ساختمانهای سبز مصرف انرژی را کاهش دادهاند، با این حال رویکرد تازه «شهر انرژیمثبت» با مزارع خورشیدی، شبکه هوشمند و گرمایش منطقهای، بیش از نیاز خود انرژی پاک تولید میکند و هرچند با چالشهایی همچون هزینه و مقررات روبهروست، راهکاری عملی بهنظر میرسد.
به گزارش پایگاه خبری بهرهورنیوز به نقل از ایمنا، امروزه هدف از طراحی شهرها دیگر محدود به ساختمانهای با مصرف صفر خالص نیست. رویکرد تازهای موسوم به شهر انرژیمثبت (Energy-Positive City) شکل گرفته است، یعنی منطقه، محله یا شهری که بیش از انرژی مصرفی خود، انرژی پاک تولید کند و در اصل تولید سالانه انرژی از منابع تجدیدپذیر آن بیشتر از انرژی مصرفی در شهر باشد. شهرهای انرژیمثبت نهتنها ممکن، بلکه الگویی تکرارپذیر برای نسل آینده شهرسازی پایدار هستند.
طی دو دهه گذشته، استانداردهای ساختمان سبز توانستند مصرف انرژی در تکساختمانها را تا ۷۰ درصد کاهش دهند، اما تأثیر یک ساختمان، هرچند کممصرف، در برابر شبکه شهری ناچیز است. به همین دلیل برنامهریزان و دولتها به سراغ «سیستمبندی» رفتهاند؛ یعنی محله یا شهر کوچکی که خود بهعنوان یک نیروگاه عمل کند.
چنین شهری باید از اجزایی همچون مزرعه خورشیدی یا بادی در مقیاس مناسب، شبکه هوشمند همراه با ذخیرهساز باتری، استانداردهای سختگیرانه بهرهوری در ساختمانها، زیرساخت شارژ خودروهای برقی، فضای سبز حفاظتشده و سیستم گرمایش منطقهای بهره ببرد. هر یک از این مؤلفهها در شهرهای واقعی جهان پیاده شده و اثرات مثبتی نشان داده است.
بابکاک رنچ، فلوریدا: شهر انرژیمثبت در برابر طوفان
بابکاک رنچ در ۴۰ کیلومتری شمال فورتمایرز فلوریدا قرار دارد. زیرساخت انرژی این شهر شامل دو مرکز خورشیدی با مساحت ۳۵۲ هکتار و بیش از ۶۵۰ هزار صفحه خورشیدی با توان ۱۵۰ مگاوات است. سامانه ذخیرهساز باتری با ظرفیت ۴۰ مگاواتساعت آن، یکی از بزرگترین میکروگریدهای خورشیدی‑باتری در آمریکا را شکل میدهد.
برآورد آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر این کشور نشان میدهد این نیروگاه سالانه حدود ۲۳۰ میلیون کیلووات‑ساعت انرژی تولید میکند که بیش از مصرف مسکونی کنونی شهر است و مازاد آن به شبکه سراسری فروخته میشود. ویژگی برجسته بابکاک رنچ تابآوری در طوفان محسوب میشود؛ طی طوفانهای ایان (۲۰۲۲) و میلتون (۲۰۲۴) که میلیونها نفر در فلوریدا بیبرق شدند، بابکاک رنچ هرگز برق خود را از دست نداد و در طوفان میلتون پناهگاه دو هزار نفر شد.
استاندارد ساختمان در این شهر بهگونهای است که هر خانه باید گواهی نقرهای از شورای ساختمان سبز فلوریدا را داشته باشد. میانگین شاخص رتبهبندی انرژی خانه در آن بین ۵۰ تا ۶۰ است، یعنی خانهها ۲۵ تا ۳۰ درصد کارآمدتر از خانههای نوساز معمولی هستند و قبض برق ساکنان نصف بقیه بخشهای فلوریداست.
علاوهبر این، ۷۳ هزار جریب (حدود ۲۹۵ کیلومتر مربع) بهعنوان منطقه حفاظتشده دائمی در نظر گرفته شده است و همه خطوط برق و مخابرات زیرزمینی هستند. درس مهم بابکاک رنچ این است که شهر انرژیمثبت، در اصل همان شهر تابآور است؛ زیرساختی که انرژی مازاد تولید میکند و هنگام بحران نیز شهر را روشن نگه میدارد.
