产能景观研究综述

　　文／刘　森　青岛理工大学建筑与城乡规划学院　副教授

　　荣振光　青岛理工大学建筑与城乡规划学院　硕士研究生

　　王子悦　青岛理工大学建筑与城乡规划学院　硕士研究生

　　杨希琳　青岛理工大学建筑与城乡规划学院　硕士研究生

　　摘要：在社会经济快速发展的今天，能源建设生产基地或设施对于景观的影响具有多重意义，产能景观的提出，体现了能源生产建设的多种方式。园林景观不仅可以进行景观生态修复与景观美学打造，也可以进行可持续能源的产出与利用。可持续能源与城市中的社会空间、绿色基础设施的结合，发展城市公共空间与多种能源产出景观的协同合作，能够改变城市太阳能丰富但利用效率低、资源浪费严重的现状。产能景观的建立是城市可持续发展中有意义的经验和对策建议，是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要领域。

　　关键词：产能景观；景观设计；零能耗城市

　　引言

　　当谈到产能景观时，我们通常会将景观设计和可再生能源的生产相结合，这意味着使用植物和其他自然元素来产生能量，例如太阳能、风能等，它不仅提供了可再生能源，还可以创造美丽的景观和城市环境[1]，这种方式将会是城市可持续发展的重要一环。本文旨在系统介绍产能景观的概念、特征、设计策略以及其在城市环境可持续性方面的影响。

　　1产能景观的发展及国内外研究现状

　　1.1产能景观的研究意义

　　城市的快速发展导致了能源消耗的增加，而传统的能源生产方式不仅对环境造成了污染，而且存在着资源短缺的问题。产能景观的提出正是为了解决这些问题，将景观的生态功能与能源生产相结合，从而实现城市环境可持续性的目标。

　　1.2国内外研究现状

　　自20世纪60年代以来，由于能源需求的急剧增长和对能源供应可靠性和环境影响的担忧，人们开始研究利用可再生能源作为一种清洁的替代能源来满足能源需求[2]。随着可再生能源技术的不断发展和完善，越来越多的人开始将其应用于城市环境中，并提出了产能建筑的概念。

　　在国外，产能建筑的研究始于20世纪70年代，当时欧洲开始兴起“可持续设计”和“可持续建筑”的概念[3]，探索如何在城市中实现资源的高效利用和环境的保护。在中国，随着城市化的不断加快和能源需求的不断增长，越来越多的人开始关注产能建筑的建设和研究。国内一些学者提出了“零能耗城市”的概念，通过建立各种可再生能源设施和产能景观，以及建设高效节能的建筑和基础设施，实现城市能源消耗的最小化，从而实现城市的可持续发展[4]。产能景观理念就是在此背景下提出的，产能景观应当是城市可持续发展的一种新型方式。

　　在应用方面，国内外已经出现了一些典型的产能景观案例。例如，德国弗劳恩霍夫能源建筑技术研究所建设的NeckarWest产能景观项目，通过在建筑屋顶、立面和停车场上安装太阳能光伏板和风力发电机，以及建设生态廊道、绿化带等，实现了该区域的能源自给自足和生态系统服务的最大化[5]。此外，中国国内也出现了一些产能景观建设的典型案例，例如北京市朝阳区国贸CBD项目中的绿色光伏覆盖体系，通过在建筑外立面、楼顶和停车棚上安装太阳能光伏板，实现了该项目的能源自给自足和环保节能的目标[6]。

　　综上所述，产能景观作为一种新兴的城市设计理念和技术，具有广泛的应用前景和社会意义。未来，随着可再生能源技术的不断发展和完善，产能景观将成为城市可持续发展的重要支撑和基础。

　　2产能景观的概念及作用方式

　　2.1产能景观

　　产能景观是将可再生能源产生的设施、建筑、设备与自然景观融合在一起，创造出具有生态、景观、文化、教育等多种功能的景观空间。产能景观不仅可以为城市提供清洁能源，还可以作为公共空间和文化娱乐场所，促进城市居民的生活和交流。

　　2.1.1产能景观的特征

　　（1）可再生能源生产：产能景观将景观设计和可再生能源生产相结合，使用植物和其他自然元素来产生能量，如太阳能、风能等。它不仅提供了可再生能源，还可以创造美丽的景观和城市环境。

　　（2）可持续性：产能景观设计注重生态系统的平衡，强调景观生态的修复和保护，同时实现可持续能源的产出和利用，促进城市的可持续发展。

　　（3）社会价值：产能景观不仅是一种能源生产的方式，也是城市公共空间的重要组成部分，可以提供人们休闲娱乐、社交活动和文化交流的场所，增强城市的社会价值。

　　（4）经济效益：产能景观不仅可以降低能源成本，提高经济效益。

　　2.1.2产能景观的分类

　　产能景观可以按照不同的标准进行分类。下面是几种常见的分类方法。

　　（1）根据空间位置划分：根据景观的空间位置不同，可以将产能景观划分为城市内部景观、城市周边景观、山地景观、海岸景观等。例如德国弗莱堡太阳能社区，占地38公顷，安装光伏系统总面积11000平方米，年发电量约1000兆瓦时。

