美國弗拉格斯塔夫市的環境管理方案及可再生能源利用計劃

城市環境管理是指城市政府和公眾使用經濟、法律、技術、行政、教育和其他手段來限制影響城市環境的行為。城市環境管理的目的,是為了積極營造良好的城市環境,協調城市經濟社會發展與環境系統的關系,在發展的同時既滿足人們的物質需要,又不超出環境容量的極限。環境管理意識已經扎根美國政府和居民的腦海中,只有當居民真正認識到環境管理的重要性,城市環境管理才能真正有效開展。美國的城市政府是環境管理的主導者,法律賦予城市政府及相關職能部門環境保護、整治、處罰等方面的權力。完備的法律體系和嚴格的執法,是美國環境管理成功的重要因素。美國環境立法可追溯到1899年的《河流與港口法》,而1969年頒布的《國家環境政策法》則是美國環境政策和立法進入新階段的標志。在此之后,美國先后制定和頒布了幾十個環境相關的法律法規,范圍涵蓋了環境質量、噪聲控制、飲用水安全、資源回收等多個方面。本文主要通過分析美國弗拉格斯塔夫市的環境管理方案和可再生能源利用計劃,結合我國實際情況進行借鑒。1弗拉格斯塔夫市弗拉格斯塔夫市位于美國亞利桑那州,鳳凰城北部,科羅拉多高原南緣,坐落在亞利桑那州最高峰———圣弗朗西斯科山腳下,占地165.5平方公里。據2015年統計,該市擁有70320位居民。弗拉格斯塔夫較亞利桑那州其他城市夏季更為涼爽,冬季也更為寒冷,該市一年的平均日照時間可達到288天,同時又享有年均超過250厘米的降雪,是亞利桑那州少數能在冬天觀賞到雪景的城市之一。弗拉格斯塔夫市一向致力于使用可利用資源去解決多種多樣的環境問題。該市環境服務部門努力確保該市的所有居民都能在一個安靜、安全和生態平衡的環境里生活。在2015年之前,弗拉格斯塔夫市的總能源利用中有15%是可再生能源。該市的目標是在2020年前將該指標提高到35%并計劃在2050年前提高到50%。為實現該市的環境管理戰略,弗拉格斯塔夫市制定了可再生能源方案。現有的可再生能源方案本身有著許多優勢,伴隨著這些優勢,亦可發現其在未來實施可再生能源方案時可能遇到的機遇和挑戰。1.1弗拉格斯塔夫市促進可持續發展的政策弗拉格斯塔夫市擁有許多顯著的優勢來實行可再生能源方案。由于該市有平均每年長達288天的日照天數,陽光對弗拉格斯塔夫來說是最為充足的可再生能源。目前有兩種可再生能源系統可以將陽光轉換成可利用的能源:利用太陽能板將光能轉化為熱能用來加熱水或者利用光伏板將光能轉化成電能。弗拉格斯塔夫市政府有強烈的意愿使該市成為綠色環保城市,同時,可持續發展的觀念被越來越多的人所了解和接納。該市議會在2014年3月決議要求所有新建的市屬建筑和大型翻新工程都必須得到生態建筑認證項目的證書。該市的人口結構也有助于居民們更好的接納可持續發展的理念。當下,年輕人越來越關注環境問題,他們都開始采取措施去保護這個地球。因為年輕人在該市的人口所占比例相對來說非常高,也就有越來越多的人關注可持續發展和可再生能源。同時,這些人將會影響身邊更多的人去關注生態發展并培養可持續發展的意識。弗拉格斯塔夫市的另一個優勢是與胡佛水壩的合約讓該市的可再生能源更多樣化。該市從很久以前就開始關注太陽能的利用。與胡佛水壩的合約提供了另一個有效利用可再生能源的途徑,從而使弗拉格斯塔夫能從胡佛水壩的水力發電獲得3兆瓦的電能。1.2公共設施的控制權從弗拉格斯塔夫已實施的可再生能源方案上來看,該市尚有可提升的空間。首先,該市僅有最近六年的數據被整理歸納,這使得該市在籌集資金和建設進程上有了很大的延遲。亞利桑那州公司委員會和亞利桑那州公共服務公司,這兩個在公共設施方面有絕對的決策權的機構,頻繁阻礙了弗拉格斯塔夫的方案進度。對方案實施控制權的缺乏,給弗拉格斯塔夫的可持續發展部門帶來了極大的挑戰,導致他們計劃的時間節點一再推后,造成了他們無法按時完成原定計劃目標的局面。除了亞利桑那州公司委員會和亞利桑那州公共服務公司的干擾,仍有別的因素限制了弗拉格斯塔夫達成其可再生能源計劃的目標。其中一個因素就是弗拉格斯塔夫無法收集超出使用部分的能源,只能任其白白流失。另外,由于大量市屬建筑年代過于老舊,導致這些建筑無法達到安裝光伏板的條件,無法安裝光伏板,甚至完全消除了某些地區利用可再生能源的可能性。與此同時,年代老舊的建筑也會成為阻礙弗拉格斯塔夫達成他們零能耗建筑的目標的絆腳石。