کپنهاگ، دانمارک: گرمایش منطقهای بهعنوان موتور گذار انرژی
برخلاف بابکاک رنچ که از صفر ساخته شده است، کپنهاگ نشان میدهد چگونه یک پایتخت تاریخی و متراکم میتواند به سمت انرژیمثبت بودن حرکت کند. سند «CPH۲۰۲۵» هدف خنثیسازی کربن را تا سال ۲۰۲۵ تعیین کرده بود (که در عمل به ۲۰۳۰ موکول شد، اما دستاوردهای کنونی نیز قابلتوجه است).
ستون اصلی این گذار، شبکه گرمایش منطقهای به درازای سه هزار کیلومتر (معادل فاصله کپنهاگ تا پرتغال) است که ۹۸ درصد ساختمانهای این شهر را پوشش میدهد. منابع گرمایش آن نیز سوزاندن زباله، الکتریسیته مازاد، پمپهای حرارتی بزرگ و زیستتوده است.
در حال حاضر ۸۵ درصد گرمایش کپنهاگ بدون دیاکسیدکربن تأمین میشود. این شهر با سرمایهگذاری سه تا پنج میلیارد کرون (۴۰۰ تا ۶۷۰ میلیون یورو) روی پمپهای حرارتی بزرگ و دیگهای برقی، قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ برق و حرارت خود را بهطور کامل از منابع تجدیدپذیر تأمین کند و مجموع تولید برق تجدیدپذیر آن از مصرف سالانه پیشی گیرد.
بیش از ۸۰ درصد شهروندان از پروژههای بادی حمایت میکنند و میتوانند سهام توربینهای جدید را خریداری کنند، بنابراین کپنهاگ نشان میدهد که شهرهای موجود با بهروزرسانی زیرساختهای انرژی و استفاده از گرمای هدررفته میتوانند به آستانه انرژیمثبت برسند.
مصدر سیتی، ابوظبی: کاهش انرژی و تجدیدپذیرها در دل کویر
مصدر سیتی (شهر مصدر) در کنار ابوظبی یکی از بلندپروازترین شهرهای برنامهریزیشده انرژیمثبت است. بر اساس گزارش زیستمحیطی، اجتماعی و حاکمیتی سال ۲۰۲۴، این شهر موفق به کاهش ۲۲.۷ درصدی شدت مصرف انرژی نسبت به خط مبنای استاندارد ASHRAE شده و از انتشار ۵۵۱۸ تن دیاکسید کربن معادل حذف بیش از ۱۲۰۰ خودرو از جاده جلوگیری کرده است.
مصدر سیتی دارای ۳۰ ساختمان دارای گواهی سبز (شامل دو ساختمان انرژی‑خالص صفر و سه ساختمان دیگر در دست ساخت) است و تولید سالانه انرژی تجدیدپذیر آن به ۱۱ هزار و ۲۸۸ مگاوات‑ساعت میرسد. مصرف آب در آن ۱۳.۱ درصد کاهش پیدا کرده است و ۹۸.۳ درصد پسماندهای ساختمانیاش بازیافت میشود. در سال ۲۰۲۷، بزرگترین نیروگاه یکپارچه خورشیدی‑باتری جهان با توان یک گیگاوات در مصدرسیتی راهاندازی خواهد شد.
نکته برجسته آن رویکرد «اکوسیستم زنده» است، یعنی ساکنان، کسبوکارها و پژوهشگران در یک چارچوب مشترک پایداری کار میکنند، بنابراین حتی در آبوهوای بسیار گرم و خشک نیز میتوان یک منطقه انرژیمثبت ساخت، مشروط به اینکه کارآمدی ساختمانها در اولویت باشد.
ونکوور، کانادا: الگوی سیاستگذاری برای شهر انرژیمثبت
ونکوور دارای یکی از جامعترین چارچوبهای سیاستی برای گذار به انرژیمثبت است. سند «راهبرد شهر تجدیدپذیر» آن متعهد میشود تا سال ۲۰۵۰ تمام انرژی مصرفی شهر از منابع تجدیدپذیر تأمین شود. این راهبرد دارای سه رکن کاهش مصرف انرژی، افزایش سهم انرژی تجدیدپذیر در شبکه و افزایش تولید محلی انرژی تجدیدپذیر است.
همه ساختمانهای جدید ونکوور تا سال ۲۰۳۰ باید آلایندگی صفر داشته باشند (با استاندارد Passive House) و ساختمانهای موجود نیز تا همین سال باید به سطح آلایندگی صفر بازسازی شوند.
