CN113158119B - 一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步骤：提出城市或城区的碳中和建设目标，即区域的固碳比限值要求；第二步骤：确定第一量表；第三步骤：基于第一量表中的数据进行区域的碳收支计算；第四步骤：计算区域固碳比；第五步骤：将步骤四中计算所得的固碳比与步骤一确定的固碳比要求进行对比；当计算固碳比不符合固碳比要求时，按照碳中和建设策略进行优化，修正规划设计指标，并返回步骤二；当计算固碳比符合固碳比要求时，结束计算。其建立了一套完整的碳中和区域规划建设流程中的复合系统定量分析工具，科学测算碳中和区域规划设计方案的碳中和实现效果，以及对比不同规划设计方案下的碳排放量。

Description

一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法
技术领域
本发明涉及一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，尤其涉及一种综合考虑区域(社区、园区、城区、城市)建筑板块、交通板块、工业板块、水资源板块、废弃物板块、道路设施板块、可再生能源板块、固碳板块碳收支状况及碳中和程度的计算方法。
背景技术
中国发明专利CN107506539A公开了一种日光温室建筑空间形态特征参数简化设计计算方法，属于设施农业建筑节能设计领域。当建设工程场地的地理纬度、温室需要确保的蔬菜生产关键时期、以及需要建造的日光温室跨度确定，查阅对应时期当地的室外空气平均温度和日平均太阳辐射总量，即可根据本发明方法计算得到对应跨度条件下日光温室的高跨比、后屋面投影长度，以及北墙高度等日光温室建筑空间形态特征参数的优化设计值。
中国发明专利CN110597116A公开了一种基于建筑用能数据的实时动态能源管控系统，使用数据采集器实时采集各个监测设备的读数，并传输到数据库进行储存。数据分析模块对数据库中的数据进行处理，实时监测实时显示，自动进行成本计算，按照模板要求生成数据报表。当对比结果超过超额报警差值或百分比，智能报警子模块发出报警信号，并给使用者发送信息。运行调控模块根据对标结果，进行节能情景诊断，判断是否符合节能管理要求，并自动对相关设备按照优先级进行调节或启停。通过专家改造建议提供模块输入调控改造建议。动态能耗限额分析管理模块根据不同种类建筑的能耗数据进行统计和计算，实现建筑的能耗限额动态管理并及时公示。
但现有技术中，仅仅关注到了单一建筑物和单一能耗数据的处理分析，对于由建筑、交通、工业、市政设施等系统构成的区域整体缺乏一套行之有效的定量计算工具，来起到区域碳中和建设的“源头入手、过程控制、定量计算”作用。
发明内容
本发明为了解决现有做法存在的问题而提供了一种基于碳收支平衡分析的碳中和区域复合系统计算方法，旨在建立一套完整的碳中和区域规划建设流程中的定量分析工具，科学测算碳中和区域规划设计方案的碳中和实现效果，以及对比不同规划设计方案下的碳排放量。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤：提出城市或城区的碳中和建设目标，即区域的固碳比限值要求；
第二步骤：确定第一量表，所述的第一量表为区域碳中和建设的七类控制性详细规划指标，包括56个细化指标；所述的七类控制性详细规划指标为空间板块控制性详细规划指标，能源板块控制性详细规划指标，建筑板块控制性详细规划指标，交通板块控制性详细规划指标，工业板块控制性详细规划指标，市政板块控制性详细规划指标，生态板块控制性详细规划指标；
第三步骤：基于第一量表中数据进行区域的碳收支计算，所述的碳收支计算包括如下8个步骤：
第1步骤，计算建筑板块的碳收支状况，其包括步骤1.1计算建筑碳排放总量：
CEB＝建筑面积×单位建筑面积能耗×建筑排放因子
式中，CEB为建筑碳排放总量；
还包括步骤1.2计算单位建筑面积排放量：
第2步骤，计算交通板块的碳收支状况，其包括步骤2.1计算交通碳排放总量：
CET＝出行距离×单位出行距离能耗×交通排放因子
式中，CET为交通碳排放总量；
还包括步骤2.2计算单位出行距离排放量：
第3步骤，计算工业板块的碳收支状况，其包括步骤3.1计算工业碳排放总量：
CEI＝工业增加值×单位工业增加值能耗×标煤排放因子
式中，CEI为工业碳排放总量；
还包括步骤3.2单位工业增加值碳排放量：
第4步骤，计算水资源板块的碳收支状况，其包括步骤4.1计算水资源碳排放总量：
CEW＝给排水量×给排水排放因子
式中，CEW为水资源碳排放总量；
还包括步骤4.2单位建设用地面积排放量：
第5步骤，计算废弃物板块的碳收支状况，其包括步骤5.1计算废弃物碳排放总量：
CES＝处理量×废弃物处理排放因子
式中，CES为废弃物碳排放总量；
还包括步骤5.2单位建设用地面积排放量：
第6步骤，计算道路设施板块的碳收支状况，其包括步骤6.1计算道路设施碳排放总量：
CER＝道路路灯数×单盏路灯能耗×路灯排放因子
式中，CER为道路设施碳排放总量；
还包括步骤6.2计算单位道路面积排放量：
第7步骤，计算固碳板块的碳收支状况，其包括步骤7.1绿色空间总碳清除量：
CRG＝绿色空间面积×乔木覆盖比例×碳汇因子
式中，CRG为绿色空间碳清除总量；
还包括步骤7.2计算单位绿色空间面积碳消除量：
第8步骤，计算可再生能源板块的碳收支状况，其包括步骤8.1可再生能源总碳减缓量：
CMR＝替代能源量×替代能源的排放因子
式中，CMR为可再生能源碳减缓总量；
还包括步骤8.2计算单位建设用地面积可再生能源碳减缓量：
第四步骤：计算区域固碳比，所述的区域固碳比，为区域的总碳汇除以总碳源的比值，代表碳吸收率的情况：
式中，G为区域固碳比；CE为区域碳排放总量；CR为区域碳清除总量；CM为区域碳减缓总量；
所述的区域碳排放总量为：
CE＝CEB+CET+CEI+CEW+CES+CER
所述的区域碳清除总量为：
CR＝CRG
所述的区域碳减缓总量为：
CM＝CMR
第五步骤：将步骤四中计算所得的固碳比与步骤一确定的固碳比要求进行对比；当区域固碳比高于固碳比限值时，区域的建设方案和规划指标符合碳中和要求，按设计方案开始建设；当区域固碳比低于固碳比限值时，区域的建设方案和规划指标不符合碳中和要求，按碳中和建设策略调整设计方案和规划指标，并基于调整后的指标值再次进行区域碳收支计算和固碳比分析，直至区域固碳比高于固碳比限值。
进一步地，所述的碳中和建设策略包括空间低碳化策略，能源低碳化策略，建筑低碳化策略，交通低碳化策略，产业低碳化策略，市政低碳化策略，碳汇增强策略。
进一步地，所述的市政低碳化策略中包含水资源处理低碳化策略和固体废弃物处理低碳化策略。
与现有方法相比，本发明取得的有益效果：
1.针对区域碳中和建设目标，综合考虑区域(社区、园区、城区、城市)建筑板块、交通板块、工业板块、水资源板块、废弃物板块、道路设施板块、可再生能源板块、固碳板块碳收支状况，从“碳源”和“碳汇”两端入手，定量地计算区域的“碳排放量”和“碳吸收量”。以碳收支平衡分析为基础，给出了碳排放/碳替代/碳清除的计算方法及流程，建立了碳中和区域的评估平台。
