07、零碳社区概念辨析_王梓晨VIP专享VIP免费

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城市建筑 2017.5
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URBANISM AND ARCHITECTURE May. 2017
一、引言
随着我国城镇化进程加速和城乡生活水平的提高社区日常生活
消费成为碳排放量的重要领域据国际能源机构IEA数据显示2014
年经济合作与发展组织OECD公布的国家的碳排放占比中居住部
Residential Sector8%而电力和热力的碳排放中居住部门又占
12%若再加上社区交通出行对交通等部门的碳排放贡献社区的碳排放
量则更大19952004我国国内家庭碳排放量占总排放量的比重由
19%升至 30%[1] 20072012国家庭碳足迹总量增加了19%
估算中国每年有将近2 000万的人口从农村迁入城市如果社区居民都采
用城市高碳的生活方式当每个中国家庭的碳排放都达到当前城市高收入
家庭的人均水平则中国整体碳足迹将增长3[2] 作为城镇化发展过程中
碳排放的重要构成社区减碳将对我国减少二氧化碳整体排放水平发挥积
极的作用
当前国内与社区减碳相关的研究主要集中在低碳社区[3] 的研究成
果相对较少零碳社区及相关概念的内涵目前尚不明确也缺乏梳理和辨
不利于开展更深入的社区减碳研究相关政策和标准的制定和社区节
能减排的有效推进及落实本文通过梳理国内外研究与实践中对零碳社区
及相关概念如低碳社区零碳建筑和近零碳等的论述探讨零碳社区
的内涵
二、低社区
低碳Low Carbon的概念可追溯至1997京都协议书所提出
:“ … … 使其在20082012年承诺期内这些气体的全部排放量从1990
水平至少减少 5%。”而具体出现在政府官方文件则可追溯至 2003 年英国
发布的我们能源的未来 创建一个低碳经济体》(
Our Energy Future:
Creating a Low Carbon Economy
),书中制定了约在2050年之前使英国
的二氧化碳排放量减少 60%左右的目随着低碳经济概念在国际社
会得到广泛认同低碳转型Low Carbon Transition)、[4]低碳发展Low
Carbon Development[5]等概念也陆续出现并逐渐从社会经济层面延伸
至城市社区和建筑等物质空间层面如今欧洲多地已经着手推动当地社
区向可持续能源社区或低碳社区转变我国也2014年起在全国范围内开
展低碳社区试点工作
国际上有代表性的建筑 /社区评估标准如美国的 LEED-ND英国的
BREEAM Communities日本的CASBEE for Home多项指标都涉及社区减
碳的内容鼓励社区建设的低碳发展[6] 若社区能达到其设定的相应评分标
可以认为这些社区也属于低碳社区这些工具旨在根据一套定义的标
准和主题来评估社区他们提出了一个标准清单大部分是可选的和一
系列各种指导方针以帮助当地利益相关者设计师和公民走向更加可持
续的发展模式尽管他们都包含推动节能减碳的主题但他们既没有对能
源消耗量或二氧化碳排放进行定量评估也没有对改造方案的减碳效果进
行评估
国外的 Heiskanen等认为低碳社区是以合作和协作的方式提供适应
性的环境和机制以鼓励日常行为的转变来降低社区成员生活方式的碳
排放强度的社区即通过社区行动实现减少二氧化碳排放量的目标[7]
Moloney等认为低碳社区不只是行为方式低碳化不能只期望社区居民行
为的改变而不考虑系统性的革新需要把上级部门系统的支撑体系资金
模式基础设施项目以及政策和监管机制等整合进行低碳社区的建设[8]
Abas等认为低碳社区是把排放至生态环境的温室气体特别是二氧化碳
最小化可以理解为一种具有全局观a Holistic Idea的把温室气体排
放减少至可以被自然界所吸收的在地方层面开展的方法原则上有四项主
要战略包括改变人们的生活方式和习惯鼓励使用节能设备和可再生能
增加绿化区域以及与发展政策相结合的低碳社区政策实施[9] 低碳
零碳社区概念辨析
AN ANALYSIS OF THE CONCEPT OF ZERO CARBON COMMUNITY
王梓晨 朱隆斌 Wang Zichen Zhu Longbin
摘要 我国《“十三五控制温室气体排放工作方案提出建设近零碳排放区示范工程近零碳社区乃至零碳社区是其中重要的示范试点对
然而目前对于零碳社区的内涵缺乏明晰而统一的定义基于国内外相关文献的分析从社区减碳目标的设定社区碳排放的计算方法
社区碳排放的碳排放边界和社区减碳的策略等几个方面对低碳社区零碳社区和近零碳社区的概念进行辨析以期对我国的零碳社区的理论研
究和实践提供有意义的参考
关键词 低碳社区 零碳社区 碳排放
Abstract China's "thirteen five" control of greenhouse gas emissions program "proposed the construction of near zero carbon emissions
demonstration projects, nearly zero carbon community and even zero carbon community is one of the important demonstration pilot.
However, there is a lack of clarity and uniform definition of the zero-carbon community. Based on the analysis of relevant literatures at home
and abroad, there are several aspects of low carbon community, zero carbon community, and so on from the aspects of community carbon
reduction target setting, community carbon emission calculation method, community carbon emission boundary and community carbon
reduction strategy Near zero carbon community to analyze the concept, with a view to China's zero carbon community theoretical research
and practice to provide a meaningful reference.
