绿色智慧城市的构想-浙江大学研讨报告

绿色智慧城市的构想绿色智慧城市的历史脉络针对城市规模、城市布局、城市人口和城市绿化等城市发展中出现的一系列问题，1898年，霍华德在《明日的田园城市》一书中提出理想城市应兼具城乡优点，对城市发展和城市规划起到了重要的启蒙作用。随后，建立生态城市的理念得到了广泛的关注。生态城市思想提出以后，世界一些城市开展了有关的示范建设。美国加州伯克莱实施了生态城市计划，其理念和做法在全球产生了广泛影响；新加坡已建成举世公认的花园城市和生态型城市；澳大利亚的哈里法克斯生态城项目提出了“社区驱动”的生态城市开发模式；巴西的库里蒂巴以可持续发展的城市规划典范享誉全球，其公交导向式的交通系统革新与垃圾循环回收项目、能源保护项目等荣获国际大奖；日本的九州市从上世纪90年代初开始进行以减少垃圾、实现循环型社会为主要内容的生态城市建设，力图实现地区废弃物整体排放为零的构想；德国Erlangen市采取多种节地、节能、节水措施修复生态系统，进行综合生态规划；等等。IBM在此基础上推出了重大社会发展理念：智慧地球(SmartPlanet)。它认为世界的基础结构正在向智慧的方向发展，可感应、可度量的信息源无处不在(Instrumented)，互联网的平台让这一切互联互通(Interconnected)，让一切变得更加智能(Intelligent)。“智慧地球”是由智能化的各个行业、各个社会层面、各个组织机构甚至个人组成的，并且基于飞速发展的信息、网络和计算技术，可以创造出更有智慧的行业甚至更有智慧的地球。随着世界城市化、全球经济一体化和服务型经济的发展，城市在发展过程中获得了经济、政治和科技文化等方面的更多控制权。城市的经营、组织以及交通、水、能源和通讯等核心基础设施系统正在被整体定位；城市环境、公用事业、城市服务、公民和产业发展，可以充分利用信息通信技术(ICT)进行智慧地感知、分析、集成，能够应对地方政府在行使经济调节、市场监管、社会管理和公共服务职能中的相关活动的需求，创造一个更好的生活、工作、休息和娱乐环境，使城市变得更加“智慧”，并实现持续的繁荣。为此，IBM提出了智慧城市的崭新理念，并与广东省信息产业厅签署了战略合作备忘录。针对珠三角地区的特色，IBM将利用全球资源，在医疗、人才培养、电子商务、物流、水资源管理等方面为实现政府目标提供服务，通过现代信息产业基地与国际电子商务中心的建设、信息化与工业化的融合、便捷高效的信息网络体系的构建，实现与广东省政府共建“数字广东”、提供“智慧城市”的解决方案，推进“珠江三角洲区域经济一体化”。IBM与广东省信息产业厅的合作项目涵盖了医疗、电子政府、电子商务、服务外包、工业化和信息化融合、水环境管理、网络工程建设、节能减排和物流信息平台等众多领域，涉及的合作单位包括政府、企业、科研机构和高等院校。其中，广州地铁正在与IBM进行建设智慧交通系统的全面合作，以提高广州市公共交通的安全性和可靠性，减少市内的交通延误、碳排放和燃料消耗；广东省中医院和IBM共同启动了临床科研信息整合平台，目标是形成以患者为中心的住院病人全面信息整合平台，实现医院各个科室之间复杂医疗数据的整合和信息的共享，让患者的“电子健康档案”真正发挥效用。然而，智慧城市只是利用智能技术为城市发展提供了新的手段，并没有倡导城市“成为人类美好生活地方”的先进城市发展理念，不能充分挖掘和利用人力资源，提高市民的素质。虽然智慧城市可以为城市生活带来便利而改善生活质量，但技术如果不与城市发展的先进理念相结合，还是不能从根本上驱动城市的自我健康发展。正是在这个意义上，我们讨论绿色智慧城市。绿色智慧城市的核心理念绿色智慧城市内涵。以信息化为驱动，结合清洁技术的深入应用，推动城市生态转型和高效运转的建设运动，旨在通过先进适用技术应用和开发建设模式创新，综合运用信息科学和技术、生态经济学原理和系统工程方法去改变城市的生产和消费方式、决策和管理方法，挖掘市域内外资源潜力，建设一类生态高效、信息发达、经济繁荣新型现代化城市。绿色智慧城市发展模式。从中国国情出发，实行低度消耗资源的生产体系,适度消费的生活体系,使经济持续稳定增长、经济效益不断提高的经济体系，不断创新、充分吸收新技术新工艺新方法的应用技术体系,促进与世界市场紧密联系的、更加开放的国际化体系以及实现城市智能化管理的信息化保障体系。绿色智慧城市的发展目标。通过追求城市整体综合功能最佳来满足人与自然健康发展的需要，达到资源能源清洁高效、自然环境健康宜人、基础设施完善舒适、社会环境和谐文明。表1绿色智慧城市发展目标绿色智慧城市发展途径。制定科学合理的城市规划，推行以循环经济为核心的经济运行模式，建设功能齐全的城市环境基础设施，建立快捷便利和清洁的城市交通系统，建立以清洁能源为主体的能源体系，建设环境优美、服务配套和高品质环境质量的生态居住区，开发和研制对环境有利的技术支撑体系，完善可持续发展的法律体系，提高全社会的环境保护意识和资源节约意识,倡导生态价值观和绿色消费观。“绿色智慧城市”的部分行业构成1、大气污染防治：包括城市灰霾治理、电除尘、袋式除尘、脱硫、工业有机废气净化、室内空气净化、机动车排放污染治理、脱硝、二噁英控制、高效燃烧等。2、节水与再生水利用：包括城市水务、城市污水处理、工业废水污染控制与工业节水、饮用水安全、水污染治理与资源化等。3、城市固体废弃物无害化资源化利用：包括城市生活垃圾处理、工业固体废物处理技术与装备。4、节能智能控制：包括电力系统智能控制、工业系统自动化控制（DCS、PLC）、楼宇智能控制、交通系统智能控制、应急电源，以及相关的研究、产品开发和商业化应用。5、清洁技术新材料：包括新型储能电池技术和墙体保温隔热材料。6、绿色照明：包括半导体材料、芯片，半导体照明封装，半导体照明应用等。7、新能源：包括太阳能、风能、水电、生物质能、热泵技术、洁净煤技术等。8、咨询服务：包括技术咨询、规划、设计、投融资等。9、城市公用事业服务：包括食品安全、物联网等。10、信息技术服务：包括软件外包、IT系统服务、城市一卡通、机电系统服务。绿色智慧城市的发展愿景自然、舒适的健康环境。绿色智慧城市可以依托智慧技术为市民的衣、食、住、行等生活和工作的各个环节提供便捷的服务，提高一切资源的利用效率；可以通过对信息的综合分析，为人类的未来活动或者突发事件提供指导、参考。同时，绿色智慧城市要求良好的环境质量：一是清洁的空气和卫生健康的水流；二是有宁静的社区、美丽的公园和较多的绿化面积；三是建筑和周围的自然环境协调、和谐；四是具有持续性，注重公平地满足现代与后代在发展和环境方面的需要。绿色智慧城市要充分考虑人的需求并不断满足人的需求，使城市的发展与人的需求和进步相吻合，但也必须尊重自然和社会发展的规律。绿色智慧城市在环境方面的目标就是要健康。健康环境的主要因素构成如下表：表2健康环境的主要因素构成新型社会形态的城市网络。城市代表着新的社会形态，表现为网络化的一些特征。这些特征包括：城市的网络化设计。一系列现代技术的发展，特别是空调、通讯、网络信息等技术的快速发展以及现代建筑业的进步，使城市规模不必依靠传统的平面空间扩张，而可以适度地向包括空中、地面以及地下空间拓展。这种一体化、紧凑型发展的城市并不会降低城市生活的质量。随着人们对环境的认识不断深化，更好地掌握一定空间内空气、水资源、绿色植物的自然净化能力及其人类生活和企业生产的承载能力等方面的知识，人们通过城市不同社区的空间优化分布，达到净化环境、美化生活、发展经济的理想目标。城市生态网络。城市范围内自然生态环境系统的各种生物体与城市结构、城市功能直接联系，生物体之间具有基因、物种和生态系统的差异，但相互之间又按照一定食物链规律结合在一起，并与大气环境、水环境、岩土环境共同构成了城市居民赖以生存的生态环境基础。城市生态网络越大，特定城市依赖区域内的人口、资源、环境建立起来的人类聚居地就越具有持续发展的潜能。网络化的基础设施。网路化的城市基础设施，既节约了资源又为人们提供了便捷，改变了市民的生活和工作模式。