均為108.28 tCO2e,可得2018—2021 年幸福里的凈排放總量為92.53 tCO2e、116.61 tCO2e、587.85 tCO2e 和625.80 tCO2e。由此可知幸福里的碳排放量逐年上升趨勢(shì),其中2019 年和2021 年增長(zhǎng)緩慢,僅上升11.99%和5.45%,而2020 年增長(zhǎng)迅速,上升了209.54%,這主要是由于2020 年能源活動(dòng)和廢棄物處理碳排放迅速增加所致。2020 年幸福里引進(jìn)餐飲、民宿企業(yè),開(kāi)通天然氣管道,同時(shí)打造鄉(xiāng)村田園旅游消費(fèi)場(chǎng)景,這大大增加了當(dāng)?shù)靥烊粴夂碗娏Φ南M(fèi),這些變化使得幸福里的能源活動(dòng)碳排放量由2019 年的193.49 tCO2e 上升為2020 年的645.45 tCO2e,增加了233.58%;同時(shí),田園綜合體景區(qū)的建設(shè)也增加了廢水及生活垃圾的排放,廢棄物處理產(chǎn)生的碳排放量由2019 年的19.76 tCO2e,增加到2020年的39.05 tCO2e,增加了97.62%(表2)。
表2 2018—2021年幸福里碳排放量單位:tCO2e
通過(guò)建立完善的景區(qū)凈碳排放估算體系,分析碳排放結(jié)構(gòu)和增長(zhǎng)因素,提出零碳景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究的實(shí)施路徑,即:①優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),提升能源清潔水平(光伏屋頂、太陽(yáng)能智慧路燈、太陽(yáng)能景觀(guān)氛圍燈、太陽(yáng)能舞臺(tái)燈)。②完善交通設(shè)施,構(gòu)建低碳交通體系(電動(dòng)公交路線(xiàn)、電動(dòng)擺渡車(chē)、光伏綠色停車(chē)場(chǎng))。③倡導(dǎo)綠色建筑,推進(jìn)建筑節(jié)能減碳(節(jié)能改造、綠色建筑)。④保護(hù)耕地生態(tài),促進(jìn)農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展(農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作、提升農(nóng)業(yè)循環(huán)水平、農(nóng)業(yè)低碳宣傳、農(nóng)業(yè)低碳旅游)。⑤構(gòu)建循環(huán)體系,推動(dòng)資源循環(huán)利用(固廢處理中心、污水處理設(shè)施、智慧垃圾分類(lèi)小屋)。⑥林業(yè)提升改造,鞏固綜合碳匯能力(林業(yè)改造、植被覆蓋率、林業(yè)養(yǎng)護(hù)、碳普惠植樹(shù)),計(jì)算量化各項(xiàng)措施的減碳量,最終實(shí)現(xiàn)景區(qū)內(nèi)“零碳排”的發(fā)展模式(圖1)。
圖1 零碳景區(qū)實(shí)施路徑總體思路圖
4.1.1 發(fā)展清潔能源
發(fā)展可再生能源,增加清潔低碳電力供應(yīng),優(yōu)化能源利用效率,降低能耗。利用公共建筑和商業(yè)建筑的屋頂面積安裝光伏板,配置太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng),優(yōu)化空調(diào)、照明控制及水暖系統(tǒng)。根據(jù)航拍測(cè)繪景區(qū)內(nèi)公共建筑及商業(yè)建筑屋頂面積約為3 976.69 m2,四川省全年光伏有效利用率約為1 200 h[27-28]。MELIUS 等[29]的研究表明,大約22%~27%的住宅屋頂適合發(fā)展屋頂光伏,幸福里公共建筑及商業(yè)建筑按約20%計(jì)算,發(fā)電量將達(dá)到約9.54 萬(wàn)千瓦時(shí)/年,預(yù)計(jì)可減碳50.17 tCO2e/a。
4.1.2 推廣低碳照明
規(guī)劃太陽(yáng)能智慧路燈、景觀(guān)氛圍燈等,能夠有效降低電耗,減少景區(qū)用電壓力,同時(shí)滿(mǎn)足景區(qū)內(nèi)的夜間照明需求和景觀(guān)氛圍營(yíng)造的需求,具有美觀(guān)、節(jié)能、低碳等多重效益。太陽(yáng)能智慧路燈使用太陽(yáng)能板作為電能來(lái)源,預(yù)計(jì)40 桿可減少電量2 800 kW·h/a,減碳1.47 tCO2e/a,兼具智能照明、視頻監(jiān)控、緊急呼叫、傳感器、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、信息發(fā)布等功能。推廣智能控制的太陽(yáng)能氛圍燈,預(yù)計(jì)可減少電量150 kW·h/a,減碳0.79 tCO2e/a。幸福里中心湖夜間進(jìn)行2 h 燈光表演,規(guī)劃25 盞太陽(yáng)能舞臺(tái)燈光可減少電量3 375 kW·h/a,減碳1.78 tCO2e/a。