Keywords low carbon community, zero carbon community, carbon emissions
DOI:10.19892/j.cnki.csjz.2017.14.005
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ACADEMIC RESEARCH
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学术研究
建设开展得较早的英国在 2010 年发起的低碳社区挑战项目LCCC中未
说明低碳社区的减碳率要达到何值而是主要强调因地制宜的低碳技术
整体性的措施和社区范围内的居民行为改变等推动社区碳排放量的降
也有观点认为低碳社区是资源高效利用的社耗最少的不可再生
资源并产生最低的碳排放同时为居住和工作的人们提供最佳生活质量
至于社区碳排放减少多少方可认定为低碳社区目前文献中讨论得较少
国内对低碳社区的系统论述始见于2008年辛章平等关于低碳社区及
其实践的研究[10] 不同学者对低碳社区也有不同的解释如徐伟认为低碳
社区应最大限度地应用可再生能源等低碳能源比例与同比社区高 20%
[11] 减少碳源使碳排放强度与同比社区低 25%以上周晓娟认为低碳循
环社区是通过能源资源交通用地建筑绿化管理监控等综合手
来减少社区规划建设和使用管理过程中的碳排放促进建构双重循环
的社会经济体系其建设的核心是零能源消耗系统[12]ARUP在北京长辛
店低碳社区规划中提出基于可持续发展架构可量化绩效指标及资源综
合管理的低碳社区概念设定了相对于现有规范减少50%的二氧化碳排放
目标未阐明碳排放计算的相关内容)。[13] 截至目前国内对低碳社区的
权威界定可见国家发改委印发的低碳社区试点建设指南中的定义——
低碳社区是指通过构建气候友好的自然环境房屋建筑基础设
生活方式和管理模式降低能源资源消耗实现低碳排放的城乡社区
文件还分别就城市新建社区城市既有社区和农村社区3种类型提出比照
基准情景需达到20%10%和≥8%的减碳率但没有提及如何计算碳
排放量)。
总体而言低碳社区是通过相应的减碳措施使得社区二氧化碳排放量
比基准值有所降低的情形通常以二氧化碳排放下降率来衡量而碳排放
下降程度则因具体情况而异对于低碳的界定二氧化碳排放下降率
并无明确的区间范围相应的取值通常取决于设计者或政策制定者故低
碳社区指的是实现设定的减碳目标或者碳排放相对基准情景有所减少
长期稳定在低碳水平的社区
三、零碳社区
零碳的概念是在低碳的基础上进一步发展而来的与零碳Zero
Carbon相类似的概念还包括零排放Zero Emission)、零碳排放Zero
Carbon Emission和碳平衡或碳中和Carbon Neutrality相比低
碳的概念零碳的目标较为清晰即实现净零碳排放联合国环境规
划署排放差距报告2014》(
The Emissions Gap Report 2014
认为全球碳
中和意味着全球范围内的人类活动产生的二氧化碳为净零Net Zero
净零指的是一些现有的二氧化碳排放可以通过相同的二氧化碳吸收量
进行补偿即负排放Negative Emissions),只要是由进入大气的人类活
动产生的净碳排放为零即可 英国可持续社区评价体系BREEAM Commu-
nities也指出碳中和Carbon Neutural是在透明的碳排放计算框架下
减少碳排放量并补偿剩余的碳排放使净碳排放为零国际气候行动网
CANI2014年发布的声明中认为零碳意味着化石能源时代的终结
有的化石能源都被无污染的可再生能源100%所取代也有观点认为要实现
真正的零碳必须要开发负碳排放"Negative Carbon" Emissions的技
即直接从大气中对碳进行捕捉并封存CCS)。
上述对零碳的认识主要是基于全球范围在该尺度下的碳排放边界
Boundary基本不存在争议而一旦具体到较小的尺度如建筑的碳
排放),由于碳排放计算选取的边界存在差异零碳便产生了不同的解
如澳大利亚可持续建设环境委员ASBEC在定义零碳建筑时提出
零碳的五种情况 零产碳Zero Carbon Occupied),零含碳Zero Car-
bon Embodied),全生命周期零碳Zero Carbon Life-cycle),自主零碳
Autonomous Zero Carbon和碳正建筑/负产碳Carbon Positive);
国社区及地方政府部DCLG进零碳层级的概念将实现零碳分为
允许值”(Carbon Compliance零碳”(Zero Carbon两个层级
Torcellini等也总结了零能耗定义的4种类型 净零场地能源Net Zero Site
Energy),净零能源资Net Zero Source Energy),净零能源消耗Net
Zero Energy Costs和净零能源排放Net Zero Energy Emissions)。也有
观点认为零碳分两种情况一是在场地内实现碳排放和碳汇的中和在森林
覆盖率较高和化石能源消费量相对较少的地区通过节能减排措施可实现碳
中和目标 二是如果在场地内无法碳中和则通过碳补偿Carbon Offset-
ting手段在场地外进行弥补如植树造林和投资绿色技术)。
而作为低碳社区的终极目标零碳社区Zero Carbon Community
的概念也同样面临这样的问题尽管零碳社区从字面上理解即为碳排放
为零的社区与零碳社区相近的概念还包括零排放社区Zero Emission
Community)、零碳排放邻里Zero Emission Neighbourhood和碳中
和社区Carbon Neutral Community目前零碳社区尚未有权威的
定义对零碳社区的内涵存在不同的观点如英国生态镇大纲》(Eco-
towns Prospectus认为零碳意味着家庭所有用能的净碳排放Net Car-
bon Emissions为零自电网的能源消耗量小于或者等于可再生能源技
术的能源产量随后发布的生态镇规划政策声明》(
Eco-towns PPS
又指出生态镇的零碳是指生态镇发展中建筑所有能源使用的年度整体的
净碳排放为零或者低于零并提出生态镇发展的所有规划中都应该说明如
何实现这个目标有观点认为碳中和邻里Carbon Neutral Neighbour-
hoods包括4个层面的内容 ①最小化邻里的能源消费 ②最大化社区
的可再生能源生产能力及其使用率 ③使用当地碳补偿方式来处理残余的
碳排放Residual Carbon Emissions); ④改变居民的生活方式和行