例如，城市水资源的供给、使用和处理系统通过循环设计，达到环保、安全、健康的要求。能源方面，可以合理使用传统电力以及太阳能、风能、核能等新能源，在有效配置和安全供给能源的同时，不断减少碳的排放量。飞机、铁路、地铁、小汽车和公交车组成的交通系统网络给人们带来了出行的便利优势和“门到门”服务的舒适性；信息、通讯技术网络使人们之间几乎可以随时随地进行及时、有效的沟通，也可以使医疗、政府、教育等社会机构能够更加快捷、便利地提供服务，并通过市民与组织间的沟通信息平台不断累积的咨询数据挖掘、分析出城市市民生活问题的热点、难点和演变趋势，让政府和相关组织的决策更加科学、准确。这方面的一个应用是，可以利用无线网络和传感远程装置实现远程监控，了解老人在家的健康状况。一旦发生突发事件，老人通过触摸传感装置，让子女、社区或医院迅速发现家里的实际情况并作出快速反映，让老人获得及时救助。网络化的生产设施。对于城市的经济活动，可以通过强化链接技术的支撑，在企业内部不同环节进行资源循环工艺的设计和应用，同时，按照产业生产工艺链和价值链的要求对生产设施进行选择和规划布局，使工业、城市、环境和区域的经济活动实现循环。企业将生产过程中投入的物质和能量通过绿色生产、循环设计实现梯级转化和综合利用，最大限度地获得价值，最低限度地输出耗散状态的能量和废弃物，使企业的发展真正做到资源投入少、废弃物排放少、符合社会需求的产品产出多，避免对外界产生不利影响。另一方面，通过工业园内生态系统的构建和企业间生态链及生态网的建设，使不同企业之间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，使上游生产过程中产生的废物成为下游生产的原料，促进产业资源的最优化配置，最大限度地提高资源综合利用率，构筑起整个城市区域的集约化与生态化紧密结合的经济基础。此外，大、中城市及其所在区域局部之间的协调发展，城市之间、城市与周围市郊广泛、密切的物质、能量和信息交换，是保证城市功能正常发挥的必要条件。城市治理需要政府、企业、公众和非政府部门进行协调与合作，共同致力于城市经济与环境的协调发展。文明多样的个性文化是城市各具特色和风貌的基础，也是城市持续健康发展的体现和保证。绿色智能的生活社区。社区将成为未来绿色智慧城市中市民生活和工作的基本单元。由于智能技术和商业模式的支持，城市的物质、能量、信息可以被高效利用，城市生活安全、舒适；网络营销、物流等新兴产业的兴起，城市市民的生活和工作区域逐步交融，人流、物流、信息流通畅、增效，绿色智能社区成为市民生产和生活的聚集地和人类理想的家园。绿色智能社区将改变城市经济发展的模式。绿色智能社区注重生态保护，强调人与人、人与自然的和谐发展，主张以生物、信息、环境保护等绿色技术体系和新兴产业来取代以采掘、化工和机械加工为中心的传统工业体系，以网络、数字等智能技术实现工作和生活的绿色理念，尽可能地利用知识投入来替代物质投入，以促进经济、社会与自然的和谐统一，使人类在良好的环境中生产与生活，全面提高人民的生活质量。绿色智能社区采用绿色建筑材料系统。这些产品既是绿色节能、环保的需要，又为智能技术的应用创造了需求。进一步扩展，通过绿色理念和新兴技术建设绿色智能社区实现了传统产业的升级和调整，同时促进了新兴产业的兴起和发展，改变了传统经济过分依赖于环境和资源加工型产业的发展模式。这些活动包括：绿色智慧城市社区对消耗的电、燃气、煤等能源进行优化分析，对住宅的维护结构和供热、空调系统采用节能设计，或采用太阳能、风能、地热、潮汐能等其他再生资源和绿色替代能源；社区供水设施采用节水型设施，推行节水型器具，逐步增加管道直饮水系统，建筑物外设立将杂排水、雨水等处理后重复利用的中水系统，对水景工程的景观用水进行优化设计、对企业和市民生活的废水进行处理和循环使用等；社区建筑尽可能采用自然通风、绿色建材，厨房设有烟气集中排放系统，提高室内空气质量和卫生健康标准；社区建筑及其周边环境采用隔音、降噪措施，强调满足日照要求，室内尽量采用自然光、