　　（2）根据功能划分：根据景观的功能不同，可以将产能景观划分为农业生产景观、能源生产景观、水资源生产景观、矿产资源生产景观等等。农业生产景观，例如日本千叶县光伏农业园区，占地面积20公顷，光伏装机容量10兆瓦，年发电量11000兆瓦时。

　　（3）根据技术手段划分：根据景观产能的实现技术不同，可以将产能景观划分为太阳能产能景观、风能产能景观、生物质产能景观、地热能产能景观等。生物质产能景观，例如瑞典斯德哥尔摩生物质能供热系统，年处理生物质燃料150万吨，供热能力1600兆瓦，每年减排二氧化碳量达到250万吨。

　　本文主要从产能景观的不同空间位置来进行产能景观的不同设计策略研究。

　　2.2产能景观的产能方式

　　2.2.1利用景观设施及周边的生物能源

　　在景观绿地内部和周边布置太阳能和风力发电设备，通过自然能源来实现绿地景观装置产能。例如，通过布置太阳能光伏板或小型风力发电机等设备，将太阳能和风能转化为电能，从而实现绿地的能量生产。北京市朝阳公园建设了光伏发电站，年发电量可达170万度，相当于减少二氧化碳排放1700吨，具有较好的环境效益[6]。

　　2.2.2利用绿地进行生物质能生产

　　景观绿地中的植物和废弃物可以作为生物质能的生产原料，例如城市公园中的枯叶、枝条等可以通过生物质发电设备进行能源生产。例如，广州市白云山森林公园建设了生物质能发电站，利用废弃物和枯枝等生物质能源，年发电量可达4500万度[7]。

　　2.2.3利用绿地进行油料作物的生产

　　在景观植物选择时，可选择适宜的植被种类，不同的植被种类具有不同的经济与社会价值。在产能景观设计时，可选取部分当地乡土植物，这些乡土植物可以是能进行榨油的油料作物。因此，在油料作物成熟后，即可通过榨油的方式实现绿地的能源生产[8]。例如，青岛市乡土植物赤碱蓬具有耐盐碱与干旱的特点，其本身也可被用来榨油，利用这一特点即可实现产能景观的开发利用。

　　3产能景观设计策略

　　产能景观的设计是实现景观产能的关键。为了实现产能景观的设计目标，需要制定合适的设计策略。

　　3.1滨海景观产能

　　滨海地区是产能景观的重要组成部分。针对滨海地区，设计策略应该注重以下几点。

　　（1）水资源利用：滨海地区水资源丰富，应该注重对水资源的利用，建立海水淡化厂和污水处理厂，设计雨水收集系统，用于景观灌溉，满足滨海地区产能景观的用水需求。

　　（2）海洋资源利用：滨海地区的海洋资源非常丰富，可以利用海洋潮汐、波浪等自然资源进行发电，可以发展海洋养殖、海洋能源利用等产业，同时要考虑兼顾海洋生态环境的保护，实现产能景观的多样化发展[9]。例如中国山东“海上风电+”项目，结合养殖和旅游，年产值超10亿元。

　　3.2山地景观产能

　　在山地景观产能的设计中，可以采用以下策略。

　　（1）充分利用地形地貌资源：山地景观产能的开发利用需要充分借助山地的地形地貌资源，将其转化为能源资源，例如可以利用山坡进行水力发电。

　　（2）设置合理的景观空间布局：山地景观产能的空间布局需要兼顾生态环境、经济效益和社会效益，合理规划、利用山地空间资源，实现滨海经济、社会、生态效益协调发展。

　　防城港上思县光伏茶园项目依山势布局，与茶田景观结合，为上思县300兆瓦光伏项目提供能源通道支撑。该光伏项目投产后每年通过此线路输送约3.1亿千瓦时清洁能源，有效缓解电网供电压力，保障了产能景观（光伏项目）到城市电网的稳定输电。

　　3.3城市绿地景观产能

　　城市绿地是城市中非常重要的公共空间，既能为城市居民提供的休闲娱乐活动场所，也能起到调节城市气候、净化城市空气、防治城市污染等多重作用[10]。同时，城市绿地还有很大的潜力来产生能源。在城市绿地景观产能方面，可采取以下的设计策略。

　　（1）利用城市绿地进行光伏发电。在城市绿地内部和周边布置太阳能和风力发电设备，通过自然能源来实现城市绿地景观产能。在城市公园、广场、绿地等空间内，可以建设光伏电池板，利用太阳能进行发电。例如可设计太阳能树作为景观小品与充电站，新加坡滨海湾花园“超级树”集成光伏系统，总装机容量200千瓦。