Bill Dunster认为完全零碳发展ZED是社区能源完全由场地内的可再生
能源提供建筑对热力和电力的需求降低到新的层次社区内的可再生能
源中心提供的电力足以满足整个小区的生活和工作的电力需求以及每年
二氧化碳净排放量为零等[14] 有观点认为社区的净零意味着所有建筑物每
年使用的能源总量大致等于在该地区创造的可再生能源的数量提出要实
现净零需要重点关注主要碳排放源能源使用和能效的问题欧洲可持续
能源转化系统项目RETS中提出零排放村Zero Emission Village并非
完全没有碳排放产生而是其碳排放量不至于破坏大气中二氧化碳的平衡
二氧化碳被植物等吸收即可)。澳大利亚零碳社区项目BZE提出建
设零碳社区应包括设定减碳目标设定碳排放基线减碳策略制订和社区
参与等内容也有观点认为零碳社区包括 100%可再生能源100%零碳建
零碳排放交通可扩展的植被恢复方案用以补偿土地使用和其他碳排
放和零废弃物排放Marique认为零能耗社区Zero Energy Community
需要考虑两个主要的问题 一是能源需求指空调采暖通风照明
水等和就地的可再生能源生产 二是社区交通的能耗消费并提出一个
简易的零能耗社区分析框架和计算方法[15]Berry等提出对于零碳住宅的
界定其减碳要求必须透明化和可量化Transparent and Quantified)——
明确传达结果 可验证Verifiable)—明确传达的验证方可证明
Certifiable)——可由合格的人员随时和重复地进行检测[16]
通过梳理零碳零碳社区可发现由于文献中对于碳排放计算
边界的不同在社区层面的零碳可以包括多种解读①社区在全生命周
期内各系统产生的碳排放为净零②社区在全生命周期内各系统产生的剩余
少量净碳排放通过场地外的碳补偿方式中和 ③社区在运行阶段各系统产
生的碳排放为净零 ④社区在运行阶段各系统产生的剩余少量净碳排放通
过场地外的碳补偿方式中和 ⑤社区在运行阶段的能源需求由通过场地内
或场地外的无碳排放的可再生能源满足能源消耗产生的碳排放为净零
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对应上述社区层面零碳的不同层次零碳社区 5种层级总结为
1): 零碳社区全生命周期零碳)、碳中和社区全生命周期碳中
)、零产碳社区运行阶段零产碳)、产碳中和社区运行阶段碳中和
和近零碳社区运行阶段零能耗碳社区概念的定义需要一个缜密
且灵活的开放框架根据项目需求标及条件如经济条件气候
碳需求或者当地可再生能源特点等适当调整或增减内容在保持框
架整体性的前提下综合不同的要素形成因地制宜的零碳社区模式
四、近零碳社区
201611月国务院印发的《“十三五控制温室气体排放工作方案
明确提出 : “……开展近零碳排放区示范工程2020年建设50个示范
项目。” [17] 近零碳的概念在国家层面得到的认可和支持广东等地
也相继展开相关探索近零碳社Nearly Zero Carbon Community
上述零碳社区的一种类型即社区运行阶段能源系统的净零碳排放又称
为近零排放Nearly Zero Emission或近零能耗Nearly Zero Energy)。
近零碳的概念于2010年由欧盟能效经济委员会ECEEE提出截至2020
1231日欧盟所有新建建筑必须消费近零能耗Consume Nearly
Zero Energy)。[19]目前尚未有近零碳社区的统一定义近零碳社区的定
义可参考欧盟建筑能效指引EPBD对近零碳建筑NZEB的定义——
近零碳建筑指的是能耗极低的建筑近零或者非常低的能源需求几乎完
全由可再生资源所产生的能源来承担包括场地内或附近产生的可再生能
。”同理近零碳社区可以理解为能耗极低的社区近零或者非常低的
能源需求由社区基地内或基地周边生产的无碳排放的可再生能源来承担
完全替代传统能源从而在满足社区运行阶段的能耗需求的同时几乎不产
生二氧化碳排放
五、概念辨析
低碳社区零碳社的概念辨析可从四个层面展开 ①社区
减碳目标的设定 ②社区碳排放的碳排放边界 ③社区碳排放的计算方
④社区减碳的策略其中社区碳排放边界包括两个维度 a社区
生命周期的维度社区发展过程中哪些阶段应纳入碳排放计算),b
区系统的维度社区系统的哪些子系统的碳排放应纳入计算),社区碳排
放的计算方法指的是如何对社区减碳效果进行量化社区减碳策略则包括
社区减碳的规划设计技术措施和实施管理等内
基于上述四个层面,“低碳社区概念呈现四个特点①减碳目标
不明确不同的研究有不同标准碳排放到底降低多少可以认定为低碳社
)。减碳目标的设定存在很宽泛的自定义区间一些文献也并未提出减
碳的目标②碳排放边界比较模糊如碳排放边界是覆盖社区的全生命周
期还是社区的运行阶段 社区各项子系统的碳排放内容也不明晰如社
区碳排放是否应涵盖垃圾处理给排水的碳排放社区交通出行的碳排放
是否需涵盖长距离出行所产生的碳排放等)。③缺乏对最关键的碳排放计
算问题的说明难以验证低碳社区的减碳效果尽管一些文献提出了碳排
放下降率的具体数值要求一些文献也给出了低碳社区的碳排放下降率
但碳排放计算过程较为隐秘难以具有说服力④社区减排策略尽管各有
侧重但减碳的思路基本形成共识降低碳排和增加碳汇)。总的来看
数文献的低碳社区概念主要建立在一种基本判断之上即只要采取相应的措
就能达到减碳的效果故其关注点大多集中在如何减少碳排放而非降
低多少碳排放量的问题从这个角度来看绿色社区生态社区可持续社
区等概念由于也包含了减少碳排放的效果在广义上也可看作是低碳社区
对于零碳社区虽然对零碳本身存在不同的解读但由于目标较为
明确实现零碳排放),故零碳社区对能否使碳排放降为零的问题尤为关
因此也就无法回避社区碳排放的计算问题——量化分析产生的碳排放
量能否被碳汇量所中和零碳社区概念有四个特点 ①社区在零碳规划建
设或零碳化改造之前的策划阶段通常设定明确的减碳目标碳排放为0);
②零碳社区目前大多讨论的是社区运行阶段的碳排放情况社区在运行
间维持不产生碳排放的状态),且主要关注社区能源系统的碳排放问题
如社区的能源需求能够通过可再生能源就地满足),但对于社区的全生
命周期各个阶段及社区其他系统如废弃物处理系统水系统交通系统
碳排放核算的研究较为缺乏为该部分的碳排放内容过于庞杂
多项数据的可获得性较差通常需以专项形式的碳排放清单编制开展
碳排放计算主要采用排放因子法Marique以该方法将社区年度建筑的
能耗和日常出行的能耗求和再将社区通过可再生能源技术产生的能量求
最后两者相减根据结果大致判断是否实现零能耗),考察零碳社区