در حملونقل، هدف آن است که دوسوم سفرها تا ۲۰۳۰ با پیادهروی، دوچرخه یا حملونقل عمومی انجام شود و ۵۰ درصد کیلومترهای پیمودهشده با خودروی برقی باشد. هماکنون بیش از نیمی از سفرها در ونکوور بدون خودروی شخصی است، علاوهبر این «منطقه انرژی محله» ونکوور با استفاده از گرمای فاضلاب، گرمایش ساختمانهای جنوب شرقی شهر را تأمین میکند و نخستین نمونه در آمریکای شمالی است. ونکوور ثابت کرد که سیاستگذاری شفاف و الزامآور میتواند حتی یک شهر متراکم و قدیمی را به سمت انرژیمثبت شدن هدایت کند.
آستین، تگزاس: شبکه هوشمند و خورشیدی همگانی
آستین که توسط شرکت برق شهری Austin Energy اداره میشود، الگوی متفاوتی از شهر انرژیمثبت را بر پایه مقیاسپذیری و عدالت دسترسی ارائه میدهد. بر اساس گزارش سالانه ۲۰۲۵ این شرکت، ۱۸.۸ مگاوات ظرفیت خورشیدی محلی جدید به این شهر اضافه شده (جمع ظرفیت به ۱۸۸ مگاوات رسیده)، قرارداد ذخیرهسازی تا ۱۰۰ مگاوات باتری در آن بسته شده و برنامه پاسخگویی به تقاضا، بار پیک شبکه را ۵۷ مگاوات کاهش داده است، همچنین برنامه دهساله با بودجه ۷۳۵ میلیون دلاری برای مقاومسازی شبکه انرژی شهر در برابر طوفان و آتشسوزی در جریان است.
نوآوری اجتماعی مهم آستین، برنامههای «خورشید اشتراکی» و «تعرفه استاندارد خورشیدی» است که به مستأجران، خانوارهای کمدرآمد و کسبوکارهای کوچک اجازه میدهد بدون نصب پنل روی پشتبام خود، در مزایای خورشیدی شهر شریک شوند. این رویکرد یکی از مهمترین راهحلها برای رفع اتهام انحصار شهرهای انرژیمثبت برای ثروتمندان است. بدون مشارکت دهکهای کمدرآمد، شهر انرژیمثبت نمیتواند اخلاقی یا مقیاسپذیر باشد.
کوریتیبا، برزیل: شهر بیآلایش و حملونقل کم‑انرژی
کوریتیبا در بیشتر موارد بهعنوان پیشگام برنامهریزی پایدار شهری شناخته میشود. مهمترین نوآوری آن ابداع سیستم اتوبوس سریع (BRT) در سال ۱۹۷۴ است که اکنون در بیش از ۱۵۰ شهر جهان کپی شده و مصرف سوخت و آلایندگی سرانه را بدون هزینه سنگین مترو بهشدت کاهش داده است. کوریتیبا کاربری زمین را با حملونقل ادغام کرده و توسعه مختلط و متراکم را در امتداد کریدورهای بیآرتی قرار داده است.
شهر دارای ۵۲ متر مربع فضای سبز به ازای هر نفر (بسیار بالاتر از استاندارد ۹ متر مربعی سازمان جهانی بهداشت) و بیش از ۳۰ پارک شهری است که بهعنوان سیستم طبیعی کنترل سیلاب عمل میکنند. سیلابهای تاریخی کوریتیبا با این ترکیب (فضای سبز، کانالهای طبیعی و حوضچههای نگهدارنده) بهطور کامل مهار شده است، بنابراین انرژیمثبت بودن تنها به معنی برق نیست؛ کاهش انرژی مصرفی در حملونقل و مدیریت آب با طبیعت نیز بخشی از این معادله محسوب میشود.
کیتاکیوشو، ژاپن: همزیستی صنعتی بهعنوان استراتژی انرژیمثبت
کیتاکیوشو که روزگاری یکی از آلودهترین شهرهای صنعتی ژاپن بود، امروز به یک شهر نمونه زیستمحیطی تبدیل شده است. پروژه «شهرک اکوی کیتاکیوشو» (۱۹۹۷) بر پایه همزیستی صنعتی عمل میکند و در آن پسماند جامد یک کارخانه به ماده اولیه کارخانه دیگر تبدیل میشود.
امروزه این شهر دارای مزارع بادی خشکی، پارک انرژی نسل بعدی (شامل هیدروژن و ذخیرهسازهای پیشرفته)، کارخانه بازیافت صفحات خورشیدی (برای پاسخ به چالش زبالههای فتوولتائیک تا سال ۲۰۴۰) و پروژه آزمایشی بازیافت کربن در صنعت سیمان است. کیتاکیوشو نشان میدهد که شهر انرژیمثبت باید در کنار انرژی، چرخه مواد را نیز بسته نگه دارد و بدون اقتصاد چرخشی، حتی برق سبز نیز نمیتواند پایدار بماند.