　　（2）科学规划绿地布局。在城市绿地规划中，应考虑绿地景观产能的布局与结构，包括光照、植被密度、绿地面积等因素的影响，以提高绿地景观产能的利用效率和可持续性。设计多层次植被结构，提高生态效益，比如美国纽约的高线公园每年吸收900吨二氧化碳，并释放出600吨氧气。

　　（3）强化绿地景观生态功能。保持水源、防治土地侵蚀和保护生态多样性等，以提高城市绿地景观的可持续性和生态效益。

　　3.4构建可持续能源基础设施的协同作用模型

　　在产能景观的设计过程中，需要构建可持续能源基础设施的协同作用模型，以确保产能景观的能源产出和利用的有效性和稳定性。

　　需要利用可再生能源的间歇性产生能量的特点。在产能景观中，太阳能和风能是主要的可再生能源，但它们的能量产生是不稳定的。因此，需要建立适当的能量储存设施，以便在需要时储存能源，以确保城市能源供应的稳定性。

　　需要协调城市中不同的能源需求和产出。不同的城市区域和社区具有不同的能源需求和产能潜力。因此，需要建立一个合适的协调机制，以确保不同区域之间能源的平衡和协调。这可以通过建立能源交换和共享机制，实现城市能源的可持续发展。

　　总之，可持续能源基础设施的协同作用模型是产能景观设计中的关键要素之一。只有构建了这样的模型，才能确保产能景观的能源产出和利用的有效性和稳定性。

　　3.5量化研究

　　为了更好地评估产能景观的效益和影响，需要进行量化研究。量化研究可以提供客观数据支持，帮助我们更好地评估产能景观在可持续发展中的作用。

　　在量化研究中，可以采用能源系统分析、景观生态学评估等方法，对产能景观的能源产出、碳减排、生态效益等进行评估和分析。在具体实施中，可以对不同类型的产能景观进行对比，评估其效益和潜力，并对设计策略进行优化和改进。量化研究还可以为政策制定提供依据。根据评估结果，可以制定更加科学合理的政策和标准，推动产能景观在城市可持续发展中的广泛应用。

　　4产能景观对实现城市环境可持续性的影响

　　产能景观的建设对城市环境可持续性发展有着积极的影响，能够实现资源回收再利用，减少环境污染和能源消耗，实现城市内能源的多样化和合理分配。

　　通过建设产能景观，城市可以分配景观产能能源，实现城市内能源供应的多样化，降低城市的能源消耗和对传统能源的依赖。例如，利用城市公园的生物质能够为公共交通和公共照明等提供能源，从而实现城市内能源的分配和利用。

　　产能景观在资源利用方面也发挥着关键作用，有助于城市实现资源的可持续利用。一些产能景观项目，如太阳能板铺设区域、风力发电设施场地等，能够充分利用自然能源，将太阳能、风能转化为电能，减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放强度，推动城市向绿色低碳方向发展。

　　结语

　　本文综述了产能景观的概念、发展背景、研究现状、特征和设计策略，以及对城市环境可持续性的影响。产能景观的建设有助于提高城市的生态环境质量，改善城市气候和环境。在未来的研究中，我们需要结合城市的实际情况，探索出更具可操作性和实用性的产能景观设计策略，进一步完善产能景观的理论框架和实践应用，促进产能景观的普及和推广，为实现城市可持续发展和“碳达峰、碳中和”目标作出更大的贡献。

　　参考文献：

　　[1]姜丽.城市公共空间中可再生能源景观协同作用探究[J].城市建筑,2022,19(16):1-4.

　　[2]孟一凡.乡村振兴下泰州生产性景观分类体系及其营造[J].村委主任,2024(17):207-209.

　　[3]姜爱荣.“双碳”背景下的TOD城市综合体近零能耗建筑技术实践[J].隧道与轨道交通,2024(2):1-4+72.

　　[4]张驰.艺术介入视角下的乡村生产性景观设计研究[J].美与时代(城市版),2024(6):51-53.

　　[5]梁艳艳.乡村可持续生产性景观营造设计分析[J].新城建科技,2024,33(5):61-63.

　　[6]张顺波,吴会会,肖国增.旅游体验视角下乡村生产性景观规划实践研究——以荆州市铜岭村为例[J].绿色科技,2023,25(21):33-39.

　　[7]李馨桃,刘琪.城市生产性景观研究现状及分析[J].中外建筑,2023(9):51-54.

　　[8]易文非,范舒欣,董丽,等.浅谈生产性景观的植物应用与设计[J].景观设计,2023(4):86-90.

　　[9]黄钰雯,刘黎明,夏哲一,等.农业景观美学价值的内涵及在“美丽乡村”建设中的提升策略[J].小城镇建设,2023,41(7):28-34+53.

　　[10]徐惠妍.近零能耗建筑的设计及运营实践[J].电气时代,2024(11):127-130.