碳排放的时间单元通常以年度为单与联合国政府间气候变化委员会发
布的2006IPCC国家温室气体清单指南所用周期一致); ④社区零碳
策略较为多元化但大多把社区能源系统规划的整体性方案包括减少能
源需求提高能效和可再生能源利用等作为社区规划建设的重点之一
通过对低碳社区和零碳社区概念的分析可以看出两者并非完全对立
的关系而是各有侧重零碳社区比低碳社区在社区减排目标的设定上更
为明确 由于零碳社区涉及量化分析更为关注碳排放边界问题不同层
级的零碳目标对应不同深度的减碳方案如近零碳社区主要考虑的是运行
阶段零能耗实现全生命周期零碳则还要考虑碳补偿等手段); 低碳社区
几乎没有涉及社区碳排放的计算方法方面的内容而零碳社区主要通过碳
排放计量框架或评估模型来量化分析社区碳排放 零碳作为低碳的更高要
低碳社区和零碳社区在社区减排策略上所涵盖的内容差别不大如都
涉及用地布局交通能源系统节水废弃物处理社区绿化和社区参
与等内容),但由于社区用能的碳排放在社区碳排放中占据较大的比重
因此零碳社区更加注重社区能源规划在实现零碳目标过程中发挥的重要作
强调整体性的社区能源概念总之低碳社区更多地反映一种社区规
划建设或改造模的转变是相对高碳排放而言的可持续新型发展模
而零碳社区则可以被看作是低碳社区发展的最终目标社区的净碳排
放在设定的碳排放边界下为零
1 零碳社区的5种层级
碳排放 零碳
LNC=CC+OC-CS
LNC社区全生命周期内的净碳排放
OC社区运行阶段产生的CO2
CC社区其他阶段非运行阶段
间接产生的CO2
CS社区场地内的碳汇
零碳社区社区全生命周期的净碳排放
减少至零
LNCon-site=0
LNC= CC+OC-CS-CO
LNC社区全生命周期内的净碳排放
CC社区其他阶段非运行阶段
间接产生的CO2
CS社区场地内的碳汇
CO社区场地外的碳补偿
碳中和社区社区在全生命周期产生的
净碳排放通过碳补偿中和
LNC=0
ONC= OC-CS
ONC社区运行阶段的净碳排放
OC社区运行阶段产生的CO2
CS社区场地内的碳汇
零产碳社区社区在运行阶段碳排放
为净零
ONCon-site=0
ONC= OC-CS -CO
ONC社区运行阶段的净碳排放
OC社区运行阶段产生的CO2
CS社区场地内的碳汇
CO社区场地外的碳补偿
产碳中和社区社区在运行阶段产生的
净碳排放通过碳补偿中和
ONC =0
EC社区运行阶段能耗需求的
净碳排放
近零碳社区社区在运行阶段完全使用
无碳能源
EC=0
来源作者自绘
21城市建筑2017.5URBANISMANDARCHITECTUREMay.2017一、引言随着我国城镇化进程加速和城乡生活水平的提高,社区①日常生活和消费成为碳排放量的重要领域。据国际能源机构(IEA)数据显示,2014年经济合作与发展组织(OECD)公布的国家的碳排放占比中,居住部门(ResidentialSector)占8%,而电力和热力的碳排放中居住部门又占12%,若再加上社区交通出行对交通等部门的碳排放贡献,社区的碳排放量则更大。1995~2004年,我国国内家庭碳排放量占总排放量的比重由19%升至30%。[1]而2007~2012年,中国家庭碳足迹总量增加了19%。据估算,中国每年有将近2000万的人口从农村迁入城市,如果社区居民都采用城市高碳的生活方式,当每个中国家庭的碳排放都达到当前城市高收入家庭的人均水平,则中国整体碳足迹将增长3倍。[2]作为城镇化发展过程中碳排放的重要构成,社区减碳将对我国减少二氧化碳整体排放水平发挥积极的作用。当前国内与社区减碳相关的研究主要集中在低碳社区,[3]而的研究成果相对较少。零碳社区及相关概念的内涵目前尚不明确,也缺乏梳理和辨析,不利于开展更深入的社区减碳研究、相关政策和标准的制定和社区节能减排的有效推进及落实。本文通过梳理国内外研究与实践中对零碳社区及相关概念(如低碳社区、零碳建筑和近零碳等)的论述,探讨零碳社区的内涵。二、低碳社区低碳(LowCarbon)的概念可追溯至1997年《京都协议书》所提出的:“……使其在2008~2012年承诺期内这些气体的全部排放量从1990年水平至少减少5%。”而具体出现在政府官方文件则可追溯至2003年英国发布的《我们能源的未来:创建一个低碳经济体》(OurEnergyFuture:CreatingaLowCarbonEconomy),书中制定了约在2050年之前使英国的二氧化碳排放量减少60%左右的目标。随着“低碳经济”概念在国际社会得到广泛认同,低碳转型(LowCarbonTransition)、[4]低碳发展(LowCarbonDevelopment)[5]等概念也陆续出现,并逐渐从社会经济层面延伸至城市、社区和建筑等物质空间层面。如今欧洲多地已经着手推动当地社区向可持续能源社区或低碳社区转变,我国也于2014年起在全国范围内开展低碳社区试点工作。国际上有代表性的建筑/社区评估标准(如美国的LEED-ND,英国的BREEAMCommunities,日本的CASBEEforHome)多项指标都涉及社区减碳的内容,鼓励社区建设的低碳发展,[6]若社区能达到其设定的相应评分标准,可以认为这些社区也属于低碳社区。这些工具旨在根据一套定义的标准和主题来评估社区。他们提出了一个标准清单(大部分是可选的)和一系列各种指导方针,以帮助当地利益相关者、设计师和公民走向更加可持续的发展模式。尽管他们都包含推动节能减碳的主题,但他们既没有对能源消耗量或二氧化碳排放进行定量评估,也没有对改造方案的减碳效果进行评估。国外的Heiskanen等认为低碳社区是以合作和协作的方式提供适应性的环境和机制以鼓励日常行为的转变,来降低社区成员生活方式的碳排放强度的社区,即通过社区行动实现减少二氧化碳排放量的目标。[7]Moloney等认为低碳社区不只是行为方式低碳化,不能只期望社区居民行为的改变而不考虑系统性的革新,需要把上级部门系统的支撑体系、资金模式、基础设施项目以及政策和监管机制等整合进行低碳社区的建设。[8]Abas等认为低碳社区是把排放至生态环境的温室气体(特别是二氧化碳)最小化,可以理解为一种具有全局观(aHolisticIdea)的把温室气体排放减少至可以被自然界所吸收的在地方层面开展的方法,原则上有四项主要战略,包括改变人们的生活方式和习惯,鼓励使用节能设备和可再生能源,增加绿化区域,以及与发展政策相结合的低碳社区政策实施。[9]低碳零碳社区概念辨析ANANALYSISOFTHECONCEPTOFZEROCARBONCOMMUNITY王梓晨朱隆斌|WangZichenZhuLongbin摘要我国《“十三五”控制温室气体排放工作方案》提出建设近零碳排放区示范工程,近零碳社区乃至零碳社区是其中重要的示范试点对象。然而,目前对于零碳社区的内涵缺乏明晰而统一的定义。基于国内外相关文献的分析,从社区减碳目标的设定、社区碳排放的计算方法、社区碳排放的碳排放边界和社区减碳的策略等几个方面对低碳社区、零碳社区和近零碳社区的概念进行辨析,以期对我国的零碳社区的理论研究和实践提供有意义的参考。关键词低碳社区零碳社区碳排放AbstractChina's"thirteenfive"controlofgreenhousegasemissionsprogram"proposedtheconstructionofnearzerocarbonemissionsdemonstrationprojects,nearlyzerocarboncommunityandevenzerocarboncommunityisoneoftheimportantdemonstrationpilot.However,thereisalackofclarityanduniformdefinitionofthezero-carboncommunity.Basedontheanalysisofrelevantliteraturesathomeandabroad,thereareseveralaspectsoflowcarboncommunity,zerocarboncommunity,andsoonfromtheaspectsofcommunitycarbonreductiontargetsetting,communitycarbonemissioncalculationmethod,communitycarbonemissionboundaryandcommunitycarbonreductionstrategyNearzerocarboncommunitytoanalyzetheconcept,withaviewtoChina'szerocarboncommunitytheoreticalresearchandpracticetoprovideameaningfulreference.Keywordslowcarboncommunity,zerocarboncommunity,carbonemissionsDOI:10.19892/j.cnki.csjz.2017.14.00522ACADEMICRESEARCH学术研究建设开展得较早的英国在2010年发起的低碳社区挑战项目(LCCC)中未说明低碳社区的减碳率要达到何值,而是主要强调因地制宜的低碳技术、整体性的措施和社区范围内的居民行为改变等,以推动社区碳排放量的降低。也有观点认为低碳社区是资源高效利用的社区,消耗最少的不可再生资源并产生最低的碳排放,同时为居住和工作的人们提供最佳生活质量。至于社区碳排放减少多少方可认定为低碳社区,目前文献中讨论得较少。国内对低碳社区的系统论述始见于2008年辛章平等关于低碳社区及其实践的研究。[10]不同学者对低碳社区也有不同的解释,如徐伟认为低碳社区应最大限度地应用可再生能源等低碳能源,比例与同比社区高20%以上,[11]减少碳源使碳排放强度与同比社区低25%以上。周晓娟认为低碳循环社区是通过能源、资源、交通、用地、建筑、绿化、管理监控等综合手段,来减少社区规划建设和使用管理过程中的碳排放,促进建构双重循环的社会经济体系,其建设的核心是零能源消耗系统。[12]ARUP在北京长辛店低碳社区规划中提出,基于可持续发展架构、可量化绩效指标及资源综合管理的低碳社区概念,设定了相对于现有规范减少50%的二氧化碳排放目标(未阐明碳排放计算的相关内容)。[13]截至目前,国内对低碳社区的权威界定可见国家发改委印发的《低碳社区试点建设指南》中的定义——“低碳社区”是指通过构建气候友好的自然环境、房屋建筑、基础设施、生活方式和管理模式,降低能源资源消耗,实现低碳排放的城乡社区。该文件还分别就城市新建社区、城市既有社区和农村社区3种类型提出比照基准情景需达到≥20%,≥10%和≥8%的减碳率(但没有提及如何计算碳排放量)。总体而言,低碳社区是通过相应的减碳措施使得社区二氧化碳排放量比基准值有所降低的情形,通常以二氧化碳排放下降率来衡量,而碳排放下降程度则因具体情况而异,对于“低碳”的界定,二氧化碳排放下降率并无明确的区间范围,相应的取值通常取决于设计者或政策制定者,故低碳社区指的是实现设定的减碳目标或者碳排放相对基准情景有所减少,并长期稳定在低碳水平的社区。三、零碳社区零碳的概念是在低碳的基础上进一步发展而来的。与零碳(ZeroCarbon)相类似的概念还包括零排放(ZeroEmission)、零碳排放(ZeroCarbonEmission)和碳平衡或碳中和(CarbonNeutrality)等。相比低碳的概念,零碳的目标较为清晰,即实现净零碳排放。如《联合国环境规划署排放差距报告2014》(TheEmissionsGapReport2014)认为全球碳中和意味着全球范围内的人类活动产生的二氧化碳为净零(NetZero)排放,净零指的是一些现有的二氧化碳排放可以通过相同的二氧化碳吸收量进行补偿,即负排放(NegativeEmissions),只要是由进入大气的人类活动产生的净碳排放为零即可;英国可持续社区评价体系BREEAMCommu-nities也指出碳中和(CarbonNeutural)是在透明的碳排放计算框架下,减少碳排放量并补偿剩余的碳排放,使净碳排放为零。国际气候行动网络(CANI)在2014年发布的声明中认为零碳意味着化石能源时代的终结,所有的化石能源都被无污染的可再生能源100%所取代;也有观点认为要实现真正的零碳,必须要开发负碳排放("NegativeCarbon"Emissions)的技术,即直接从大气中对碳进行捕捉并封存(CCS)。上述对零碳的认识主要是基于全球范围,在该尺度下的碳排放边界(Boundary)基本不存在争议。而一旦具体到较小的尺度(如建筑的碳排放),由于碳排放计算选取的边界存在差异,对零碳便产生了不同的解读。如澳大利亚可持续建设环境委员会(ASBEC)在定义零碳建筑时提出零碳的五种情况:零产碳(ZeroCarbonOccupied),零含碳(ZeroCar-bonEmbodied),全生命周期零碳(ZeroCarbonLife-cycle),自主零碳(AutonomousZeroCarbon)和碳正建筑/负产碳(CarbonPositive);英国社区及地方政府部(DCLG)引进零碳层级的概念,将实现零碳分为“碳允许值”(CarbonCompliance)和“零碳”(ZeroCarbon)两个层级;Torcellini等也总结了零能耗定义的4种类型:净零场地能源(NetZeroSiteEnergy),净零能源资源(NetZeroSourceEnergy),净零能源消耗(NetZeroEnergyCosts)和净零能源排放(NetZeroEnergyEmissions)。也有观点认为零碳分两种情况,一是在场地内实现碳排放和碳汇的中和。在森林覆盖率较高和化石能源消费量相对较少的地区,通过节能减排措施可实现碳中和目标;二是如果在场地内无法碳中和,则通过碳补偿(CarbonOffset-ting)手段在场地外进行弥补(如植树造林和投资绿色技术)。而作为低碳社区的终极目标,零碳社区(ZeroCarbonCommunity)的概念也同样面临这样的问题,尽管零碳社区从字面上理解即为碳排放为零的社区。与零碳社区相近的概念还包括零排放社区(ZeroEmissionCommunity)、零碳排放邻里(ZeroEmissionNeighbourhood)和碳中和社区(CarbonNeutralCommunity)等,目前零碳社区尚未有权威的定义,对零碳社区的内涵存在不同的观点,如英国《生态镇大纲》(Eco-townsProspectus)认为零碳意味着家庭所有用能的净碳排放(NetCar-bonEmissions)为零,来自电网的能源消耗量小于或者等于可再生能源技术的能源产量,随后发布的《生态镇规划政策声明》(Eco-townsPPS)又指出生态镇②的零碳是指生态镇发展中建筑所有能源使用的年度整体的净碳排放为零或者低于零,并提出生态镇发展的所有规划中都应该说明如何实现这个目标。有观点认为碳中和邻里(CarbonNeutralNeighbour-hoods)包括4个层面的内容:①最小化邻里的能源消费;②最大化社区的可再生能源生产能力及其使用率;③使用当地碳补偿方式来处理残余的碳排放(ResidualCarbonEmissions);④改变居民的生活方式和行为。BillDunster认为完全零碳发展(ZED)是社区能源完全由场地内的可再生能源提供,建筑对热力和电力的需求降低到新的层次,社区内的可再生能源中心提供的电力足以满足整个小区的生活和工作的电力需求,以及每年二氧化碳净排放量为零等。[14]有观点认为社区的净零意味着所有建筑物每年使用的能源总量大致等于在该地区创造的可再生能源的数量,提出要实现净零需要重点关注主要碳排放源、能源使用和能效的问题。欧洲可持续能源转化系统项目(RETS)中提出零排放村(ZeroEmissionVillage)并非完全没有碳排放产生,而是其碳排放量不至于破坏大气中二氧化碳的平衡(二氧化碳被植物等吸收即可)。澳大利亚零碳社区项目(BZE)提出建设零碳社区应包括设定减碳目标、设定碳排放基线、减碳策略制订和社区参与等内容。也有观点认为零碳社区包括100%可再生能源,100%零碳建筑,零碳排放交通,可扩展的植被恢复方案用以补偿土地使用和其他碳排放和零废弃物排放。Marique认为零能耗社区(ZeroEnergyCommunity)需要考虑两个主要的问题:一是能源需求(指空调采暖、通风、照明、热水等)和就地的可再生能源生产;二是社区交通的能耗消费,并提出一个简易的零能耗社区分析框架和计算方法。[15]Berry等提出,对于零碳住宅的界定,其减碳要求必须透明化和可量化(TransparentandQuantified)——明确传达结果;可验证(Verifiable)——明确传达的验证方法;可证明(Certifiable)——可由合格的人员随时和重复地进行检测。[16]通过梳理“零碳”和“零碳社区”可发现,由于文献中对于碳排放计算边界的不同,在社区层面的“零碳”可以包括多种解读:①社区在全生命周期内各系统产生的碳排放为净零;②社区在全生命周期内各系统产生的剩余少量净碳排放通过场地外的碳补偿方式中和;③社区在运行阶段各系统产生的碳排放为净零;④社区在运行阶段各系统产生的剩余少量净碳排放通过场地外的碳补偿方式中和;⑤社区在运行阶段的能源需求由通过场地内或场地外的无碳排放的可再生能源满足,能源消耗产生的碳排放为净零。23城市建筑2017.5URBANISMANDARCHITECTUREMay.2017对应上述社区层面“零碳”的不同层次,零碳社区5种层级总结为(表1):零碳社区(全生命周期零碳)、碳中和社区(全生命周期碳中和)、零产碳社区(运行阶段零产碳)、产碳中和社区(运行阶段碳中和)和近零碳社区(运行阶段零能耗)等。零碳社区概念的定义需要一个缜密且灵活的开放框架,根据项目需求、目标及条件(如经济条件、气候,减碳需求或者当地可再生能源特点等)适当调整(或增减)内容,在保持框架整体性的前提下综合不同的要素,形成因地制宜的零碳社区模式。四、近零碳社区2016年11月国务院印发的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》明确提出:“……开展近零碳排放区示范工程③,到2020年建设50个示范项目。”[17]“近零碳”④的概念在国家层面得到的认可和支持,广东等地也相继展开相关探索。近零碳社区(NearlyZeroCarbonCommunity)是上述零碳社区的一种类型,即社区运行阶段能源系统的净零碳排放,又称为近零排放(NearlyZeroEmission)或近零能耗(NearlyZeroEnergy)。近零碳的概念于2010年由欧盟能效经济委员会(ECEEE)提出,截至2020年12月31日欧盟所有新建建筑必须消费近零能耗(Consume“NearlyZero”Energy)。[19]目前尚未有近零碳社区的统一定义,近零碳社区的定义可参考欧盟建筑能效指引(EPBD)对近零碳建筑(NZEB)的定义——“近零碳建筑指的是能耗极低的建筑,近零或者非常低的能源需求几乎完全由可再生资源所产生的能源来承担,包括场地内或附近产生的可再生能源。”同理,近零碳社区可以理解为能耗极低的社区,近零或者非常低的能源需求由社区基地内或基地周边生产的无碳排放的可再生能源来承担,完全替代传统能源,从而在满足社区运行阶段的能耗需求的同时几乎不产生二氧化碳排放。五、概念辨析“低碳社区”和“零碳社区”的概念辨析可从四个层面展开:①社区减碳目标的设定;②社区碳排放的碳排放边界;③社区碳排放的计算方法;④社区减碳的策略。其中,社区碳排放边界包括两个维度:a.社区生命周期的维度(社区发展过程中哪些阶段应纳入碳排放计算),b.社区系统的维度(社区系统的哪些子系统的碳排放应纳入计算),社区碳排放的计算方法指的是如何对社区减碳效果进行量化。社区减碳策略则包括社区减碳的规划设计,技术措施和实施管理等内容。基于上述四个层面,“低碳社区”概念呈现四个特点。①减碳目标不明确,不同的研究有不同标准(碳排放到底降低多少可以认定为低碳社区)。减碳目标的设定存在很宽泛的自定义区间,一些文献也并未提出减碳的目标。②碳排放边界比较模糊,如碳排放边界是覆盖社区的全生命周期还是社区的运行阶段;社区各项子系统的碳排放内容也不明晰(如社区碳排放是否应涵盖垃圾处理、给排水的碳排放,社区交通出行的碳排放是否需涵盖长距离出行所产生的碳排放等)。③缺乏对最关键的碳排放计算问题的说明,难以验证低碳社区的减碳效果,尽管一些文献提出了碳排放下降率的具体数值要求,一些文献也给出了低碳社区的碳排放下降率,但碳排放计算过程较为隐秘,难以具有说服力。④社区减排策略尽管各有侧重,但减碳的思路基本形成共识(降低碳排和增加碳汇)。总的来看,多数文献的低碳社区概念主要建立在一种基本判断之上,即只要采取相应的措施,就能达到减碳的效果,故其关注点大多集中在如何减少碳排放,而非降低多少碳排放量的问题。从这个角度来看,绿色社区、生态社区、可持续社区等概念由于也包含了减少碳排放的效果,在广义上也可看作是低碳社区。对于零碳社区,虽然对零碳本身存在不同的解读,但由于目标较为明确(实现零碳排放),故零碳社区对能否使碳排放降为零的问题尤为关注,因此也就无法回避社区碳排放的计算问题——量化分析产生的碳排放量能否被碳汇量所中和。零碳社区概念有四个特点:①社区在零碳规划建设或零碳化改造之前的策划阶段通常设定明确的减碳目标(碳排放为0);②零碳社区目前大多讨论的是社区运行阶段的碳排放情况(社区在运行期间维持不产生碳排放的状态),且主要关注社区能源系统的碳排放问题(如社区的能源需求能够通过可再生能源就地满足),但对于社区的全生命周期各个阶段及社区其他系统(如废弃物处理系统、水系统、交通系统等)碳排放核算的研究较为缺乏,因为该部分的碳排放内容过于庞杂,且多项数据的可获得性较差,通常需以专项形式的碳排放清单编制开展;③碳排放计算主要采用排放因子法(如Marique以该方法将社区年度建筑的能耗和日常出行的能耗求和,再将社区通过可再生能源技术产生的能量求和,最后两者相减,根据结果大致判断是否实现零能耗),考察零碳社区碳排放的时间单元通常以年度为单位(与联合国政府间气候变化委员会发布的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》所用周期一致);④社区零碳策略较为多元化,但大多把社区能源系统规划的整体性方案(包括减少能源需求、提高能效和可再生能源利用等)作为社区规划建设的重点之一。通过对低碳社区和零碳社区概念的分析可以看出,两者并非完全对立的关系,而是各有侧重。零碳社区比低碳社区在社区减排目标的设定上更为明确;由于零碳社区涉及量化分析,更为关注碳排放边界问题,不同层级的零碳目标对应不同深度的减碳方案(如近零碳社区主要考虑的是运行阶段零能耗,实现全生命周期零碳则还要考虑碳补偿等手段);低碳社区几乎没有涉及社区碳排放的计算方法方面的内容,而零碳社区主要通过碳排放计量框架或评估模型来量化分析社区碳排放;零碳作为低碳的更高要求,低碳社区和零碳社区在社区减排策略上所涵盖的内容差别不大(如都涉及用地布局、交通、能源系统、节水、废弃物处理、社区绿化和社区参与等内容),但由于社区用能的碳排放在社区碳排放中占据较大的比重,因此零碳社区更加注重社区能源规划在实现零碳目标过程中发挥的重要作用,强调整体性的社区能源概念。总之,低碳社区更多地反映一种社区规划建设(或改造模式)的转变,是相对高碳排放而言的可持续新型发展模式。而零碳社区则可以被看作是低碳社区发展的最终目标,社区的净碳排放在设定的碳排放边界下为零。表1零碳社区的5种层级碳排放零碳LNC=CC+OC-CSLNC:社区全生命周期内的净碳排放OC:社区运行阶段产生的CO2CC:社区其他阶段(非运行阶段)间接产生的CO2CS:社区场地内的碳汇零碳社区—社区全生命周期的净碳排放减少至零:LNC(on-site)=0LNC=CC+OC-CS-COLNC:社区全生命周期内的净碳排放CC:社区其他阶段(非运行阶段)间接产生的CO2CS:社区场地内的碳汇CO:社区场地外的碳补偿碳中和社区—社区在全生命周期产生的净碳排放通过碳补偿中和:LNC=0ONC=OC-CSONC:社区运行阶段的净碳排放OC:社区运行阶段产生的CO2CS:社区场地内的碳汇零产碳社区—社区在运行阶段碳排放为净零:ONC(on-site)=0ONC=OC-CS-COONC:社区运行阶段的净碳排放OC:社区运行阶段产生的CO2CS:社区场地内的碳汇CO:社区场地外的碳补偿产碳中和社区—社区在运行阶段产生的净碳排放通过碳补偿中和:ONC=0EC:社区运行阶段能耗需求的净碳排放近零碳社区—社区在运行阶段完全使用无碳能源:EC=0(来源:作者自绘)24ACADEMICRESEARCH学术研究六、结语低碳社区是实现零碳社区的必经之路,零碳社区是低碳社区的终极目标,是对社区发展模式所提出的更高要求。无论是低碳社区还是零碳社区都是实现降低碳排放量的具体形式,对建设美丽中国,实现我国可持续发展都有重要的意义。零碳社区的概念与低碳社区相比,在目标的设定、碳排放的边界以及碳排放量化等方面更为明确。零碳社区是以实现零碳为目标导向,以整体性的社区能源方案为重点,以碳排放为核算评估手段的新型社区,其零碳概念存在多种层级。在理论上,如果能把社区的整个生命周期的各个碳排放纳入碳排放的界定边界,对社区的碳排放进行系统地计量,就能够较为全面、准确和客观地评价低碳社区/零碳社区的碳排放,特别是对于新建社区。但这在实际操作中难度较大,难以对这部分碳排放进行完整的追溯,尤其是既有社区。社区内诸多的间接碳排放完全发生在社区范围之外,已经远远超出社区层面所能解决的范畴。因此,在现有的技术水平下,零碳社区的不同层级概念中以近零碳社区较为可行,可逐步向更高层次的零碳推进。■作者简介:王梓晨南京工业大学建筑学院硕士研究生朱隆斌南京工业大学建筑学院教授收稿日期:2017-04-12注释①社区的概念有多种理解。在国内当前城市管理建设的语境中,社区建设主要用“法定社区”作为操作单位,具有明确的地域边界。该概念的权威性定义可见2000年《民政部关于在全国推进城市社区建设的意见》(中办发[2000]23号):“社区是指聚居在一定地域范围内的人们所组成的社会生活共同体。”文件中明确了社区的范围:“一般是指经过社区体制改革后作了规模调整的居民委员会辖区。”国家发改委印发的《低碳社区试点建设指南》中也提出:“‘社区’是指城市居民委员会辖区或农村村民委员会辖区,包括辖区内的居民小区、社会单位、配套设施等”。而在地方层面,存在不同的社区划分标准,如南京市把社区分为居住社区(服务半径500~600m,由城市干道或自然地理边界围合,以居住功能为主,人口规模为3~5万人)和基层社区(城市支路以上道路围合、服务半径200~300m的城市最小社区单元,人口规模为0.5~1万人)。而在房地产行业内一个居住小区通常也可称作社区。国外的社区内涵也不同,如国外社区也可能是指村(Village)、邻里(Neighborhood)或住区(ResidentialDistrict)等,在规模上有较大的差异,国外的一个小镇可能仅仅是国内一个居住区的规模。故文中的“社区”涵盖上述所指社区,不作区分,泛指有一定地域范围的且有一定规模居民聚居的区域,可以是一个城市居住小区,亦可以是一处商住混合片区,或是乡村地区的行政村或自然村等。②该文件中的生态镇指的是家庭数量为5000~20000户的新型小镇,大致对应我国居住小区及居住区的规模(我国《城市居住区规划设计规范》中居住小区的户数为3000~5000户,居住区的户数为10000~16000户)。③近零碳排放区示范工程是指基于现有低碳试点工作基础、涵盖多领域低碳技术成果,在工业、建筑、交通、能源、农业、林业、废弃物处理等领域综合利用各种低碳技术、方法和手段,以及增加森林碳汇、购买自愿减排量等碳中和机制,减少碳排放,在指定评价范围内的温室气体排放量逐步趋近于零并最终实现绿色低碳发展的综合性示范工程。[18]④我国在国家层面的官方文件中未使用“零碳”的表述。参考文献[1]WANGY,SHIM.CO2EmissioninducedbyurbanhouseholdconsumptioninChina[J].Chinesejournalofpopulationresourcesandenvironment,2009,7(3):11-19.[2]WIEDENHOFERD,GUAND,LIUZ,etal.UnequalhouseholdcarbonfootprintsinChina[J].Workingpaper,2016.[3]何延昆,秦曼瑶.国内低碳社区建设研究综述——基于中国知网的核心期刊文献分析[J].改革与开放,2016(13):85-87.[4]BRITAING,DEPARTMENTOFENERGYANDCLIMATECHANGE.TheUKlowcarbontransitionplan:nationalstrategyforclimateandenergy[M].London:Stationeryoffice,2009.[5]YUANH,ZHOUP,ZHOUD.Whatislow-carbondevelopment?Aconceptualanalysis[J].Energyprocedia,2011,5(1):1706-1712.[6]沈杰,李世元,岳淼.生态社区构建策略[J].建筑学报,2011(2):13-16.[7]HEISKANENE,JOHNSONM,ROBINSONS,etal.Low-carboncommunitiesasacontextforindividualbehaviouralchange[J].Energypolicy,2010,38(12):7586-7595.[8]MOLONEYS,HORNERE,FIENJ.Transitioningtolowcarboncommunitiesfrombehaviourchangetosystemicchange:lessonsfromAustralia[J].Energypolicy,2010,38(12):7614-7623.[9]ABASAS,YUNOSMYM,ISMAILS,etal.Theemergenceoflow-carboncommunityasanimportantconcepttotackletheclimatechange[J].Advancesinenvironmentalbiology,2015(9):157-161.[10]辛章平,张银太.低碳社区及其实践[J].城市问题,2008(10):91-95.[11]徐伟.低碳住宅与社区应用技术导则[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.[12]周晓娟.“从摇篮到摇篮”——低碳循环发展理论在社区规划中的应用及启示[J].上海城市规划,2011(3):30-35.[13]ARUP.北京长辛店低碳社区概念规划[J].城市建筑,2010(2):44-46.[14]DUNSTERB.走向零能耗[M].史岗岗,郑晓燕,译.北京:中国建筑工业出版社,2008.[15]MARIQUEAF,REITERS.Asimplifiedframeworktoassessthefeasibilityofzero-energyattheneighbourhood/communityscale[J].Energy&buildings,2014,82(7):114-122.[16]BERRYS,DAVIDSONK,SAMANW.Definingzerocarbonandzeroenergyhomesfromaperformance-basedregulatoryperspective[J].Energyefficiency,2014,7(2):303-322.[17]国务院.关于印发“十三五”控制温室气体排放工作方案的通知(国发〔2016〕61号)[A/OL].(2016-11-07)[2017-03-04].http://www.gov.cn/zhengce/content/2016-11/04/content_5128619.htm.[18]国家发展改革委员会应对气候司.广东省近零碳排放区示范工程实施方案[A/OL].(2017-01-22)[2017-03-04].http://qhs.ndrc.gov.cn/dtjj/201702/t20170223_839037.html.[19]MLECNIKE.Definingnearlyzero-energyhousinginBelgiumandtheNetherlands[J].Energyefficiency,2012,5(3):411-431.

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