低碳经济发展的智慧转型

低碳经济发展的智慧转型

国内外的低碳经济发展模式自本世纪初以来，低碳经济领域吸引了许多国内外科学家，但没有给出相同的定义。有许多学者分别从经济、资源、政治、环境因素等视角对低碳经济进行界定。本文认为,低碳经济就是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染,获得更多的可持续发展的经济产出。此外,也有许多学者分别从技术、政策、机制等视角对低碳经济发展模式进行研究。如Kannan(2008)使用MARKAL能源系统等模型,模拟分析英国实现减排60%的目标的技术路径;Vrijnoed等(2009)认为,政策设计直接影响技术进步的效果,长期来看,CCS技术与可再生能源配套更具成本优势;付允、马永欢等(2008)从宏观、中观和微观三个层次论证了低碳经济发展模式是以低碳发展为发展方向,以节能减排为发展方式,以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式;鲍健强、苗阳等(2008)从低碳产业、低碳农业、低碳工业、低碳城市和碳汇五个方面提出了多层次促进我国低碳经济发展的路径;朱四海(2009)则从人为碳通量、碳预算、低碳技术、能源结构四个方面构建低碳经济发展模式;韩雪梅、刘欢欢(2009)从提高能源利用效率、提高煤炭净化比重、充分发挥碳汇潜力以及加强国际经济技术合作四个方面阐述了西部低碳经济发展模式的实现途径。何国伟(2009)率先解释了基于物联化、智能化、感知化、云架构的智慧系统;黄天航、刘瑞霖等(2010)从智慧经济、智慧居民、智慧供应链等角度探讨了智慧城市发展与低碳经济的关系;陈柳钦(2011)详细阐述了智慧城市的概念,并系统地分析了国内外低碳城市的发展现状;张旭等(2011)对智慧地球的发展战略进行了探讨,还对智慧地球在我国信息战略、信息产业、信息技术、信息安全等方面的影响进行了相关研究。总体而言,国内外对“智慧系统”的研究都还处于起步阶段。因此,如何从基于资源整合观的角度探讨“全智慧系统”与发展低碳经济的关系,具有十分重要的现实意义。单一视角下缺乏系统整合自IBM公司提出“智慧地球”概念后,各种解读纷纷出现,但大多是从单一视角出发,缺乏系统整合。据此,本文针对低碳经济的发展趋势,基于系统观的角度提出了“全智慧系统”的概念,它主要由智慧环境系统、智慧能网系统、智慧交通系统、智慧管理系统四大部分构成,如表1所示。(一)自然生态环境自然环境是人类赖以生存的前提和必要条件,发展低碳经济的根本目的就是要通过节能减排来改善日益恶化的自然生态环境。而智慧环境系统是通过综合利用传感器技术、无线通讯技术和数据挖掘技术,结合居民信息的回馈,收集一定区域内的气温、空气质量、水质、生物状况、植物状况等多项环境数据,再将这些数据经过分析处理,广泛用于环境监测和天气预报等,被越来越多的国家和地区纳入建设环境友好型社会的框架中。(二)智慧能网技术智慧能网系统是以城市社区为空间范围,集社区热能网、电能网、智能网为一体的能源供应网络系统。智慧能网系统是低碳能源建设的关键技术,是物联网在低碳城市中的应用,它可以在提高市民生活品质的前提下,大幅度节约能源,降低二氧化碳排放量。智慧能网系统在需要的时间和地点,以精确的数量供应需要的能源品种(热能、电能、自然光、风力等),满足城市的生产、生活、流通等所有领域的低碳能源需求。通过多个社区的智慧能网系统的互联运行,还可以实现区域内的低碳、环保、安全的能源保障战略。(三)统的工作原理交通运输一直都是全球能源消耗的“主力军”,要发展低碳经济就必须减少交通运输中的碳排放量。所谓智慧交通系统就是将城市路网信息联接成网络,安装传感器、红外线设备,通过优化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控信息系统,接合式电子眼和ERP系统等提供历史交通数据和实时交通信息,对预先设定时段的交通流量进行预测。通过智慧交通系统可以优化交通运行流程,合理安排交通路线,大量减少因交通堵塞而造成的能源消耗。(四)建设智慧城市智慧管理系统是基于信息数字化、互联网、GIS等技术,通过标准化的流程和充分的信息共享,帮助管理者更好地开展科学决策。智慧管理系统被广泛应用于各地政府的电子政务管理过程中,它能够让市民更好地监督城市运行情况和管理情况,为市民网络参与城市管理提供机会,而且在线提交数据、办理业务也能够减少城市的交通压力,提高城市运作效率。通过欧洲多个城市电子政务开展的数据表明,城市开展电子政务等智慧管理项目与城市低碳经济发展有着密切关系。低碳化的生活方式低碳经济发展模式即运用低碳经济理论组织经济活动,用低碳技术改造生产和生活方式,从而实现经济发展的低碳化。本文在“全智慧系统”的基础上,探索性地提出了基于智慧环境的低碳监测模式、基于智慧能网的低碳消费模式、基于智慧交通的低碳运输模式、基于智慧管理的低碳运营模式,如图1所示。(一)数据的智能化基于智慧环境系统下的低碳监测模式是利用RFID、传感器、无线通讯等技术进行的动态拟合监测模式,能够对系列环境指标进行实时数据智能化处理。如在爱尔兰西海岸的“智慧湾”,IBM与当地环境保护署合作,通过收集和分析大量关于水质、潮汐、天气预测和环境信息等复杂数据。根据这些数据,从事水产养殖的农民可以按照权威的洋流和海洋水质信息安全地养殖水产品,出海打渔的渔民可以根据洋流和海浪预报选择去哪一片海域捕鱼,潮汐发电厂也可以更加合理地安排生产。(二)低能网的低碳消费模式在智慧能网系统的应用下,人们将建立一种更科学、更低碳的能源消费模式。通过与建筑或家庭的“智慧能网”的互通,可以根据气象参数以及网内企业、建筑、商场、宾馆、学校、医院、家庭、电动汽车等用能情况,确定系统中的风力发电、太阳能发电、产热、垃圾发电、热电联产系统热电比例以及燃料电池等,优化低碳能源和温差能源的使用条件。此外,智慧能网系统内不稳定的气候低碳能源(太阳能、风能等)与稳定的低碳能源(氢能、生物质能)互为补充,最大限度地利用气候低碳能源,减少社区的二氧化碳排放。简言之,智慧能网使得城市的所有产能和用能设备智能对话、合理分工、具体负责,在节能、低碳、环保、安全的前提下保证生活用能。在基于智慧能网的低碳消费模式下,社区的办公建筑与住宅建筑的能量使用昼夜错峰互补;办公建筑与商业建筑的能量使用节假日错峰互补;产业与建筑也可以错峰互补,极大地减低了社区能网的用能峰值,节约能源。(三)柴油的消费2010年,我国汽油消费全年大约7118万吨(增长7%),基本上为汽车消费;柴油全年消费约15729万吨(增长13%),按汽车消费51%计算,为8000万吨。可见,交通运输对能源的消耗量十分巨大,基于智慧交通的低碳运输模式对低碳经济发展十分重要,但运行模式有多种类型,甚至可以与政府税收有效结合。(四)基于gis的政府公共服务在该运营模式下可以使得市政服务更加智能,在提高管理效率的同时也大大节约了运营成本,降低了能耗。目前,瑞典、丹麦、挪威等北欧国家在智慧管理方面具有全球领先水平,而韩国则是亚洲国家在此方面的佼佼者。韩国以电子政务为代表的智慧管理系统从20世纪80年代开始发展,经历了信息数字化、政府部门信息技术应用和政府职能整合“一站式”对外服务三个阶段。韩国政府2000年启动的G4C(GovernmentforCitizens,即面向公民的政府)和后续开展的项目G4B(GovernmentforBusinesses,即政府面向企业的服务),分别为公民和企业提供各类政府服务,并向用户提供政府拥有的信息资源,为广大民众提供方便并帮助企业提高竞争力。目前两大系统都已被广泛应用,产生每年1000亿韩元以上的价值。此外,IBM公司和马耳他当地政府合作建设了第一个全国性的智慧系统,负责全国水电市政服务的管理,不但实时监测水管爆裂、缓慢泄露、排水渠道堵塞、污水溢出等问题,甚至能对以上问题进行预测和预防。再加上GIS系统的支持,即便是出现了问题,也能快速锁定问题发生的位置,快速解决。该类系统的使用不仅可以缓解市政服务人员的工作压力,减低了50%由于管道泄露造成的水资源浪费,而且降低输水能耗。提高全民节能意识基于“全智慧系统”新视角,本文系统地