碳中和矩阵——镇村体系生物质热电厂绿色网络规划设计
作品编号：ILIA-S-20219989
主创姓名：马晨烁
设计成员：林露秋 陆雨竹 王晓珩
申报类别：方案设计 - 城乡公共空间
项目名称：碳中和矩阵——镇村体系生物质热电厂绿色网络规划设计
院校名称：哈尔滨工业大学-建筑学院
指导老师：张一飞
设计时间：2021-06-01
项目地点：宁安市
项目规模：7924 平方千米
项目类别：方案设计-城乡公共空间
前期分析与概念生成
1.指出与分析了现状问题，并整理了相关政策及数据
2.说明了设计目标（讨论风景园林的碳汇功能，构建宁安市的碳中和矩阵），展示了蜂窝矩阵的衍生过程和各模块单元的运行模式和主要任务，展现了以宁安市为例构建的“能源交换系统”
3.展示了宁安市绿色网络规划图、核心区规划图以及热电厂平面规划图及其景观配套
设计说明
宁安市农业发达，具有丰富的生物质资源，但目前秸秆多通过燃烧等不当手段处理，造成了严重的空气污染和资源浪费。基于“能源景观”概念，我们以黑龙江省牡丹江市的宁安市为例，构建了碳中和矩阵，它将允许宁安市能源自给自足程度达到68.4%、并在2060年以前达到碳中和的目标。
宁安市碳中和目标的达成共包括三个主要措施。规划层面，使用生物质能代替化石能源，减少碳排。以生物质热电厂为中心、10km为半径构建蜂窝矩阵，所有地区的生物质原料都通过现有道路网络输送到热电厂，并由热电厂将电能、热能供应给其他地区，以此形成宁安市的“能源交换系统”，经计算，宁安市可依靠生物质能满足100%乡村和57.4%城镇居民能源需求；技术层面，在保护现有林地、水体、湿地三类碳封存场所的基础上，对高固碳植物进行筛选运用、优化群落搭配，以提高单位用地碳固定效益；空间设计层面，在电厂系统中进行交通干线、收集点和热电厂的低碳景观配套设计，提高电厂效率的同时进行相关科普教育。在绿色空间中建立穿林绿道和生态湿地园，鼓励低碳游赏。
我们共规划了三个发展阶段并计算了分阶段碳收支，在三类措施的共同介入下，宁安市将在2030年前碳达峰并在2060年前达成碳中和目标，净碳排放量-76400吨。
基础数据与景观配套设计模式
1.我们使用ArcGIS计算了宁安市基础数据（包括人口数量、生物质资源潜力、能源消耗量等），并进行了分级可视化显示
2.展现了包括收集、运输等在内的生物质热电厂系统运作流程。整个流程还包括在不干扰热电厂运作的前提下所规划的游厂绿道，挖掘热电厂的景观和科普教育功能
3.展现了基于碳中和目标的景观设计总体模式框架
绿色空间低碳设计
1.说明了林地、水体、湿地三类碳封存场所的固碳模式和具体保护措施
2.展现了针对林地、水体、道路、热电厂四类用地，提升其单位用地碳固定效益的措施，包括对高固碳效益植物的筛选运用以及植物群落的优化
3.说明了景观建造和电厂建设使用的低碳环保材料
景观节点与整体规划未来效益计算
1.展示了三个景观节点的平面和效果图
2.在本规划和设计手段介入下，计算并展示了了未来预期效益，包括：
a）宁安市能源消耗量：包括宁安各乡镇的用热量、用电量等
b）宁安市能源自给自足程度：经计算，我们构建的宁安市碳中和矩阵，将允许宁安市能源自给自足程度达到68.4%、并在2060年以前达到碳中和的目标
3.通过拼贴鸟瞰和数据可视化的形式展示了在三个规划阶段内能源利用方式的转变以及碳收支的变化。经计算，宁安市将在第二个规划阶段碳达峰（2030年）并在最后一个阶段（2060年以前）达成碳中和，且净碳排放量为-76400吨
设计感悟
我们讨论了风景园林的碳汇功能，为实现碳中和目标做出了尝试，构建了镇村体系绿色能源网络。我们以宁安市为例构建的碳中和矩阵将允许其依靠生物质能满足全市68.4%能源需求，并在2060年前完成碳中和，净碳排放量-76400吨。另外，这种模块式、基于研究数据所构建的绿色蜂窝矩阵可应用于任何镇村体系，具有可复制性和高度普适性。
设计亮点
1.使用景观和规划手段，做出了推动实现县市级规模碳中和目标的具体尝试
2.构建的绿色蜂窝网络矩阵具有高度普适性，可应用于其他镇村体系
3.从概念规划、应用技术、具体实施等多个层面展开设计，且整体设计有大量数据支撑（包括前期资源潜力、能源需求量、电厂和收集点规模、以及后期碳排放数据等等），具有较高的可落地性
4.真正通过景观手段讨论了风景园林的碳汇功能，包括碳封存场所的保护、单位用地碳固定效益的提升等
艾景奖