4.2.1 規(guī)劃電動(dòng)公交
倡導(dǎo)低碳交通,規(guī)劃市區(qū)至景區(qū)的電動(dòng)公交路線(xiàn),分別有濕地旅游專(zhuān)線(xiàn)(全程約17.5 km,承載23 人)和田園旅游專(zhuān)線(xiàn)(全程約25.1 km,承載23 人),替代游客行駛機(jī)動(dòng)車(chē)輛,預(yù)計(jì)可減碳69.32 tCO2e/a,同時(shí)解決當(dāng)?shù)鼐用窈陀慰蛠?lái)往景區(qū)出行問(wèn)題,踐行綠色低碳出行的理念。景區(qū)內(nèi)依托重慶路,串聯(lián)林盤(pán)商圈,在竹藝村和幸福里之間規(guī)劃電動(dòng)擺渡車(chē),實(shí)現(xiàn)景區(qū)區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)串聯(lián),減少景區(qū)內(nèi)汽油車(chē)輛使用頻率?,F(xiàn)今幸福里景區(qū)內(nèi)游覽車(chē)行道路線(xiàn)約3.2 km,與竹藝村景區(qū)距離約2.7 km。采購(gòu)4 輛電動(dòng)擺渡車(chē),預(yù)計(jì)行駛4.91 萬(wàn)千米/年,可減少油耗量6 136 L/a,減碳26.02 tCO2e/a。
4.2.2 建設(shè)光伏綠色停車(chē)場(chǎng)
規(guī)劃光伏綠色停車(chē)場(chǎng),加快充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),應(yīng)用儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)行錯(cuò)峰儲(chǔ)蓄,控制燃油汽車(chē)增長(zhǎng),鼓勵(lì)推廣新能源汽車(chē)。幸福里現(xiàn)有綠色停車(chē)場(chǎng)共52 個(gè),在原綠色停車(chē)場(chǎng)的基礎(chǔ)上安裝太陽(yáng)能充電樁,引入光伏停車(chē)棚及儲(chǔ)能系統(tǒng)。規(guī)劃10 個(gè)太陽(yáng)能智慧綠色停車(chē)位,后期根據(jù)需求逐步增加。10 個(gè)停車(chē)位全年提供15 000 kW·h 的電能,預(yù)計(jì)可以減碳7.88 tCO2e/a。同時(shí),優(yōu)先為新能源車(chē)提供停車(chē)服務(wù),實(shí)施新能源車(chē)停車(chē)免費(fèi)或減少收費(fèi)政策,宣傳綠色低碳交通方式,提高游客及周邊居民的低碳出行意識(shí)。
4.3.1 推進(jìn)建筑節(jié)能改造
鼓勵(lì)景區(qū)內(nèi)及周邊既有建筑進(jìn)行因地制宜地對(duì)廚房、室內(nèi)電器、建筑屋頂、建筑周邊綠地以及水體等節(jié)能改造。廚房逐步電氣化,減少液化石油氣的使用。逐步淘汰老舊高耗能的電器,更換節(jié)能電器。建筑屋頂搭配太陽(yáng)能,優(yōu)化建筑能源結(jié)構(gòu),使用太陽(yáng)能供電、供暖、制冷等服務(wù)系統(tǒng)。建筑周邊進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和雨水循環(huán)改造,提高建筑隔熱和遮陽(yáng)效果,減少空調(diào)的使用率。
4.3.2 探索綠色建筑
提升建筑的能效水平,探索綠色建筑發(fā)展。在建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改造和使用過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),降低建設(shè)成本以及建筑施工中的能源消耗。低碳科技展示體驗(yàn)館采用被動(dòng)式超低能耗技術(shù)與太陽(yáng)能和建筑一體化技術(shù),使用具有保溫、斷熱、調(diào)濕、隔音、消除異味等作用的節(jié)能環(huán)保建筑材料,通過(guò)竹編工藝為屋頂和墻體提供隔熱和保溫層,體現(xiàn)低碳理念。低碳科技展示體驗(yàn)館屋頂面積約為613.23 m2,預(yù)計(jì)可減碳35.87 tCO2e/a[30]。展示館的智能碳排放管理系統(tǒng)以軟件平臺(tái)的方式顯示示范區(qū)碳排放各項(xiàng)數(shù)據(jù),包括電力、天然氣、汽油、用水等數(shù)據(jù),可以監(jiān)測(cè)計(jì)算景區(qū)內(nèi)的各個(gè)能源消耗量和碳排放量,方便對(duì)用能進(jìn)行調(diào)節(jié)管理。