2.针对碳中和区域，建立了一套区域碳中和建设指标体系，使碳中和区域可被理解、被测量，以期为城市的规划、建设、管理和决策提供数据支持。作为一套同时具备完整性和科学性的指标体系，一方面能够横向比较同一时间段不同区域的碳中和建设水平，以此分析各个区域的优势和短板，为不同地区间相互借鉴提供实践意义；另一方面能够纵向比较同一地区不同时间段碳中和建设的阶段水平，评价这个地区离碳中和目标还有多大差距。
3.针对碳中和区域，从碳源和碳汇两端入手，给出了一整套从空间低碳化、能源低碳化、建筑低碳化、交通低碳化、产业低碳化、水资源处理低碳化、固体废弃物处理低碳化，以及碳汇增强的建设策略，以及具体的技术方案和技术措施。
附图说明
图1为本发明一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法流程图
图2为建筑板块碳排放计算流程图
图3为交通板块碳排放计算流程图
图4为工业板块碳排放计算流程图
图5为水资源板块碳排放计算流程图
图6为废弃物板块碳排放计算流程图
图7为道路设施板块碳排放计算流程图
图8为绿色空间板块碳清除计算流程图
图9为可再生能源板块碳减缓计算流程图
图10为碳中和城市水循环系统示意图
图11为碳中和城市水资源规划技术路线图
图12为碳中和城市固体废弃物资源规划技术路线图
图13为碳收支计算报告的动态更新管理要求图
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的实施方式作进一步具体的说明。
本发明所要解决的技术问题是克服现有做法的不足，提出碳中和区域的指标体系，给出碳中和区域的建设策略，提供一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和项目计算方法。
1.提出碳中和建设目标
按照近期、中期、远期三个阶段分步实施，结合总规、控规时序布局，达到碳中和城市的路线图为：
近期，2025年，碳中和示范区初步建成，示范区固碳比达到100％；
中期，2030年，全部规划区实现优越的碳中和水平，区域固碳比达到80％；
远期，2035年，全部规划区全面实现碳中和，区域固碳比达到100％。
2.以“碳中和”为核心的控制性详细规划指标体系构建
以碳中和理念为核心提出控制性详细规划指标体系，对应区域碳收支平衡分析的分类及数据需求，控制性详细规划指标体系共分为七大类，56个指标，以引导碳中和区域控制性详细规划设计，详见表1。
表1中，单位建筑面积总终端能耗为包括了建筑的采暖、制冷、通风、照明、生活热水、用电设备的总终端能耗(用耗电量表示)；相关性表示该指标与下文第3部分区域碳收支平衡分析的相关关系，“直接”代表该指标直接参与碳收支平衡计算，“间接”代表该指标并不直接参与碳收支平衡计算，但其影响了区域的碳中和规划设计效果。
表1碳中和城市指标体系
作为补充，表2给出了以“碳中和”为核心的交通专项规划指标体系。同样地，表中的“相关性”表示该指标与下文第3部分区域碳收支平衡分析的相关关系，“直接”代表该指标直接参与碳收支平衡计算，“间接”代表该指标并不直接参与碳收支平衡计算，但其影响了区域的碳中和规划设计效果。
表2碳中和城市交通专项规划指标体系
3.区域碳收支计算方法及流程
3.1建筑板块
3.1.1计算方法及流程
新建建筑板块的活动量根据建筑面积、建筑能耗、建筑能源供应结构计算。可以采用确定分类能耗、选取排放因子的流程方法，计算出新建建筑运营过程的碳排放量。新建建筑板块的碳排放计算流程如图2。
本板块计算的新建建筑为民用建筑，包括居住建筑和公共建筑，不同建筑类型的用能强度和能耗结构有所不同，将对新建建筑按不同类型分别进行活动量参数的计算。具体划分类别如下：住宅、幼托、养老院、宿舍、办公建筑、商业建筑、教育建筑、展馆、酒店、医疗卫生建筑、体育馆。
按碳排放计算方法的流程，首先要确定活动量的大小。
建筑面积：活动量数据是基于城区控规文本和图则说明的地块面积、容积率、用地与建筑分类等相关信息而计算各用地类型的建筑面积。控规地块内可能包含一种类型建筑，也可能包含多种建筑类型，因此需根据统一的建筑类型分类进行统计，以获得各建筑类型的总建筑面积。
建筑能耗：活动水平的获得根据具体项目的建筑能效目标情况而定。对于建筑能效目标为被动式低能耗建筑的项目，单体建筑能耗由当地同类型被动式低能耗建筑的已有设计指标给出，或由有大量基础经验的单位提供；对于其他建筑节能标准的项目，各建筑类型的单位面积能耗按照节能设计的要求计算。
建筑能耗结构/能源分类：建筑单位面积能耗反映的是消费端的总能源需求，为准确计算建筑运营的碳排放量，还需要确定不同能源供应品种组成的能源供应结构，以便准确应用不同能源的排放因子确定最后总碳排放量大小。新建建筑能源结构分类可以根据建筑节能设计方案确定。
可再生能源使用量：在低碳生态发展趋势的推动下，传统的能源供应方式正在发生改变，除了市政电、气和热网的供能外，也产生了可再生能源、天然气分布式能源、余热余压能回收利用等多种能源供应方式，与传统能源一起构成了多能源互补的低碳能源供应方式。新建建筑的能源供应结构应根据专项规划文件或设计文件，确定城区内建筑一体化以及在城区内建设的分布式能源设施，计算各可再生与清洁能源供应方式和使用量。同时根据项目所在地及相关市政规划文件，确定常规的城市集中式电力供应、燃气和热力供应情况，以满足建筑用能需求。
排放因子的选取：确定了能源供应结构之后，需根据能源供应结构、使用方式等确定对应需要能源品种的排放因子参数。市政电力的消耗，采用最新发布公示的排放因子。市政燃气、热力的消耗，当无法确定其相应的排放因子时，可以根据其能源消耗量，采用标煤排放因子计算。
3.1.2与碳中和城区控规设计指标对接
本板块可以与指标体系主要对接的三个指标为：单位建筑面积总终端能耗、可再生能源贡献率、拥有混合使用功能的街坊比例。单位建筑面积总终端能耗会通过预计的建筑能效目标影响建筑的节能水平；可再生能源贡献率指标可以通过化石能源的替代使建筑排放量降低；而拥有混合使用功能的街坊比例，能适当平衡用能负荷，减少能源输送损失，进而影响新建建筑的碳排放结果。
3.1.3主要数据来源
根据新建建筑板块碳排放计算流程，需根据可以获取到的数据核算该板块的碳排放量。主要数据需要包括：新建建筑面积、单位建筑面积能耗、建筑能源结构、可再生/替代能源使用量以及各类化石能源排放因子等。
新建建筑板块的主要参考数据是单位建筑面积能耗和建筑消耗的各类能源的排放因子，其中单位建筑面积能耗是很重要的数据，实际城区中各地块建筑功能和节能水平定位不同，本节按照大量项目的实践经验，基于被动式低能耗建筑的能效标准给出参考数据。
(1)单位建筑面积能耗：以下数据为终端能耗(耗电量)，包括了建筑的采暖、制冷、通风、照明、生活热水、用电设备的总终端能耗。
住宅：40kWh/(m2·a)；
幼托：30kWh/(m2·a)；
养老院：40kWh/(m2·a)；
宿舍：40kWh/(m2·a)；
办公建筑：40kWh/(m2·a)；
教育建筑：20kWh/(m2·a)；
展馆：40kWh/(m2·a)；
酒店：40kWh/(m2·a)；
体育馆：80kWh/(m2·a)。
(2)市政电网排放因子：
取1.0tCO2/MWh。
(3)标煤排放因子：
取2.6tCO2/tce。
(4)天然气排放因子：
取1879g/Nm3。
3.1.4主要碳排放计算指标
为计算新建建筑板块的碳排放量水平，可以按以下的碳排放指标计算排放量：新建建筑碳排放总量(万tCO2/a)、不同类型建筑排放量(万tCO2/a)、单位建筑面积排放量(万tCO2/m2·a)。这些碳排放计算指标从总量、分类建筑以及排放强度上反映了新建建筑板块的碳排放量水平，便于计算其节能减排的效果。主要指标的计算方法如下：
(1)建筑碳排放总量
建筑碳排放总量＝建筑面积×单位建筑面积能耗×建筑排放因子
(2)单位建筑面积排放量
建筑排放强度的计算主要针对几类重要建筑：居住建筑、办公建筑和商业建筑等，其他占比例相对小的建筑可计算一个综合单位面积排放强度的平均值。
3.2交通板块
3.2.1计算方法及流程
交通板块的碳排放是根据碳中和城区交通总出行量(包括从城区出发到城区内外和由城区外出发以城区为终点的出行)、各出行方式的比例、各种出行方式不同能源的使用比例，确定交通板块的总能源消耗，并对能源消耗进行分类汇总，进而选取各能源种类对应的排放因子，计算总碳排放量以及其他碳排放计算指标的分析。交通板块的碳排放计算流程如图3。
计算的主要方法以城区整体产生的出行量为基础(包括从城区出发到区内和区外和由区外到达城区为终点的出行)，碳中和城区的控规必须有比较完整的交通专项规划，通过技术分析提供出行OD(出发/终点)的出行数据。
交通能源消耗需根据不同出行方式，确定不同的能源种类的消耗量，然后根据各能源的排放因子计算交通板块的碳排放量，包括要测算出行的工具、距离等，达到计算城区产生的总出行距离、不同交通工具的能耗，再计算交通的总化石燃料量，并以排放因子测算碳排放量。
3.2.2与碳中和城区控规设计指标对接
交通板块的碳排放与交通行为和交通工具用能状况都有关系，因而与碳中和城区控规设计指标体系对接的指标较多，主要有：
500m公共设施人口覆盖率：影响交通的出行方式和出行距离；
500m公共绿地人口覆盖率：影响交通的出行方式和出行距离；
拥有混合使用功能的街坊比例：可间接影响到交通出行方式和出行距离；
慢行交通路网密度：可以减少机动车出行，进而降低碳排放量；
300m公交站点人口覆盖率：反映公共出行水平。
3.2.3主要数据来源
根据交通板块碳排放计算流程，需根据以下主要数据核算该板块的碳排放量：交通总出行量、各出行方式的年出行量、各出行方式的年出行距离、各出行方式分类能耗量，以及各类化石能源排放因子。
交通板块的各数据都比较重要，应按照规划城区详细的交通专项规划获取相关数据。交通板块的碳排放计算是各类出行方式所消耗能源的碳排放，因而主要需求的参考数据是各出行方式各类能源的消耗比例、单位出行距离能耗及各类能源的排放因子。
(1)交通用能方式比例和单位出行距离能耗
取自交通专项规划。
(2)交通用能的不同能源成分的排放因子
汽油：2263g/L
柴油：2604.8g/L
液化石油气：1752g/L
天然气：1879g/Nm3
其他燃料油：2763.2g/L
混合动力：2263.1g/L
(3)交通用能的电力的排放因子
取1.0tCO2/MWh。
3.2.4主要碳排放计算指标
为计算交通板块的碳排放量水平，主要考虑以下指标的计算水准：交通年总排放量，反映区域内交通的总体排放水平；单位出行距离年碳排放量，反映各交通方式的碳排放强度。计算式如下：
(1)交通碳排放总量
交通碳排放总量＝出行距离×单位出行距离能耗×交通排放因子
(2)单位出行距离排放量
3.3工业板块
3.3.1计算方法及流程
仅考虑工业生产耗能碳排放，通过量度活动量(工业生产产值)乘以相关的能耗和排放因子计算。城区内产业按“制造业”、“电力、燃气和水的生产和供应业”、“建筑业”三种门类估算工业碳排放，见表3。
表3工业排放门类划分
计算排放量的方法是，先根据三类工业测算工业增加值(万元/a)。再以调研研究确定单位工业生产增加值能耗(tce/万元)。如果有工业利用可再生能源的数据，可以把使用可再生能源部分减除，得到化石能源使用量(万tce/a)。最后以能耗排放因子估算工业的碳排放量。工业板块的碳排放计算流程如图4。
3.3.2与碳中和城区控规设计指标对接
碳中和城区的规划建设以服务业和科研为主要产业内涵，工业板块在碳中和城区的控规设计指标体系一般没有提及，因而本板块与碳中和城区控规设计指标没有对接的要求。
3.3.3主要数据来源
根据工业板块碳排放计算流程，该板块碳排放量的计算路径是计算工业增加值总量，根据单位增加值的能耗量来确定工业板块的总能耗，同时根据相关规划设计文件或实地调研，明确可再生能源在工业中的用量，确定工业能耗中的化石能源消耗量，再选取适当的排放因子，可计算出该板块的碳排放量。主要数据包括：三大行业的工业总增加值、各行业单位增加值能耗、工业中可再生能源替代量、各行业不同能源消耗对应的排放因子。工业在碳中和示范区占比较小，且工业用能复杂，在缺少对不同行业用能方式和用能强度的相关研究数据情况下，可以工业总能耗与标煤排放因子相乘计算该板块的碳排放量。
工业板块的主要参考数据为工业单位增加值能耗及工业用能的排放因子。碳中和城区的工业部分如果是现有活动，为准确计算该板块的碳排放，可以实地调研各工厂企业的用能情况，并对各类能源分类汇总，按照相应的排放因子计算碳排放。
这里给出北京市平均的单位工业增加值能耗和标煤排放因子以作参考。
(1)工业增加值能耗：0.63tce/万元。
(2)标煤排放因子：2.6tCO2/tce。
3.3.4主要碳排放计算指标
工业板块的碳排放量计算主要从总量和排放强度上加以评定，因此相关计算指标主要有两个，工业碳排放总量和单位工业增加值碳排放量，其指标值的具体计算方法如下：
(1)工业碳排放总量
工业碳排放总量＝工业增加值×单位工业增加值能耗×标煤排放因子
(2)单位工业增加值碳排放量
3.4水资源板块
3.4.1计算方法及流程
水资源板块的碳排放量计算方法主要考虑供水(自来水和中水)和污水处理等在排水过程中能源消耗产生的碳排放量。碳中和城区内的供水构成是多元的，除市政供水外，个别地块内或建筑物内可以有多种自行供水(再生水、雨水回用)方式。这些自给供水构成的能耗占城区整体总能耗的比例很小，同时有关能耗也已统计在建筑能耗中，因此本板块的碳排放计算只考虑市政供水(包括自来水和中水)以及市政排污水处理等能耗引起的碳排放。能耗是处理设施运作和水运输的能耗，一般通过与水处理单位调研都可以取得相关数据。水资源的碳排放计算计算过程如图5。
3.4.2与碳中和城区控规设计指标对接
水资源处理是碳中和城区规划建设的主要内容，碳中和城区的控制性详细规划对水资源部分有比较多的指标要求。主要与碳排放量对接的指标有：
(1)非传统水资源利用率指标：这个指标会影响市政中水利用的比例，而市政中水与自来水的耗能和排放因子不同，因而影响到碳排放结果。
(2)场地综合径流系数、下凹式绿地率、透水铺装率：这些指标间接影响了碳中和城区的用水量或给排水设施的能耗，因此对该板块的碳排放具有一定影响。
3.4.3主要数据来源
根据水资源板块碳排放计算流程，该板块碳排放量主要与生活用水和排水总量、相关处理能耗和排放因子有关。计算生活用水/排水总量，需确定常住人口和人均用水量，以计算居住生活用水量；需要统计公共建筑面积和单位面积用水量，以计算工作人员的用水量。同时由人均污水处理量计算总污水处理排放量。
在本板块的碳排放量计算中，主要考虑市政给排水的能耗排放，因而排放因子的选取主要针对市政自来水、市政中水和市政污水排放处理的能耗碳排放因子。
本板块的主要参考数据包括居住人口人均生活用水定额、公共建筑单位面积综合用水量、给排水市政排放因子等，其中的人均或单位面积用水量和排放因子均很重要，在碳排放计算过程中建议根据相关部门调研或详细的水资源规划获得具体给排水量数据，以及给排水过程中的能耗状况，并对其能源消耗量和能源品种分类汇总，按照相应的排放因子计算。
(1)人均综合生活用水定额
最高日150L/(人·天)；
平均日110L/(人·天)。
(2)建筑单位面积综合用水量
商贸金融用地与行政办公用地3～8L/(m2·天)。
(3)污水排放系数
按当地相关用水定额的80～90％考虑。
(4)自来水供应排放因子
3.5tCO2/万m3(即0.35kgCO2/t)。
(5)市政供水排放因子
3.5tCO2/万m3(即0.35kgCO2/t)。
(6)污水排放因子
4.4tCO2/万m3，(即0.44kgCO2/t)。
3.4.4主要碳排放计算指标
水资源板块的主要计算指标包括给排水产生的碳排放总量，平均到土地利用面积上的单位建设用地排放量。计算公式如下：
(1)水资源碳排放总量
水资源碳排放总量＝给排水量×给排水排放因子
(2)单位建设用地面积排放量
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3.5废弃物板块
3.5.1计算方法及流程
废弃物板块的碳排放计算方法，是根据生活垃圾总量按不同处理方式估算其排放量，其中生活垃圾总量按照居住人口和就业人口及相应的人均垃圾产生量分别计算。由于工业生产在碳中和城区占的建设规模会很小，在碳中和城区碳排放计算方法内不考虑工业废物处理部分。考虑到不同处理方式有不同的排放影响，把回收后的生活垃圾处理方式分为：
(1)焚烧；
(2)焚烧发电；
(3)堆肥；
(4)填埋。
生活垃圾的不同处理方式对应的排放因子采用相关研究值作为参考数值，其中垃圾填埋等过程中产生的CH4、N2O等均需要折算成CO2当量(CO2e)，另外如果垃圾处理同时会发电，垃圾焚烧发电处理过程中产生的电量将折算成CO2排放量并抵消垃圾焚烧过程中产生的CO2排放量。废弃物板块的碳排放计算流程如图6。
3.5.2与碳中和城区控规设计指标对接
碳中和城区的控规指标对废弃物部分提出相关要求，因而本板块与控规设计指标的对接可以包括：
(1)日人均生活垃圾排放量：针对生活垃圾的产生，碳中和城区的控规可以指定人均生活垃圾排放率，用来指导在运营阶段有关减低固废量的目标。
(2)垃圾分类收集覆盖率：产生的垃圾能否再有效地回用，要依靠垃圾分类收集管理与分类设施的提供。一般的生活垃圾分类收集率目标可达100％。
(3)生活垃圾资源化利用率、生活垃圾无害化处理率：同样地，生活垃圾回收利用量决定了将来要运输到填埋场的垃圾量。指定高的回收率可以减低垃圾在填埋区的填埋量，因而减低温室气体排放量。
(4)建筑垃圾排放量、建筑垃圾资源化利用率、工业垃圾综合利用率：在建造过程中，建造、工业工序需要能耗，也会产生大量的建筑垃圾。能够在控规中控制建筑垃圾的排放量，可以减低垃圾填埋量。
3.5.3主要数据来源
本板块在碳排放量计算方面主要需计算废弃物总量，以及不同处理的方式应处理的量，其中废弃物产生量是根据人口和人均产生量计算。废弃物碳排放计算的主要数据有：居住人口、居民人均垃圾产生量、就业人口、就业人员人均垃圾产生量、不同处理方式对应的比例，由此计算出各处理方式的生活垃圾量。参考数据为各处理方式的排放因子。
(1)居住人口人均生活垃圾产生量
取0.8kg/(人·天)。
(2)标准卫生填埋排放因子
取2.1tCO2/t。
(3)垃圾焚烧排放因子
取0.56tCO2/t。
(4)垃圾焚烧发电排放因子
取0.32tCO2/t。
(5)生物堆肥排放因子
取0.1tCO2/t。
3.5.4主要碳排放计算指标
本板块的主要计算指标有废弃物处理碳排放总量，平均到整体建设用地上的单位用地面积碳排放量，计算方法如下：
(1)废弃物碳排放总量
废弃物碳排放总量＝处理量×废弃物处理排放因子
(2)单位建设用地面积排放量
3.6道路设施板块
3.6.1计算方法及流程
本板块道路设施的碳排放指道路照明部分。一般道路照明节能应用技术措施有：LED节能灯具、光伏电源路灯、风光互补电源路灯等。针对道路设施中道路照明部分的碳排放量，本板块计算流程如图7。
3.6.2与碳中和城区控规设计指标对接
与碳中和城区控规对接的设计指标有可再生能源路灯比例、高效节能灯具应用率、智能化控制比例。
3.6.3主要数据来源
主要参考数据有：各级道路路灯间距、单盏路灯的年能耗量及相应能源的排放因子等。
(1)各级道路路灯间距
单侧布置时，路灯高度与间距的关系：
H≥Weff，S≤3H；
H≥1.2Weff，S≤3.5H；
H≥1.4Weff，S≤4H。
双侧布置时，路灯高度与间距的关系：
H≥0.7Weff，S≤3H；
H≥0.8Weff，S≤3.5H；
H≥0.9Weff，S≤4H。
其中，Weff为路面有效宽度，m；H为路灯高度，m；S为路灯间距，m。
(2)道路照明所使用的电力排放因子
取1.0tCO2/MWh。
3.6.4主要碳排放计算指标
本板块的主要计算指标为道路设施年总排放量和单位道路面积年排放量，反映道路照明的总体节能水平和道路照明布局、用能方式的合理性等，各指标的具体计算方式如下：
(1)道路设施碳排放总量
道路设施碳排放总量＝道路路灯数×单盏路灯能耗×路灯排放因子
(2)单位道路面积排放量
3.7固碳板块
3.7.1计算方法及流程
城市绿化用地的面积以乔木树冠覆盖面积计算，可以反映出在城市绿地内能真实产生碳清除作用的绿容量。本板块主要计算乔木植林的碳清除量。测算的活动量包括各类绿地的乔木覆盖面积，计算方法是：首先统计各类绿地的面积，再从相关规划设计文件中获取各类绿地的乔木覆盖比例，进而计算出全部的乔木覆盖面积。
绿色空间包括所有在控规内的公共绿地及在不同建设用地内的附属绿地。根据调研或研究文献中关于乔木的碳汇因子参数，可以计算出碳中和城区的碳汇量和固碳能力。计算流程见图8。
3.7.2与碳中和城区控规设计指标对接
碳中和城区控规设计指标对城市各类绿地及建设用地内种植乔木提出相关要求，以乔木树冠垂直投影面积的比例作为控制指标，要求城区的绿地上有一定的乔木种植面积。碳排放计算方法对接指标包括植林地比例，反映为用地内植林地面积与绿化用地面积的比值，该指标将会影响到植林地面积的大小，而乔木的碳汇因子以植林地面积计算，因而该指标直接影响该板块的碳消除量。
3.7.3主要数据来源
本板块碳汇计算的关键数据是乔木覆盖面积和碳汇因子，对碳中和城区开发而言，乔木主要种植在城市各类绿地、建设用地的附属绿地等。
(1)各类绿色空间乔木覆盖比例
每100m2绿地上不少于3株乔木。
(2)城市树木碳消除因子
取1.12tCO2/(hm2·a)。
3.7.4主要碳清除计算指标
本板块的计算指标为绿色空间总碳消除量和单位绿色空间面积碳消除量，反映绿色空间植林强度和总体绿色空间布局的合理性，各指标的具体计算方法如下：
(1)绿色空间碳清除总量
绿色空间碳清除总量＝绿色空间面积×乔木覆盖比例×碳汇因子
(2)单位绿色空间面积碳消除量
3.8可再生能源
3.8.1计算方法及流程
可再生能源使用不产生碳排放，所以理论上碳排放计算方法不需要计算相关活动量。但可再生能源使用替代常规的化石能源，有碳减缓作用。
为了突出可再生能源的使用效应和力度，把可再生能源纳入模型中，为一独立计算内容，通过对前面各板块，特别是建筑板块的可再生能源使用量进行整合统计，进而计算城区由于可再生能源的使用而替代相应常规能源带来的二氧化碳减缓量，以确定碳中和城区中可再生能源的使用目标对二氧化碳减排的贡献。统计方法及其对应的碳减缓量计算流程如图9。
3.8.2与碳中和城区控规设计指标对接
碳中和城区的控规指标可针对能源资源利用方面提出相关要求。
本板块与控规设计指标的对接包括可再生能源贡献率。这里的可再生能源量是各个板块的汇总。碳中和城区的指标要求中，可将可再生能源的贡献率作为目标提出，并分解落实到各板块予以实施。
3.8.3主要数据来源
本板块的活动量数据均来自前面各板块(特别是建筑板块)的可再生能源计算数据，把在城区中不同空间内的可再生能源的利用数据汇总，在本板块中进行统计。按照可再生能源替代的不同常规能源种类类别，根据不同能源对应的排放因子分别计算可再生能源的碳减缓量。
3.8.4主要碳减缓计算指标
本板块的计算指标为可再生能源年总碳减缓量和单位建设用地面积年碳减缓量，反映了碳中和示范区的可再生能源使用的先进性，各指标的具体计算方法如下：
(1)可再生能源碳减缓总量
可再生能源碳减缓总量＝替代能源量×替代能源的排放因子
(2)单位建设用地面积可再生能源碳减缓量
4.碳中和区域固碳比指标计算
区域的碳排放总量为：
CE＝CEB+CET+CEI+CEW+CES+CER
式中，CE为区域碳排放总量；CEB为建筑碳排放总量；CET为交通碳排放总量；CEI为工业碳排放总量；CEW为水资源碳排放总量；CES为废弃物碳排放总量；CER为道路设施碳排放总量；
其中，建筑碳排放总量、交通碳排放总量、工业碳排放总量、水资源碳排放总量、废弃物碳排放总量、道路设施碳排放总量分别按照第3.1节至第3.6节所示方法进行计算。
区域的碳清除总量为：
CR＝CRG
式中，CR为区域碳清除总量；CRG为绿色空间碳清除总量，按照第3.7节所示方法进行计算。
区域的碳减缓总量为：
CM＝CMR
式中，CM为区域碳减缓总量；CMR为可再生能源碳减缓总量，按照第3.8节所示方法进行计算。
碳中和区域评估指标为区域固碳比，即碳汇除以碳源的比值：
式中，G为区域固碳比。
当完成区域固碳比计算后，应将其与碳中和区域的固碳比目标值进行对比。当固碳比计算值符合目标值要求时，规划方案和规划指标可以执行；当固碳比计算值不符合目标值要求时，应优化规划方案和规划指标，再次进行区域固碳比计算，直至符合固碳比目标准要求。
5.碳中和城市建设策略
碳中和作为城市建设的一项公共政策，注重物质空间层面对城市发展策略的落实，通过集约高效土地利用、能源结构优化、低碳建筑、低碳交通、低碳产业、低碳市政、碳汇系统增强等途径达到目标。要实现碳中和发展目标，就要减少对化石能源的消耗，实现其他清洁能源对化石能源的替代作用。
5.1空间低碳化策略
城市空间结构影响区域土地利用、交通体系、基础设施等方面的碳排和碳汇，低碳城市空间构建的核心在于通过合理的空间布局达到同时作用于上述三个方面的低碳发展目标的效果。空间布局低碳化的策略包括：土地的混合使用、紧凑的空间布局结构、多核心的空间结构。
(1)土地的混合使用
从规划角度来说，土地的混合使用有利于社区步行网络的建设，为居民提供多元的交流空间，有利于提高社区活力和吸引力；能够发挥土地的经济效益，有利于形成紧凑的城市空间结构；可以缩短工作和居住的距离，减少居民交通出行的时间。
从低碳建设角度来说，土地的混合使用使得区域内建筑业态一定比例混合，可以通过时间差实现区域内不同类型建筑的用能负荷错峰叠加，最大限度提高区域负荷平准化程度，从而降低区域的用能负荷；可以减少交通流量，从而降低交通能耗，实现低碳化交通。在控规编制中应对土地混合使用提出控制和引导建议，鼓励土地的混合使用。
(2)紧凑的空间布局结构
形成与公共交通廊道匹配的紧凑空间布局结构，在紧凑的用地组团之间预留绿色开敞空间，构建城市绿色生态基底。在控规编制中用地建设强度应与公共交通相互配合。
(3)多核心的空间结构
通过规划便捷和完善的服务设施，使居民通过步行解决基本生活需求，减少机动车出行。从低碳的角度来说，具有节能(减少交通流量)的优点。在控规编制中，应强调多核心的空间结构，在各空间结构内增强公共服务设施可达性，加强公共交通与公共服务设施的连接，结合公交站点设置公共服务设施；公共服务配套设施以相对集中为原则，形成合理的服务人口规模和服务半径。
5.2能源低碳化策略
能源消耗是碳排放的主要来源，因此能源的低碳化是实现区域低碳发展的重要途径。能源供给低碳化的策略包括：优化能源结构、能源梯级利用、能源微网的多向互动、储能系统的灵活应用。
(1)优化能源结构
能源供给应优化能源结构，积极推广开发应用新能源，包括太阳能、空气能、风能、地热能、生物质能、氢能等，减少碳基能源开发使用，提高新能源和再生能源在总能耗中的比重，达到减排的目的。同时，能源结构还应考虑各类用户可承受能源成本，增加规划目标弹性，控制性指标需定量提出，预期性指标可定性描述。
在街区、地块建设过程中，项目能源供给方案应集成应用位于不同空间的可再生能源，逐步建立起由风能、太阳能、浅层地热能、生物质能、氢能构成的清洁能源供应系统，实现城市驱动力由以天然气、煤为主的化石能源转变为由风能、太阳能、浅层地热能和其他可再生能源为主的清洁能源。
(2)能源梯级利用
考察区域范围内的资源禀赋，将粗放的能源利用方式转变为精细化利用。针对各种温度对口能源，实现低品位的可再生能源直接供冷供热，或通过热泵供冷供热。
尤其是对于建筑采暖、制冷的能源供应，在建筑采用被动式低能耗建筑技术策略，建筑本体对外界的能源需求已降至极低水平的情况下，寻求项目周边可供利用的低品位能源，实现温度对口能源的梯级利用，可起到变废为宝的效果，大幅度提升能源的利用效率。
(3)能源微网的多向互动