با وجود دههها تجربه، شهرهای انرژیمثبت با موانع قابلتوجهی روبهرو هستند. نخست، هزینه و انحصار اقتصادی است. مصدرسیتی بارها بهعنوان «انکلاوی (محله لوکس، بسته و جدا از مردم عادی) برای سرمایهگذاران و متخصصان پردرآمد» نقد شده است. بابکاک رنچ نیز با ارائه طیف قیمتی از ۳۰۰ هزار تا بیش از ۴ میلیون دلار سعی در پاسخ به این نقد دارد، اما هنوز نمیتوان آن را شهری ارزانقیمت نامید.
مانع دوم، موانع قانونی و مقرراتی است. مرور سیستماتیک پروژههای PED نشان میدهد که نبود هماهنگی میان سطوح مختلف حاکمیتی، رویههای اداری پیچیده و مشوقهای مالی محدود، همچنان پابرجاست و پروژههای موفق در بسیاری از موارد در دام آزمایشها گرفتار میشوند؛ یعنی نمونههای درخشان اما منزوی که هرگز مقیاسی برای اجرا پیدا نمیکنند.
سومین مانع، ظرفیت و حکمرانی محسوب میشود. بسیاری از شهرها با کمبود ظرفیت فنی، محدودیتهای قانونی و نظارتی، بوروکراسی و دشواری در اندازهگیری منافع دست و پنجه نرم میکنند و مانع چهارم، استدلال پسماند صفر (Zero-Waste Fallacy، اصطلاحی در نقد رویکردهای آرمانگرایانه زیستمحیطی و شهرسازی پایدار) است.
بعضی پژوهشگران استدلال میکنند که انتظار «پسماند صفر» یا «کربن صفر» از نظر قانون دوم ترمودینامیک غیرممکن است و در عمل چنین شهری تنها در صورتی موفق میشود که ساکنان داوطلبانه محدودیتهای رفتاری قابلتوجهی را رعایت کنند. این نقدها نشان میدهد که فناوری بهتنهایی کافی نیست و شهر انرژیمثبت موفق نیازمند حکمرانی قوی، تأمین مالی فراگیر، چارچوب نظارتی شفاف و بالاتر از همه، شهروندانی است که پذیرای شیوههای جدید زندگی و جابهجایی باشند.
شهر انرژیمثبت در حالت کلی دیگر یک ایده دور از دسترس نیست. از مقاومت خورشیدی بابکاک رنچ تا انقلاب گرمایش منطقهای کپنهاگ، از کارآمدی کویری مصدرسیتی تا نقشهراه سیاستی ونکوور، نمونههای واقعی نشان میدهند که ساخت و بازسازی مناطق شهری بهگونهای که بیش از مصرف خود انرژی پاک تولید کنند، بهطور کامل شدنی است. مؤلفههای ضروری برای دستیابی به این شهر اکنون روشن شدهاند:
-انرژیهای تجدیدپذیر در مقیاس شهری (مزارع خورشیدی، توربینهای بادی) به همراه ذخیرهساز باتری
-سیستم گرمایش و سرمایش منطقهای که گرمای هدررفته را به منبع تبدیل کند.
-مقررات اجباری کارآمدی ساختمان بسیار فراتر از حداقل ملی
-حملونقل یکپارچه (اتوبوس سریع، زیرساخت خودروی برقی، پیادهروی و دوچرخه)
-فضای سبز و مدیریت طبیعی آب همسو با اکوسیستم محلی
-حکمرانی فراگیر که مزایای مازاد انرژی را بین همه گروههای درآمدی توزیع کند.
اتحادیه اروپا از طریق مأموریت شهرهای صفر خالص (NetZeroCities) از بیش از ۱۰۰ شهر برای دستیابی به خنثیسازی کربن تا سال ۲۰۳۰ حمایت میکند و مناطق انرژیمثبت را بهعنوان ابزار اصلی معرفی کرده است. مؤسسه منابع جهانی (WRI) تخمین میزند سرمایهگذاری کمکربن در بخشهای ساختمان، حملونقل، مواد و پسماند شهری میتواند تا سال ۲۰۵۰ بازدهی ۱۲ تریلیون دلاری در سراسر جهان داشته باشد و انتشار کربن را تا ۹۶ درصد کاهش دهد. به این ترتیب شهر انرژیمثبت نه یک تجمل برای انکلاوهای ثروتمند، بلکه یک روش ضروری و بهطور فزاینده استاندارد برای ساختن شهر قرن بیستویکم است.
مطالب مرتبط: