2022年8月3日上午，在“2022（第二十屆）水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司總工程師鄭興燦，圍繞“雙碳戰(zhàn)略下市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展理念與路徑探討”，以團隊多年研究進展為基礎(chǔ)，系統(tǒng)闡述了市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運維的碳減排、碳中和技術(shù)路徑及發(fā)展方向。

2020年，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會作出碳達峰、碳中和“3060”目標的承諾。雙碳目標隨后也被寫入“十四五”系列規(guī)劃中，如何實現(xiàn)雙碳目標也成為國家、行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的必選思考題。除去能源、建材、化工等工業(yè)領(lǐng)域外，城鎮(zhèn)空間作為碳減排的重要部分與碳匯載體，如何耦合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運維和雙碳目標要求，成為難題挑戰(zhàn)與新生機遇。

2022年8月3日上午，在“2022（第二十屆）水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司總工程師鄭興燦，圍繞“雙碳戰(zhàn)略下市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展理念與路徑探討”，以團隊多年研究進展為基礎(chǔ)，系統(tǒng)闡述了市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運維的碳減排、碳中和技術(shù)路徑及發(fā)展方向。

鄭興燦

城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施碳減排的必要性

鄭興燦表示，在碳減排發(fā)展中，城鎮(zhèn)是“雙碳”目標的主陣地之一，城鎮(zhèn)碳排量占比高達60%以上，要實現(xiàn)城鎮(zhèn)碳減排、碳中和的目標，就需要打造藍綠空間、低碳空間以及相應的綠色低碳高質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施。

在以往的城鎮(zhèn)碳減排概念中，對城鎮(zhèn)的空間限定在設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)，其實具有局限性。以住建部發(fā)布《關(guān)于推進開發(fā)性金融支持縣域生活垃圾污水處理設(shè)施建設(shè)的通知》等系列文件中，都以“城鄉(xiāng)”稱呼城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村空間。因此，要打造城鎮(zhèn)藍綠、低碳空間，首先要將空間的范圍進一步擴大，讓城鎮(zhèn)空間延伸并覆蓋鄉(xiāng)村空間，統(tǒng)稱為城鄉(xiāng)空間，讓市政基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)于全社會、全體民眾。

在城鄉(xiāng)一體的空間體系中推進碳減排工作的核心目標是在內(nèi)外部互聯(lián)空間中打造舒適、宜居、優(yōu)美的整體環(huán)境。因此，要實現(xiàn)城鄉(xiāng)的碳減排目標，就離不開在空間上對生產(chǎn)、生活、生態(tài)環(huán)境要素的規(guī)劃，而空間規(guī)劃的落地實施則依賴于多樣化且具有創(chuàng)新驅(qū)動力的城鄉(xiāng)設(shè)計，接續(xù)的工作是各類設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和運維服務(wù)。正因如此，如何在碳減排的需求下，展開城鄉(xiāng)空間規(guī)劃成為難點。

鄭興燦解釋，城鎮(zhèn)居民是市政環(huán)境的受體，除去環(huán)境外，能源、交通、建筑等也是龐大城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的重要組成部分。城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)生于多樣又復雜的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，容易造成大量資源、能源的消耗。其過程基本表現(xiàn)為：城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活基礎(chǔ)設(shè)施通過環(huán)境介質(zhì)跟大氣、水、土壤交互，進行質(zhì)量、動量和熱量的傳遞，能源資源的聚集性輸入與消耗，必然會產(chǎn)生大量的排泄物與廢棄物、有毒有害污染物等，流入或者滲透到水體、土壤以及大氣中，污染自然環(huán)境，影響生態(tài)系統(tǒng)，并且產(chǎn)生諸如洪災、澇災、旱災、霧霾、極端氣候等問題等。

在城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活基礎(chǔ)設(shè)施消耗資源能源的過程中，除了二氧化碳直排帶來的碳排放問題外，市政系統(tǒng)還會帶來非二氧化碳溫室氣體排放的碳排放問題。其中包括城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活設(shè)施在生產(chǎn)制造過程中資源能源的聚集性輸入帶來的直接污染物、甲烷散逸排放、氧化二氮排放以及熱量排放。

因此，在城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施中開展碳減排工作是雙碳目標逐步達成的主戰(zhàn)場之一，是城鄉(xiāng)實現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的生命線和重要載體。

綠色市政背景下低碳高質(zhì)量發(fā)展的基本理念

在總結(jié)國際和國內(nèi)先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，鄭興燦表示，2017年我們提出市政基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展理念，圍繞工程設(shè)計、建設(shè)、運維以及管理，梳理出市政基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展理念中包含的五個基本定位：

1. 安全：安全是最基礎(chǔ)的保障，沒有安全也就失去意義。近幾年連續(xù)高發(fā)的燃氣爆炸、下水道氣體中毒、水源污染飲用水停供、城市嚴重內(nèi)澇等事故與災害，都凸顯市政系統(tǒng)中安全的重要性；

2. 高效：高效在一定程度上意味著市場競爭力，高效也是企業(yè)生存的必要；

3. 低碳：低碳代表著國家30·60戰(zhàn)略目標要求，踐行社會與國際責任；

4. 生態(tài)：生態(tài)是社會發(fā)展的需求，美麗中國、美麗城市、美麗鄉(xiāng)村的基礎(chǔ)；

5. 智慧：智慧能夠為用戶提供優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，是安全、高效、低碳和生態(tài)的有力保障與強力支撐，是各類運維服務(wù)企業(yè)的軟實力標志。

在復雜關(guān)聯(lián)的市政基礎(chǔ)設(shè)施體系中，環(huán)境、能源和交通設(shè)施是核心的板塊，需要進行有效的關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)不僅是內(nèi)部關(guān)聯(lián)，還包括外部關(guān)聯(lián)。

1.外部關(guān)聯(lián)是從城市或城鄉(xiāng)整體角度出發(fā)，以空間為基本載體，景觀作為基本紐帶，智慧作為聯(lián)絡(luò)過程，形成藍-綠-灰的密切結(jié)合及動態(tài)融合（綠指綠色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括海綿、綠地；藍指藍色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括水體、水系、濕地；灰指灰色基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括廠站、管線、終端）的體系。

在外部關(guān)聯(lián)上，鄭興燦強調(diào)以往認知誤區(qū)下的關(guān)聯(lián)體系構(gòu)建中，要么過度強調(diào)灰色設(shè)施、忽視與藍-綠設(shè)施的融合，要么過度強調(diào)藍-綠設(shè)施的作用，相應減少灰色設(shè)施的增量。但其本質(zhì)并非如此，在藍-綠設(shè)施及功能增強的過程中，灰色設(shè)施也要相應增加，而不是弱化。因為灰色基礎(chǔ)設(shè)施是廠站、管線、服務(wù)終端，這些設(shè)施的核心功能是切實保障城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活的正常、穩(wěn)定與安全；

2.內(nèi)部關(guān)聯(lián)需要從不同設(shè)施之間的內(nèi)部聯(lián)系角度加以考慮，當前探討的主要問題是空間、設(shè)施、環(huán)境資源的共享，綠-藍-灰基礎(chǔ)設(shè)施之間的數(shù)字孿生體系及構(gòu)成方式。綠-藍-灰基礎(chǔ)設(shè)施及數(shù)字孿生體系構(gòu)建的核心指標及功能屬性，是如何切實確保市政基礎(chǔ)設(shè)施及運維服務(wù)的安全、高效、低碳、生態(tài)、智慧。

其中，與安全、高效密切關(guān)聯(lián)是如何具備行業(yè)引領(lǐng)作用，企業(yè)在行業(yè)引領(lǐng)過程中能夠提供高效、智慧化的服務(wù)，通過設(shè)施功能保障、功能提升和工程彈性韌性的提升，充分體現(xiàn)安全前提下的高效；而高效運維與經(jīng)濟社會發(fā)展、市場競爭力提升是密切關(guān)聯(lián)的。

如下圖所示，安全指標的另一端連接低碳，意味著實現(xiàn)節(jié)約循環(huán)和低碳低耗，但低碳不意味系統(tǒng)效率降低，相反地，低碳能夠促使系統(tǒng)效率和相應功能的提升。對于生態(tài)指標，不僅意味著只保護生態(tài)環(huán)境，改善人居環(huán)境，更多的是從生態(tài)保護出發(fā)，提倡自然共生，進行基于生態(tài)的價值創(chuàng)造，只有實現(xiàn)價值創(chuàng)造才能真正實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展，才能得到廣泛一致的認可與支持。