1.3發展可再生能源時下,可再生能源已經在全球范圍越來越流行,可再生資源的成本隨之有所降低,這一趨勢為弗拉格斯塔夫市帶來了機遇。隨著可再生能源的成本降低,全美多個城市都開始擁有自己的可再生能源計劃執行方案,從而給弗拉格斯塔夫提供了跨城市合作的機會。弗拉格斯塔夫市有非常多的選擇可以使該市的可再生能源利用更為多樣化。該市已經應用了大量的太陽能(電能)項目,如若能使用其他的可再生能源,例如太陽能(熱能)、風能、水電能和地熱能等,或許能使該市的資金和能源利用更為高效。弗拉格斯塔夫市還有一個名叫紅峽谷牧場的項目。該市于2005年購買了紅峽谷農場用來滿足該市長期供水需求。弗拉格斯塔夫市的最終目標是利用紅峽谷農場的兩口供水井將地下水轉化為市民的日常用水。而農場的空地恰恰可以為弗拉格斯塔夫市提供場地,用來放置太陽能光伏板或者風車從而產生電能用于抽水機的運作。亞利桑那州是全美陽光最為充足的州之一,這給弗拉格斯塔夫市可再生能源尤其是對太陽能的利用以極大的優勢。目前,弗拉格斯塔夫市所有的能源,無論是可再生能源還是不可再生能源,都是從APS公司購買的。在太陽能轉化為電能的過程中,有很大概率存在能量流失,如果能提高太陽能的轉化率,則會提高可再生能源在總能源使用中的占比。幸運的是,已經有設計師和廠家設計并制造出了一種電池用來儲存流失的電能。如果可以大范圍使用這種電池,利用這些電池收集平時流失的電能,并在陰天下雨無法利用太陽能進行發電的時候進行供能。但是使用這些電池的代價是非常高的,弗拉格斯塔夫市暫時還沒有能力大規模應用這種電池。隨著科技的發展,當這種電池的技術能被普遍應用使用成本隨之降低的時候,弗拉格斯塔夫市的可再生能源利用率將會大大提升。1.4無法其他資源配置雖然實施可再生能源方案對該市日后的發展大有裨益,但該項目的成本卻成為弗拉格斯塔夫市的一大挑戰。只要該市用電是通過亞利桑那公共服務公司的電力系統進行輸送,市政府就必須支付相應的費用,就算該市可以完全依靠自己發電用來供給日常用度,也無法避免該項費用。另外,可再生能源前期的啟動費用非常高,而使用成本也并不比一些傳統發電方式,例如煤炭發電,更為便宜。而亞利桑那公司委員會做相關決定時主要以成本為決定因素,所以弗拉格斯塔夫市的可再生能源方案一直無法順利實施。除非弗拉格斯塔夫市能成為該市的電力供應商或找到方法不通過亞利桑那公共服務公司的電力網進行供電,該市的可再生能源方案實施進度才會不致停滯不前。另外,受限于該市的地理位置,弗拉格斯塔夫市無法有效利用多項可再生能源。該市沒有可行的地熱和水電資源,云彩可能會影響太陽能的效能,而在亞利桑那州北部,風力的模式又是變幻莫測的。這些因素都為弗拉格斯塔夫市可再生能源方案的實施帶來了挑戰。2實施居民能源戰略弗拉格斯塔夫市提供很多有助于環境可持續發展的倡議。比如該市為企業提供低價安全并且有利生態環境的有害物質回收項目。對該市居民,弗拉格斯塔夫市提供能源補貼計劃。能源補貼計劃為市民提供補貼用來安裝高效節能熱水器和火爐或者閣樓隔熱系統。市民實施這些工程都必須交由建筑性能機構認證承包商完成才可以得到補助。該市受到能源部門超過500萬美元的資助,用以實施居民能源戰略。該戰略旨在減少居民日常能源浪費、生活用水浪費和碳排放量并削減能源開支。2.1提供可回收的商品在2013年,弗拉格斯塔夫市采取了幾項措施以減少本市紙張的浪費和污染物的排放。首先,該市在公共場所統一安裝了垃圾桶并把工作區域的垃圾桶全都替換成可回收廢物垃圾桶。同時該市給政府員工組織講座,指導他們如何分類可回收垃圾和減少浪費紙張。在美國廢物回收日當天,政府在社區內發放了1000個免費的可循環使用的購物袋。另外,該市為市民提供免費參觀回收站的機會并向圖書館的顧客發放可回收的書簽。這一系列的措施使得該市的城市垃圾可回收率在2013年上升了20%,達到了28%。2.2月日led燈交換弗拉格斯塔夫市為了提高該市的電能使用效率,在市政廳和市綜合游泳池安裝了光伏板,用來將太陽能轉化為電能。該市已在公共區域安裝了高效照明系統并且升級了有關設備,同時還升級了電力監視系統。高效照明系統需要在燈上安裝傳感器,如果沒有檢測到動態物體燈就會自動熄滅,從而減少電能的浪費。此外,技術部門為所有政府部門的電腦安裝了標準化的電力管理系統。