气候变化与韧性建设 | 马斯达尔城:如何把荒漠变成气候适应范本?

导语

酷热干旱、淡水资源匮乏的沙漠腹地,能不能建起一座抗高温、零碳耗、水资源循环利用的宜居新城?阿联酋阿布扎比马斯达尔城(Masdar City),用近20年落地实践,把气候减碳+极端气候适应+社区长效韧性融为一体,成为全球气候变化应对最经典的城市案例,也为国内城乡韧性建设提供大量可借鉴思路。

起源:产油国的碳中和转型实验

全球变暖加剧高温热浪、水资源短缺危机,身处热带荒漠的阿联酋,常年面临45℃以上极端高温、淡水资源极度稀缺的气候短板。作为依赖化石能源的国家,阿布扎比提前布局能源转型,2006年正式启动马斯达尔城(Masdar City)项目,最初定位:全球首座零碳、零废弃物、完全可再生能源供给的示范新城,同时直面沙漠极端气候,打造城市气候韧性样板。

图1 阿联酋阿布扎比附近的沙漠

项目初衷不止打造网红建筑:摆脱石油经济依赖,搭建清洁能源研发产业集群,证明哪怕最恶劣的荒漠气候,城市也可以实现低碳可持续发展。

可再生能源体系:全城电力不靠化石燃料

荒漠最不缺日照,但常规光伏单一模式稳定性差,马斯达尔为此搭建了一套多能源互补供电网络。

图2 马斯达尔能源结构占比

整体能源配比经过测算:光伏发电承担 53% 供电需求,聚光太阳能占 26%,真空管集热设备补充 14%,日常废弃物焚烧发电 7%。

图3 Beam-Down 下置集光塔原理
图4 Beam-Down 下置集光塔实景

闭环水循环系统:几乎零外购淡水

干旱缺水是沙漠城市绕不开的死穴,马斯达尔没有单纯依靠海水淡化硬扛,而是搭建一套节水 — 净化 — 回用完整水循环。

日常用水从源头管控:全城统一安装低损耗节水洁具,搭配分户智能水表管控用水量;园区绿植全部选用本土耐旱耐盐品种,配套纳米黏土、智能滴灌装置大幅削减灌溉耗水。2024 全年统计,片区建筑饮用水消耗对比标准基线节省 13.1%,累计省下 30892 立方米淡水,换算下来相当于 12.4 个标准奥运泳池的水量。

 污水处理核心依靠 MBR 膜生物反应器,居民生活产生的灰水、黑水统一收集,通过膜分离技术完成净化,处理后的中水 用于浇灌公园绿植;就连空调运行产生的冷凝水也单独收集,不浪费一滴可利用水资源。市政饮用淡水全部由太阳能驱动海水淡化设备产出,不消耗化石能源,打通荒漠水资源的持续闭环。

图5 MBR 膜生物反应器核心原理

被动式低碳建筑:不开空调,扛住 45℃

很多热带城市只能依靠大功率制冷设备对抗高温,能耗居高不下。马斯达尔直接借鉴传统阿拉伯民居智慧,搭配现代城市规划,靠建筑和街道天然形成降温微气候,大幅降低制冷需求。

规划阶段就结合当地全年昼夜、四季风场数据,把整座城市抬高 23 英尺,设计窄遮阳巷道,引导夜间来自波斯湾的凉爽海风深入街区;建筑大面积外遮阳、加厚夯土蓄热墙体、多层隔热幕墙组合,配合风塔的自然通风结构,同等面积建筑水电消耗比阿布扎比普通楼房低 40%。

图6 通过幕墙遮阳减少空调负荷的马斯达尔学院
图7 马斯达尔城中央风塔

马斯达尔城中央风塔复刻阿拉伯传统巴吉风塔(Badgir)智慧,塔顶百叶智能捕捉高空冷风,气流沿塔体向下输送;塔内配套水雾蒸发降温,最终在广场释放凉风,不用空调就能降低公共空间温度,实现零能耗被动通风降温。

零私家车智能慢行交通:全城禁止燃油车

马斯达尔是全球首个从规划阶段就全面淘汰私人燃油车的城区,整套出行体系分层设计,兼顾短途通勤、跨城出行,零尾气排放。

片区内部短途出行依靠无人驾驶 PRT 电动舱车,专门修建地下专用隧道,不受日晒影响,静音无排放;跨城通勤依靠纯电动轻轨 LRT,直达阿布扎比市中心、迪拜;地面全域铺设连续骑行绿道,园区各处配套免费新能源充电桩。

图8 无人驾驶 PRT 电动舱车

零私家车智能慢行交通:全城禁止燃油车

市面上不少低碳示范项目,依靠持续拨款维持,一旦资金断档就难以运转,马斯达尔最特别的一点,就是搭建了能自主盈利的科创产业生态,实现长期自持运营。

园区划分七大特色产业集群:清洁能源、人工智能、生命科学、智慧农业、航天科技、智慧出行,还有专属女性创业扶持板块,累计入驻 1257 家政企、科研机构,国际可再生能源署 IRENA 的全球总部也设在这里。

当地设立 The Catalyst 清洁科技创投基金,联合头部企业扶持低碳初创企业,城区开放光伏、中水系统、零能耗楼宇作为实地中试场地,打通技术研发、落地商用完整链路。从运营数据来看,园区物业出租率常年稳定在 99.6%,本地供应商采购占比 99.6%,产业收益可以覆盖园区日常运维,不用长期依赖政府资金,解决了生态项目难长久的痛点。

图9 马斯达尔城的科研项目

结语

马斯达尔五大系统相辅相成,覆盖能源、水、建筑、交通、产业五大城市核心板块,完整构建干旱地区气候韧性城市解决方案。它证明:应对高温、缺水、碳中和多重气候挑战,不能只依靠单一技术改造,必须统筹资源循环、被动适应、低碳交通与产业长效运营,这套成熟体系也为国内海绵城市、乡村水资源韧性建设提供重要借鉴思路。

图10 马斯达尔城

参考文献 | 出处

[1] Sankaran V and Chopra A 2020 Creating Global Sustainable Smart Cities (A Case Study of Masdar City) J. Phys.: Conf. Ser. 1706 012141

[2]Masdar City Environmental, Social & Governance Report 2024: Enhancing quality of life through innovation, collaboration and sustainability

[3]马斯达尔城官方图库

文案 排版 | 袁润秾

审核 | Moonlight.Z