在以“碳中和”为核心目标的城市建设中，建筑不再是能源消耗者的单一角色，而是具备产能、储能、耗能等多重功能。建筑的能源产出以自用为主，余量通过能源微网上传。所谓能源微网，即分布式多能源品种(可再生能源和清洁能源)发电，多种形式能源(热、电、冷、热水)输出，电力驱动热泵，以能源总线集成热源和热汇。每一幢建筑既产能也用能或蓄能，形成多个产能节点，通过能源互联网共享资源。能源微网是一种分布式供能和分散式用能相结合的能源系统模式，集微电网、微热网、信息网三网互联，实现了产能、供能、用能、蓄能和节能相互协调统一。
(4)储能系统的灵活应用
在以电力为主体的能源微网中，必须考虑能量的储存。如何通过蓄能使负荷平准化，以及协调供应侧和需求侧要求，是智能电网中的重点技术，称为“智能电网备份”技术。将发电高峰和用热低谷时的电力，驱动热泵蓄热，在发电低谷和用热高峰时使用，是成本最低的间接蓄电技术，称为“电网交互式蓄热”。通过储能电站、储热储能系统，使能源的生产和使用脱钩，提供用能灵活性，确保供需平衡，有利于用户共享资源和设备。蓄能技术的最大社会效益就是可以充分利用电网低谷时段的廉价电力储能，从而减轻电网峰值负荷，削峰填谷。
5.3建筑低碳化策略
建筑的低碳化策略，包括在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内，减少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。本专利考虑建筑在运行期间的能耗和二氧化碳排放，包括建筑的采暖、制冷、通风、照明、生活热水制备、用电设备形成的总终端能耗和二氧化碳排放。
(1)提高建筑能效，以高能效建筑作为需求侧管理者
采用以下技术手段提高建筑能效，大幅降低建筑能耗，从而降低建筑运行碳排放：1)确保优越的建筑气密性；2)高效的外保温系统；3)高性能的外门窗系统；4)太阳能的遮蔽与利用；5)无热桥的设计理念与建筑节点构造方式；6)带有高效热回收功能的通风系统。
(2)建筑能源系统调适与持续优化
建筑能源管理是针对建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等能源使用状况，实行集中监视、管理和分散控制，实现建筑能耗在线监测和动态分析。建筑能源管理在以下关键方面实现建筑低碳化：给排水、热力、空气调节等标准化、自动化，智能电气、智能燃气、智能楼宇自动化控制管理、保温系统、集中抄表系统、小区储能管理系统等。
5.4交通低碳化策略
低碳交通旨在降低交通运行产生的碳排放，提供环境友好型的交通发展模式，低能耗、低排放、高能效是发展低碳交通的主要目标。在城市规划编制时，须大力提倡绿色交通系统，实现城市空间布局与绿色交通体系的耦合。
(1)城镇总体规划层面
空间布局规划应贯彻交通引导发展的理念，与公共交通枢纽结合构建城市中心体系，以交通减量为目的，优化空间布局，提倡用地适度、混合布局，合理提升土地开发强度。在交通体系构建方面，贯彻“以人为本、交通引导”的发展理念，强调小街区路网，落实公交优先原则，关注慢行交通，构建步行和自行车交通网络。结合交通网络和枢纽建设综合考虑用地布局，有需求的城市还应加强城市轨道交通系统的规划。
(2)控制性详细规划层面
在空间布局优化方面，一是交通引导用地布局优化，即优化调整大运量公共交通沿线的用地功能鼓励商业、居住等就业岗位多、人口密度大的用地布局，尤其是轨道站点或主要公交枢纽周边土地，应该紧凑利用；二是混合用地的设置，即在一定范围内混合布局居住、商业、办公、教育以及其他功能，通过功能的适度混合，引导“慢行尺度”出行，有效减少出行距离，提升出行效率；三是各级中心体系(公共服务设施)、学校(尤其是幼儿园、小学)等的合理布局，基本公共服务体系应使居民能够在慢行尺度内方便到达，促进交通减量。在交通组织方面，落实城市总体规划中交通引导发展的要求，深化细化道路网络，促进小街区的形成，保障公交优先和慢行友好，合理布局停车场和公交首末站等交通设施，制定分区差别化的停车调控策略。
(3)修建性详细规划层面
空间布局应在满足建设项目功能布局、环境景观要求的基础上，结合当地的公共交通组织、周边建设影响等因素，综合考虑规划地块内的总平面布局、建筑密度、建筑朝向、建筑间距、建筑高度、建筑群体空间组合等内容，使规划方案与当地公共交通条件相适应，引导低碳出行。在交通流线组织方面，应在综合考虑规划范围外部交通和内部功能分区联系的基础上，结合内部交通流线组织，妥善布局出入口和地面、地下停车设施，同时重视慢行空间的组织。
5.5产业低碳化策略
产业低碳化需要对产业现状进行分析、明确低碳产业发展目标、提出产业体系与产业用地布局等措施，形成总体规划内低碳产业规划的内容。
(1)低碳产业的规划指标
低碳产业可采用三个核心指标刻画，即用能源效率、能源碳排放强度和碳生产率。能源效率指产业产出与能源消耗的比率；能源碳排放强度指所消耗能源的碳排放与该种能源消耗量的比率；碳生产率指产业产出与碳排放量的比率。
低碳产业的基础是碳生产力的提升。碳生产力是指单位二氧化碳排放所产出的GDP。碳生产力的提高意味着用更少的物质和能源消耗产生更多的社会财富。碳生产力的另外一个表达是碳排放强度。碳排放强度是指与GDP相对应的二氧化碳排放率，即地区在一定时期内单位GDP的二氧化碳排放量。
(2)低碳产业的规划方案
低碳产业规划可以分为五个部分：
第一产业结构演化与现状分析：根据碳排放强度和碳排放密度两个指标分析各产业门类的碳排放状况；通过碳排放指标进行城市范围内的产业碳排放的空间分析，明确城市不同产业区的碳排放现状。
第二产业发展影响因素分析：以“碳中和”为核心目标，综合预测分析城市的阶段性碳排放量。
第三产业发展目标确定：通过对城市建筑、交通、市政板块碳排放增长，以及碳汇増长的预测，综合城市“碳中和”的阶段性目标，确定产业碳排放目标。
第四产业结构重构和转型：将碳排放强度和碳排放密度两个指标作为识别依据，识别出需要低碳化改造的产业；通过该两个指标的交叉对比，对需要低碳化改造的产业进行分类，包括需要空间转移的产业，需要向产业链的低碳化方向延伸的产业；而对于转移掉的产业用地，讨论承接的产业类型。
第五产业用地空间布局：通过碳排放指标的计算或预测对产业规划之后的城市产业碳排放空间分布进行模拟，并与空间分布现状进行比较，核算每个地块的产业碳排放变化，对产业碳排放目标进行检验和反馈，从而对规划进行评估和相应的调整，得到一个合理的产业空间布局。
5.6市政低碳化策略
5.6.1水资源
城市水系统包含城市内存在的自然和人工水系统。其中自然系统包括河流、地下水、湿地、河口以及邻近的海口地区。人工系统包括给水厂、输配水系统、排水管道、污水处理厂以及雨(污)水回用系统。这两个系统是相互联系、密不可分的，须对城市水系统各项要素进行统筹安排，使城市用水、排水、防洪排涝和区域水资源综合利用相协调，对河流、湿地等生态环境的完整性与城市景观和开敞空间统筹考虑，实现高质量、高保证率的供水，以及高质量的水生态环境，实现人与自然的和谐相处。
(1)碳中和城市水资源管理
碳中和城市水系统应该满足以下几个方面的特点：控制和节约饮用水；减少产、排污水量；减少城市雨洪发生频率；有效利用污水中的有用物质；尽量减少对城市自然水系统水循环的破坏。
以上关键控制点可以通过以下技术措施实现：控制和节约饮用水的需求量可以通过节水、雨水和污水利用来实现；减少产、排污水量可以通过减少用水量和污水回用来实现；减少城市雨洪可以通过雨水的就地收集利用等措施实现；污水中有用物质如氮、磷的回收利用，可以采用分流处理的方式实现。
水资源管理在低碳生态城市规划中是重要内容，主要理念是按照综合生态循环原理，对供水、污水处理、再生水利用、雨水洪水管理等，达到减低资源消耗、循环利用和减低排放的目的。
(2)碳中和城市水资源规划目标
水资源的规划目标是以节水为核心，不断推进水资源的优化配置和循环利用，并构建安全、高效、和谐、健康的水系统。通过对雨水、再生水等非常规水资源进行综合利用与合理配置，坚持分质供水和梯级利用的思想，从而达到规划目标，实现水资源利用的可持续发展。
(3)水资源节约利用
碳中和城区内建筑节水主要通过节水器具和节水装置来实现。节水型生活用水器具主要包括节水型水龙头、节水沐浴器、节水便器及节水便器系统、节水型洗衣机和自感应冲洗装置等。节水器具的使用应达到一定标准，如日人均生活耗水量不超过110L等。同时利用水价反映节水效应，对居民用水户人均日用水量超过110L的部分实行阶梯水价制度。
(4)水资源循环利用
水循环系统主要包括取水、用水、排水这三个子系统，各子系统又包括不同的内容。按照水源类型的不同，取水子系统主要包括地表水、地下水、外调水、再生水、雨水等；按照用水对象的不同，用水子系统主要包括居民生活用水、工业用水、城市杂用水、生态环境用水等；根据用水对象排水方式不同，排水子系统又与取水、用水子系统有机结合形成一个网络，充分体现了“碳中和”城市水资源多元化的合理配置，如图10所示。
(a)再生水利用
再生水又称中水，是指城市污水和废水经适当净化处理，水质改善后达到国家城市污水再生利用标准，满足某种使用要求，可以在一定范围内进行有益使用的水。再生水在碳中和城市主要用于工业和城市杂用水，如绿化灌溉、道路广场浇洒、车辆冲洗、公建冲厕、区内水体的生态补水等。
(b)雨水收集
雨水收集利用指将收集的雨水经过一定处理达到某种水质后再利用的过程。雨水利用一般包括直接利用和间接利用两种技术措施。雨水的直接利用是指，将渗透饱和后的雨水集中收集后进行社会循环，一般应用于降雨较充沛的地区；雨水的间接利用是指，通过将雨水直接渗透到地下来增加土壤的相对含水量，主要是利用雨水的自然循环。
根据碳中和城市的地理环境、气候降水等特点，在进行雨水利用系统规划时，应将直接收集利用和间接渗透利用两种技术有机结合起来，考虑不同地区的具体情况和特点，采用经济合理的雨水利用方式。
(c)优化景观绿地及其灌溉系统
碳中和城区内以自然生态景观为主，通过植物种植、卵石散布等方式达到美化环境的目的，同时起到回收并且净化雨水的作用。在景观用水方面，应尽量使用经过收集处理的雨水、废水等非传统水源，水质应达到景观用水标准。景观灌溉应采用喷灌、微灌、渗灌等比较节水的技术措施，根据气候的变化调节控制器或者采用温度传感器来节约景观灌溉喷水量，同时还应加强景观绿地灌溉节水管理措施，以规范景观绿地灌溉方式和灌溉时间的限制。
(d)雨洪管理规划
碳中和城市面对的一个重要水资源管理问题是雨洪管理。生态雨洪规划中有传统雨水管网、最佳管理实践、低影响开发三个不同的技术与管理方法。
①传统方式是将雨水尽可能快地排入雨水管网，之后进入附近的水体。这样做虽然解决了场地的雨水问题，但是给下游水体的行洪带来了压力，径流中大量的污染物导致了下游水体的污染。
②最佳管理实践是通过收集、短时地储存或引导雨水按照设计流速渗透进土壤和下游的雨水设施，以达到减少径流、污染物及降低流速的目的，相对于传统的雨水管网系统有着明显的优势。
③低影响开发是在最佳管理实践基础上发展起来的新型雨洪管理措施，首要目标是维持或模拟场地开发前的水文特征，使自然水循环不会因开发受到影响。通过分散的、小型的设施采用源头控制的手段将雨水吸纳在产生的地点，并且要求尽量多地利用场地中现有的景观。
(5)碳中和城市水资源规划措施
在控规编制中，实现水资源可持续性主要有以下措施：
(a)水环境保护
加强场地内湿地和河流生态修复与重建，对污水和固废污染提出控制要求，完善地表水源涵养系统，减少地表径流，形成良好的水生态环境。
(b)水资源节约利用
大力推广节水知识，提高节水型器具普及率，减少管网漏损率。
(c)水资源循环利用
包括再生水利用和雨水利用。雨水利用又包括了雨水收集利用技术和雨水入渗技术，雨水入渗技术包括下凹式绿地、透水地面等措施，增加雨水渗透量，增强雨水和地下水涵养，减轻排水系统负荷和减少高峰期雨水径流量，改善排水状况。
“碳中和”城市水资源规划技术路线见图11。
5.6.2固体废弃物
(1)碳中和城市固体废弃物资源规划要求
固体废弃物包括生活垃圾、工业垃圾、建筑垃圾、医疗垃圾等。传统处置方式包括填埋法、堆肥法和焚烧法等。碳中和城市对垃圾的管理不仅限于对废物的处理，而是从废物的产生、收集、运输、贮存、再利用、处理直至最终处置实施全过程一体化管理，把被动的废物末端处理转移到主动的防止废物产生上来。
(2)碳中和城市固体废弃物资源规划措施
固体废弃物利用应遵循“无害化、资源化、减量化”原则，加强废物分类收集、固体废弃物综合处理和循环利用。在控规编制中，对垃圾分类收集、固体废弃物的综合处理等提出控制要求。碳中和城市固体废弃物资源规划技术路线见图12。
5.7碳汇增强策略
(1)陆地生态碳汇系统
不同植物在相同垂直投影面积下对二氧化碳的汇聚和吸收效果有很大差异，其中由乔木、灌木、花草密植混种的生态复合层为1200kg/m2，大乔木为900kg/m2，灌木为300kg/m2，草坪为20kg/m2。不同气候区植物分布状况相差较大，不同乔木灌木的碳汇作用也不同。因此在植物配置上，鼓励种植树木，提倡种植乡土树种，通过乔、灌、草相结合的自然、生态稳定的绿化碳汇体系，增加碳汇能力。
在土地利用、建筑设计、园林设计中应鼓励屋顶绿化、墙面绿化与地面绿化相结合的立体绿化形式，既增加了绿地量，美化城市景观，又能够提升碳汇能力，减少热岛效应，改善街区微气候，提高环境效益。
(2)水域多元碳汇系统
结合区域内的景观水体采用人工湿地强化处理技术，去除水体污染的同时也增强了碳吸收能力。
(3)技术碳汇系统
包括二氧化碳捕捉与埋存(CCS)以及生物固碳技术。
6.基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法和规划指标体系构建的核心理念
从“碳源”和“碳汇”两端入手，定量地计算某一特定区域的“碳排放量”和“碳吸收量”，以碳收支分析为基础，确定区域“碳排放量”和“碳吸收量”的比例，并判断该比例是否符合设定的区域碳中和目标。如果通过该区域的规划指标得到的碳吸收率(固碳比，即碳汇除以碳源的比值，代表碳吸收率的情况计算值)计算值，符合该区域的碳中和目标值，那么说明该区域的规划指标设计值达到碳中和要求，可以予以实施；如果通过该区域的规划指标得到的碳吸收率(固碳比，即碳汇除以碳源的比值，代表碳吸收率的情况计算值)计算值，不符合该区域的碳中和目标值，那么说明该区域的规划指标设计值未达到碳中和要求，应按照以“碳中和”为核心的建设策略予以调整，直到区域的碳吸收率计算值符合该区域的碳中和目标值。
因此，以“碳中和”为核心的城市规划指标体系构建，具备以下特点：
(1)指标体系中的设定指标，应能够与区域的碳收支计算相结合。即区域的碳收支计算参数，应该能够从规划指标中获取；通过各规划指标及其赋值，应该能够直接实施碳收支分析。
(2)以“碳中和”为核心的城市规划指标体系，是结果导向的指标体系，即考察指标体系赋值的唯一条件是是否满足该区域设定的固碳比。指标体系不对某一指标赋值进行限制性规定(但应满足其他国家现行规范和标准要求)，指标体系的赋值也不是唯一性的，即某一项指标可以降低要求，但应提高其他指标要求，以便符合最终的碳中和目标。指标体系赋值应是建立在不同情景碳收支分析结果上的最优化的平衡性的选择。
7.碳中和城区的高能效建筑全过程质量控制
区域内建筑实现高能效目标，是区域实现碳中和的重要保证措施。碳中和区域内建筑宜采用被动式低能耗建筑技术手段，实现建筑的超低能耗性能。被动式低能耗建筑须采取过程控制的方式，以全过程质量控制的手段作为核心。控制流程见表4。
表4被动式低能耗建筑的全过程质量控制流程
8.碳中和城区建设的全过程质量控制
碳中和城区的碳排放评估以法定控制性详细规划阶段方案深度作为基础依据。但碳中和城区在不同的管理审批决策阶段有不同的方案深度提升(例如土地出让合同、修建性详细规划方案编制、建筑设计方案、施工图等)，而活动量和具体空间布局(例如建筑面积与功能布局等)会有所调整。为了使管理单位可以把握方案优化和调整对城区的碳排放量的影响，碳排放评估工作应该在不同的节点作出动态更新报告。建议可以有4次的动态更新报告。
(1)在控规编制阶段，必须将明确的碳中和规划建设要求(例如建筑节能、可再生能源利用、节水、非传统水利用、绿色出行、绿地空间、垃圾处理等)纳入控规文本和图则中，在碳中和示范区规划方案里体现。同时针对控规阶段的方案进行碳排放评估和报告编写。
(2)在地块土地出让阶段，碳中和规划建设要求以规划条件方式作为地块土地出让的附带条件，同时也根据最后跨部门协商确定的土地出让条件，动态更新碳排放评估报告。
(3)在建设单位得到部分土地的使用权后，随着各地块的使用权出让和建设单位开展进一步的设计工作时，个别的地块或小区会有修建性详细规划方案的编制，建筑的基本布局、功能、绿地布局等都会在这一阶段制定。建议根据修规方案动态更新碳排放评估报告。
(4)在施工阶段完结，各项建设竣工，原来的控规方案与碳中和规划建设要求可能会被调整，需要再更新碳排放评估报告，评价对碳中和示范区的整体动态累计影响。
碳中和区域的碳收支评估报告的动态更新管理流程，如图13所示。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤：提出城市或城区的碳中和建设目标，即区域的固碳比限值要求；
第二步骤：确定第一量表，所述的第一量表为区域碳中和建设的七类控制性详细规划指标，包括56个细化指标；所述的七类控制性详细规划指标为空间板块控制性详细规划指标，能源板块控制性详细规划指标，建筑板块控制性详细规划指标，交通板块控制性详细规划指标，工业板块控制性详细规划指标，市政板块控制性详细规划指标，生态板块控制性详细规划指标；
第三步骤：基于第一量表中的数据进行区域的碳收支计算，所述的碳收支计算包括如下8个步骤：
第1步骤，计算建筑板块的碳收支状况，其包括步骤1.1计算建筑碳排放总量：
CEB＝建筑面积×单位建筑面积能耗×建筑排放因子
式中，CEB为建筑碳排放总量；
还包括步骤1.2计算单位建筑面积排放量：
第2步骤，计算交通板块的碳收支状况，其包括步骤2.1计算交通碳排放总量：
CET＝出行距离×单位出行距离能耗×交通排放因子
式中，CET为交通碳排放总量；
还包括步骤2.2计算单位出行距离排放量：
第3步骤，计算工业板块的碳收支状况，其包括步骤3.1计算工业碳排放总量：
CEI＝工业增加值×单位工业增加值能耗×标煤排放因子
式中，CEI为工业碳排放总量；
还包括步骤3.2单位工业增加值碳排放量：
第4步骤，计算水资源板块的碳收支状况，其包括步骤4.1计算水资源碳排放总量：
CEW＝给排水量×给排水排放因子
式中，CEW为水资源碳排放总量；
还包括步骤4.2单位建设用地面积排放量：
第5步骤，计算废弃物板块的碳收支状况，其包括步骤5.1计算废弃物碳排放总量：
CES＝处理量×废弃物处理排放因子
式中，CES为废弃物碳排放总量；
还包括步骤5.2单位建设用地面积排放量：
第6步骤，计算道路设施板块的碳收支状况，其包括步骤6.1计算道路设施碳排放总量：
CER＝道路路灯数×单盏路灯能耗×路灯排放因子
式中，CER为道路设施碳排放总量；
还包括步骤6.2计算单位道路面积排放量：
第7步骤，计算固碳板块的碳收支状况，其包括步骤7.1绿色空间碳清除总量：
CRG＝绿色空间面积×乔木覆盖比例×碳汇因子
式中，CRG为绿色空间碳清除总量；
还包括步骤7.2计算单位绿色空间面积碳消除量：
第8步骤，计算可再生能源板块的碳收支状况，其包括步骤8.1可再生能源碳减缓总量：
CMR＝替代能源量×替代能源的排放因子
式中，CMR为可再生能源碳减缓总量；
还包括步骤8.2计算单位建设用地面积可再生能源碳减缓量：
第四步骤：计算区域固碳比，所述的区域固碳比，为区域的总碳汇除以总碳源的比值，代表碳吸收率的情况：
式中，G为区域固碳比；CE为区域碳排放总量；CR为区域碳清除总量；CM为区域碳减缓总量；
所述的区域碳排放总量为：
CE＝CEB+CET+CEI+CEW+CES+CER
所述的区域碳清除总量为：
CR＝CRG
所述的区域碳减缓总量为：
CM＝CMR
第五步骤：将步骤四中计算所得的固碳比与步骤一确定的固碳比要求进行对比；当区域固碳比高于固碳比限值时，区域的建设方案和规划指标符合碳中和要求，按设计方案开始建设；当区域固碳比低于固碳比限值时，区域的建设方案和规划指标不符合碳中和要求，按碳中和建设策略调整设计方案和规划指标，并基于调整后的指标值再次进行区域碳收支计算和固碳比分析，直至区域固碳比高于固碳比限值。
2.根据权利要求1所述的一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，其特征在于：所述的碳中和建设策略包括空间低碳化策略，能源低碳化策略，建筑低碳化策略，交通低碳化策略，产业低碳化策略，市政低碳化策略，碳汇增强策略。
3.根据权利要求2所述的一种基于碳收支平衡分析的区域碳中和计算方法，其特征在于：所述的市政低碳化策略包含水资源处理低碳化策略和固体废弃物处理低碳化策略。
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