鄭興燦表示，綠色市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展理念是“藍-綠-灰融合”，即以智慧為聯(lián)絡(luò)、空間為脈絡(luò)、景觀為紐帶，通過綠色基礎(chǔ)設(shè)施（海綿、濕地）、景觀基礎(chǔ)設(shè)施（綠地）、藍色基礎(chǔ)設(shè)施（水體、濕地）、市政基礎(chǔ)設(shè)施（灰色）、智能數(shù)字孿生系統(tǒng)的有效融合，實現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

綠色市政理念引領(lǐng)下，城鄉(xiāng)水環(huán)境體系的碳減排、碳中和路徑

鄭興燦表示，綠色低碳高質(zhì)量城鄉(xiāng)水環(huán)境建設(shè)中，需要匹配優(yōu)質(zhì)的供水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、水體系統(tǒng)、環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、土壤系統(tǒng)等。各個系統(tǒng)融合的基礎(chǔ)是空間、管線、景觀、資源四大要素，四個要素相互影響和干預，構(gòu)成城鄉(xiāng)環(huán)境影響要素，實現(xiàn)低碳高質(zhì)量發(fā)展就要考慮以下問題：

就空間要素出發(fā)，要考慮空間集約、設(shè)施共享共建問題，其中設(shè)施的共享共建較為困難，但是后續(xù)仍要加大力度持續(xù)推進；

就管線要素出發(fā)，管線帶來問題直指共享共建，管線中出現(xiàn)共享共建的概率較大，需要考慮的問題是管線交錯、管線共享中的空間沖突、鄰避效應以及高效轉(zhuǎn)輸?shù)葐栴}；

就資源要素出發(fā)，要考慮資源能源的高效利用與回收問題，例如污水資源化、雨水綜合利用、水源熱泵技術(shù)應用、新能源與多能互補等；

就景觀要素出發(fā)，要考慮的問題是如何保障市政基礎(chǔ)設(shè)施功能屬性的同時（例如河道泄洪排澇、水體調(diào)蓄），保障景觀美學并具備生態(tài)提升功能。

在厘清綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的城鄉(xiāng)水環(huán)境需要面臨的問題后，圍繞水資源高效開發(fā)與循環(huán)利用，可以明確飲用水、雨水、污水是實現(xiàn)城鄉(xiāng)水環(huán)境綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵切入點。

鄭興燦指出，水資源系統(tǒng)中要保證飲用水的安全，并解決雨水、污水處理和資源化問題。就目前發(fā)展趨勢來看，實現(xiàn)污水全收集、全處理、資源化是未來水環(huán)境治理發(fā)展的主要目標。尤其是在一些城市人口高度密集的區(qū)域，全收集、全處理以及資源化也是必然目標之一。在明確的目標下，通過生態(tài)、海綿設(shè)施等，才能實現(xiàn)城鄉(xiāng)水環(huán)境“有水，有魚，可游泳，水系連通，保安全”，這正是在《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中藍綠交融、多源多級補活水的體現(xiàn)。

在明確城鄉(xiāng)水環(huán)境系統(tǒng)綠色低碳發(fā)展理念、問題以及目標后，鄭興燦從城市水資源、城鎮(zhèn)污水、城市固廢、綜合交通、綜合能源、數(shù)字市政智能管理等方面系統(tǒng)闡述碳減排來源和碳匯途徑，以其中的城鄉(xiāng)水環(huán)境系統(tǒng)為例：

從雨污系統(tǒng)出發(fā)，雨污水系統(tǒng)的提質(zhì)增效和雙碳目標的達成具有一致性。鄭興燦表示，在自來水廠、雨水系統(tǒng)、海綿設(shè)施、污水設(shè)施等環(huán)節(jié)中均有甲烷、氧化亞氮、二氧化碳的排放，這是碳排的過程，實現(xiàn)碳減排和碳匯也需要從甲烷、氧化亞氮、二氧化碳的排放控制入手。如天然濕地系統(tǒng)很可能是碳排過程，如果人工干預天然濕地系統(tǒng)，或人工構(gòu)建景觀濕地生態(tài)系統(tǒng)，控制屬性人為改變，就能夠形成碳匯。

從污水系統(tǒng)出發(fā)，污水資源化中存在不同的碳減排路徑，其核心是通過控制污水管網(wǎng)系統(tǒng)中甲烷的產(chǎn)生與逃逸，通過污水的深度凈化處理及工藝過程中氧化亞氮與甲烷產(chǎn)生量控制，以及再生水景觀環(huán)境利用、水源熱泵及太陽能利用、氮磷/礦物/有機質(zhì)回收等途徑達到碳減排目的。

從環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)出發(fā)，實現(xiàn)碳減排和碳中和需要包括前端、中端以及末端三個過程，從源頭分類減量、過程資源循環(huán)、末端能源回收。在源頭分類收集過程中完成資源回收，對濕垃圾進行生物處理，形成甲烷和肥料，實現(xiàn)濕垃圾的資源化和能源化利用；對其他垃圾進行焚燒處理，焚燒產(chǎn)物形成建材材料、陶瓷等完成資源化利用，焚燒產(chǎn)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能，完成能源化利用。

鄭興燦提及，綠色市政基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展理念在天津中新生態(tài)城的建設(shè)中持續(xù)實踐與提升，取得非常顯著的成效，實現(xiàn)了新型水環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)、非常規(guī)水協(xié)同利用、景觀生態(tài)功能恢復、地表水Ⅳ類標準和濕地零損失。

綠色市政理念引領(lǐng)下，市政交通體系的碳減排、碳中和路徑

鄭興燦表示，綠色低碳的市政交通體系需要依靠低碳高效市政交通網(wǎng)絡(luò)和安全長壽基礎(chǔ)設(shè)施有機結(jié)合。同樣，在綠色低碳高質(zhì)量的市政交通系統(tǒng)中，需要匹配優(yōu)質(zhì)的軌道交通系統(tǒng)、隧道系統(tǒng)、道路系統(tǒng)以及橋梁系統(tǒng)。

例如，以一般區(qū)域平面交叉、核心區(qū)域立體交通、地下空間綜合利用、一站出行無縫銜接系統(tǒng)性的布局，讓車輛、能源、交通、設(shè)施之間形成動態(tài)平衡。

對于市政能源體系中的城鎮(zhèn)燃氣與供熱系統(tǒng)，要實現(xiàn)碳減排和碳中和，需要讓化石能源向可再生能源過渡，改變供熱能源結(jié)構(gòu)、提高低碳熱源占比，提高熱網(wǎng)調(diào)節(jié)性能、降低熱網(wǎng)回水溫度，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從需求側(cè)高效利用天然氣， 從而推動碳減排和碳中和。

在發(fā)言臨近尾聲，鄭興燦強調(diào)，在所有的市政基礎(chǔ)設(shè)施管理中要充分利用數(shù)字化、信息化及智能化手段實現(xiàn)智慧管理等。借助智慧市政的系統(tǒng)架構(gòu)，在信息安全體系、標準規(guī)范體系下搭建應用層、數(shù)據(jù)層以及感知層，才能讓市政系統(tǒng)在智慧化應用下操作更加可控、規(guī)范以及科學。通過智慧，變得更加便捷、簡單和高效，智慧是把復雜系統(tǒng)簡單化，而不是更加復雜化。

最后，鄭興燦提出，綠色低碳市政基礎(chǔ)設(shè)施理念在雄安新區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)中也得到了應用和體現(xiàn)，其團隊牽頭編制的《雄安新區(qū)工程建設(shè)關(guān)鍵質(zhì)量指標體系：市政公用工程》DB1331/T 025.2—2022已經(jīng)發(fā)布。未來將進一步結(jié)合全國各地市政基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計建設(shè)與運維服務(wù)提升，結(jié)合市政設(shè)施的全生命周期評價，創(chuàng)新融合并形成更加完整的綠色市政發(fā)展體系，希望未來綠色低碳市政理念能夠深耕拓展，并廣泛實踐，在全國各級城市都能看到綠色市政基礎(chǔ)設(shè)施理念的成效。