在第五個一年一度的節日LED燈交換日,弗拉格斯塔夫的居民們用1600磅的陳舊低效的節日燈具置換成1370箱新的節能LED燈。此舉為弗拉格斯塔夫市在十二月節日季里節約了超過15000千瓦時電能。該市為35名屋主提供了11569美元的折扣以幫助他們升級自家的節能措施,其中包括安裝高效火爐和熱水器。從2012年到2013年,該市的可持續能源發電在總市政電能需求中的占比升高了8%。美國猶他州帕克城與弗拉格斯塔夫市所處地理環境非常相似,該城市致力于在減少碳排放的同時也降低能源使用成本。帕克城幾乎把所有的注意力都放在太陽能項目上。落基山電力公司平均每千瓦時收取0.034美元到0.068美元,而帕克城只需要花費0.016美元每千瓦時就能使用太陽能轉化成的電能。在海拔和人口數量都與弗拉格斯塔夫市非常相近的新墨西哥州圣塔非市,其主要可再生能源也是最為經濟的能源同樣也是太陽能。截至2010年,圣塔非市已經在該市的污水處理廠安裝了總功率為2.25兆瓦的太陽能板。新墨西哥州公共管理委員以返稅獎勵的方式鼓勵居民和企業安裝光伏板,此舉也讓該市的光伏板安裝數量有所增加。到2010年,該市總共有121家住戶和企業安裝了總功率為654千瓦的太陽能板。而該市對25棟建筑內的燈光升級改造也可為全市每月節約30000千瓦時。2.3度節約量為了減輕市政供水壓力,公園部門在所有公園設立了氣象站來最大程度節約用水量。七位市民因將12457平方英尺的草皮改造成節水型花園,得到了政府3500美元的獎勵。該市還因90位居民將自家馬桶替換成或者安裝了高效節水馬桶獎勵了他們14000美元。2.4沼氣發電系統弗拉格斯塔夫市在野貓污水處理廠有一個熱電聯產系統,這個系統是用于完全利用污水處理中產生的沼氣。沼氣是污水處理過程中的副產品,同時也是污水處理廠的主要燃料來源。該系統利用污水處理過程中產生的沼氣進行發電的電量相當于污水處理過程中所需電能的一半。之后,這套系統也被推廣到了其他地區,事實證明該系統對于環境的可持續發展是非常有價值的。3美國的立法和城市管理方式中國地大物博,各個省市之間的環境差異較大,管理方法不可一概而論,與美國的立法和城市管理方式也大相徑庭。在此借鑒美國中小城市的環境管理方案,結合我國的國情,提出強化城市環境管理的基本措施。3.1增強環境管理意識從美國的環境管理可以看出,在環境管理過程中,公眾參與至關重要。我國應從黨政機關、廣大市民、企業和社會團體處著手,加大力度開展環境保護知識相關的宣傳和講座。只有讓城市環境管理的真實參與者真正意識到環境管理的重要性,才能從本質上提高環境管理的主觀能動性。政府相關部門可以通過網絡、電視、廣播、報紙等形式進行相關宣傳。同時可以邀請相關專家去各高校進行宣講,高校大學生的接受能力強,作為祖國未來的工程師,他們的環境管理意識增強能起到事半功倍的效果。我國還應加強政府各部門間的協作能力,完善相關法律體系,為環境管理打開便利之門,讓各地的環境管理措施得以順利進行。與此同時,政府需要加大執法力度,廣大人民群眾需要對環境管理正確認識,并且身體力行,如此多管齊下,才能有效扼制對環境的破壞,讓我國城市的環境管理上一個臺階。3.2垃圾分類及回收利用在美國,垃圾分類早已經是每家每戶都會做的事,而在我國是近年來才開始有這樣的意識,并在公共區域設立分類垃圾桶,但大多數市民并不清楚該如何分類,導致分類回收垃圾桶并不能發揮其效用。而且大量的居民生活垃圾無法得到分類處理,可回收垃圾無法得到回收利用也對我國的資源形成了巨大的浪費。我國應加強對垃圾分類,廢棄物循環利用和空氣污染的治理。3.2.1電子垃圾回收隨著科技的發展,我國面臨著越來越嚴重的電子垃圾污染。電子垃圾包括已經廢舊或者不能使用的電子產品,比如電冰箱、電視機、洗衣機和手機等等。電子垃圾含有大量的有毒、有害物質,已經成為中國數量增長最快的一種固體垃圾,如果處理不當,將對環境產生非常嚴重的危害。而到目前為止,中國還沒有一部專門規范電子電器產品回收及處理的法律。政府可在小區設立回收箱,并區分淘汰電子產品和已報廢電子垃圾。政府可定期進行回收,將仍能使用的電器捐贈給希望小學等有需要的地方,避免不必要的浪費;而對于已報廢的電子垃圾,應采取專門措施進行處理,以減少對環境和居民健康的危害。3.2.2普及法庭,減少垃圾污染我國除了對生活垃圾進行分類回收處理,還應推廣廚房垃圾粉碎機的使用。在美國,幾乎每家每戶的廚房水槽中,