通過(guò)農(nóng)業(yè)耕作精細(xì)化、循環(huán)化、低碳化,保護(hù)幸福里耕地的生態(tài)性,促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展升級(jí)。一是提升農(nóng)業(yè)精細(xì)化程度,結(jié)合幸福里的農(nóng)業(yè)用地體量較小的實(shí)際情況,走小而精路線(xiàn),通過(guò)農(nóng)作物合理間種、套種實(shí)現(xiàn)立體種養(yǎng)的節(jié)地模式,積極發(fā)展農(nóng)作物噴灌、微噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)。二是提升農(nóng)業(yè)循環(huán)化水平,在農(nóng)作物生長(zhǎng)周期內(nèi),按照有機(jī)、低碳標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施肥、養(yǎng)護(hù),將農(nóng)業(yè)耕作所使用的有害投入品進(jìn)行減量替代,使用循環(huán)化水平較高的農(nóng)家肥、生物農(nóng)藥、可降解農(nóng)膜等[31],并加強(qiáng)農(nóng)作物種養(yǎng)廢棄物的回收再利用和產(chǎn)品加工再循環(huán)利用?;酐慃惖萚32]的研究表明,大致可減少15%的碳排放量,約為1.75 tCO2e/a。三是提升農(nóng)業(yè)低碳化宣傳,發(fā)展以低碳休閑采摘、低碳農(nóng)業(yè)觀(guān)光為一體的“農(nóng)家體驗(yàn)館”作為低碳農(nóng)田示范,為果實(shí)建立碳標(biāo)簽,吸引本地居民和游客參與其中,宣傳推廣低能耗、低污染、低排放的低碳農(nóng)業(yè),促進(jìn)幸福里的休閑觀(guān)光和低碳旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4.5.1 建設(shè)固廢處理中心
收集幸福里及周邊景區(qū)的有機(jī)垃圾包括廚余垃圾、污泥、糞便、園林垃圾等,通過(guò)多元有機(jī)固廢協(xié)同處置技術(shù)進(jìn)行水分脫除和有機(jī)物裂解,獲得碳含量較高的生物炭產(chǎn)品[33]。產(chǎn)生的生物炭可用于當(dāng)?shù)厮厮|(zhì)凈化和分散式污水凈化,之后用于改良當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤或廢棄地復(fù)墾,最后將碳固定封存在土壤中,實(shí)現(xiàn)污水—固廢—土壤協(xié)同共治。多元有機(jī)固廢處理中心建成后,根據(jù)調(diào)研預(yù)計(jì)每天收集幸福里及周邊3 km 區(qū)域內(nèi)的原材料產(chǎn)生3 t 可生產(chǎn)0.60 t 的生物炭[34]。全年收集幸福里及周邊3 km區(qū)域內(nèi)的原材料需耗汽油量為0.10 t,產(chǎn)生0.25 tCO2e/a,其中設(shè)備使用需要消耗每小時(shí)10~15 kW·h,全年使用時(shí)間約為7 000 小時(shí),共消耗70~105 MW·h,產(chǎn)生37~55 tCO2e/a。因此,多元有機(jī)固廢中心每年最少大約可固碳420.20 tCO2e/a,同時(shí)生產(chǎn)生物炭可改良720 畝土地。
4.5.2 完善污水處理設(shè)施
促進(jìn)水資源循環(huán)利用,從源頭上減少污水處理量;建設(shè)一體化污水處理設(shè)施,采用生物膜法工藝處理污水;結(jié)合多元有機(jī)固廢處理中心生產(chǎn)的生物炭,對(duì)景區(qū)內(nèi)回收的污水、廢水等進(jìn)行凈化處理,處理后的凈水可作為二次循環(huán)資源利用,減少約39%的碳排放量[35]。建設(shè)后進(jìn)行定期檢測(cè)及維護(hù),防止污水直接排放至環(huán)境中,避免造成甲烷等溫室氣體排放。污水處理后的脫水污泥進(jìn)行干化作為水泥原料,預(yù)計(jì)可減碳1.49 tCO2e/a[36]。
4.5.3 配置垃圾分類(lèi)小屋
進(jìn)行垃圾分類(lèi)宣傳和提高分類(lèi)意識(shí),開(kāi)展生活垃圾分類(lèi)配套體系建設(shè),配置智能垃圾分類(lèi)小屋。優(yōu)化幸福里固體廢棄物資源回收循環(huán)利用。減少垃圾處理量和土地侵蝕及環(huán)境污染。提高垃圾的資源循環(huán)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,優(yōu)化景區(qū)內(nèi)的垃圾分類(lèi)—收運(yùn)—回收—利用和處理設(shè)施相互銜接。建立智能化垃圾分類(lèi)投放收運(yùn)系統(tǒng),并結(jié)合碳普惠、碳積分等措施,鼓勵(lì)游客及周邊居民積極參與垃圾回收并提高環(huán)保意識(shí)。垃圾分類(lèi)智能小屋建成后,可實(shí)時(shí)顯示減碳量數(shù)據(jù),以幸福里450 人計(jì)算,平均可以減碳7.50 tCO2e/a[36]。
進(jìn)行幸福里林業(yè)提升改造,優(yōu)化景區(qū)的樹(shù)種結(jié)構(gòu),增加森林碳匯能力,提高植被覆蓋率,建成穩(wěn)定的森林生態(tài)體系和森林景觀(guān),預(yù)計(jì)喬木林的碳匯能夠年均增長(zhǎng)5%[37]。盡量選擇固態(tài)能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土常綠喬木樹(shù)種,減少植物異地采購(gòu)、運(yùn)輸、二次搬運(yùn)等環(huán)節(jié)的能耗及碳排放量。在種植過(guò)程中節(jié)約資源和減少環(huán)境破壞,實(shí)行節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù),開(kāi)展就地培育樹(shù)種、樹(shù)種養(yǎng)護(hù)、地被植物種植。依托全國(guó)低碳日,聯(lián)合小程序上線(xiàn)幸福里云植樹(shù),提倡游客及周邊居民踐行低碳生活、低碳行為等方式參與幸福里低碳“云植樹(shù)”。以上措施可增加森林碳匯11.12 tCO2e/a[38-40]。
綜上所述,在各項(xiàng)措施減碳成效部分,減碳量最大的為碳循環(huán)420.20 tCO2e/a,碳匯119.40 tCO2e/a,低碳交通103.22 tCO2e/a,能源領(lǐng)域?yàn)?4.21 tCO2e/a。各項(xiàng)措施共計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳743.64 tCO2e/a,具體減碳貢獻(xiàn)量如圖2所示。
圖2 各項(xiàng)措施的具體減碳量
本文對(duì)幸福里景區(qū)進(jìn)行2018—2021 年碳排放核算,構(gòu)建基于碳中和的愿景下的景區(qū)減碳實(shí)施路徑,最終實(shí)現(xiàn)景區(qū)零碳排放。由此,本文得出以下結(jié)論:①在碳排放核算方面,幸福里的碳排放量在2020 年迅速增長(zhǎng)209.54%,主要原因是能源活動(dòng)中天然氣、電力的增長(zhǎng)以及固體廢棄物和生活污水的增加,可見(jiàn)餐飲店和民宿的投入使用大幅增加了能源消費(fèi)量,同時(shí)也產(chǎn)生更多的廢棄物,從而使碳排放量快速增長(zhǎng)。②在減碳路徑實(shí)施效果方面,本研究結(jié)合碳排放主要來(lái)源和增長(zhǎng)原因,提出優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推廣低碳交通、農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展、資源循環(huán)利用、林業(yè)提升改造等措施,其中建設(shè)多元有機(jī)固廢處理中心實(shí)現(xiàn)的固碳量貢獻(xiàn)最大,其次是清潔能源使用、建筑節(jié)能改造和低碳交通配套。③在低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展方面,幸福里需要繼續(xù)以“低碳、綠色、生態(tài)、智慧”為建設(shè)導(dǎo)向,鞏固零碳景區(qū)發(fā)展成果,協(xié)調(diào)好景區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)系,構(gòu)建以生態(tài)旅游為核心的生態(tài)友好型零碳景區(qū)。其他景區(qū)可參照幸福里景區(qū)碳排放核算方法和零碳發(fā)展模式,在交通、農(nóng)業(yè)、資源循環(huán)、林業(yè)等方面因地制宜提出低碳轉(zhuǎn)型措施,爭(zhēng)取更多景區(qū)實(shí)現(xiàn)零碳排放,為中國(guó)全面實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。