前沿观点

双碳专栏 - 零碳城市的全球视角

2022-01-26 18:08:47 mana 251


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上期我们了解了

零碳城市的基本模块和建设维度

今天我们看看全球

有哪些零碳城市典范。




22  零碳城市的全球视角

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全球城市典范-100%可再生能源/电力

全球已有数百座城市承诺100%使用可再生能源电力,但城市如何选择构建100%目标的方式各有不同,要实现这些目标当然需要不同的策略,但这些策略大多可以归纳为3个互相关联的类别:

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降低能源消耗: 

包括用电量、车辆出行距离、建筑供热/制冷需求量等

能源电气化:

从主要燃烧化石燃料(如使用燃气取暖、加热水和做饭;内燃发动机汽车)向电气化转变(如热泵、电炉、电动汽车)

能源替代:

再实现电气化的基础上,可零碳可再生能源(如风能、太阳能、水能、地热能)取代化石燃料发电

对于“大型城市而言,一般将直接将温室气体排放部分划分为建筑、交通、电力、工业生物资源五大类,分别占据城市总排放比例的48%、36%、25%、7%、10%。


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全球零碳城市实践经验启示

针对建筑、交通、电力、工业、生物资源等五大类,延伸出二十二条建议以及配套城市行动,选取全球最佳实践案例,提供帮助城市完成从零碳概念到实际行动转变的方法样本。

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下面我们分不同类别进行详细解释。


建筑

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1. 城市建筑改造-发展净零能耗标准建筑

 对所有已建的政府持有物业(包含公租房),进行深度能效改造,使市政设施 达到超高能耗或净零能耗标准。如果配以现场可再生能源发电设施,这些建筑均能实现净零或近零能耗。

德国·法兰克福

2010年,德国法兰克福市要求所政府持有物业,包括市政用房和公租房,都必须满 足被动房标准(一套针对建筑能效的严格标准)。在此承诺出台前,法兰克福市已在 2007年要求所有新建建筑满足被动房标准,并因此在2009年被动房年会上荣获“被动房 之都”的称号。

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不仅在市政层面发挥领导作用,法兰克福市还为房产开发商推出了被动房补贴政 策。目前,法兰克福市已拥有建筑面积超过30万平方米的被动房,并规划了超过50个被 动房开发项目,包括世界上首个被动房医院。

知识小贴士

备注:在德国,被动房是指利用高效保温隔热,太阳能、建筑内部的热等被动技术和带有余热回收技术的新风装置,而不使用主动采暖设备,实现建筑全年达到ISO7730规范要求的室内舒适温度范围的建筑。


2. 净零规范-

逐步要求全市建筑达到净零能耗水平

应用建筑规范标准,逐步要求所有新建建筑时间净零能耗或实现准净零能耗 (具备超高能耗但不具备现场可再生能源)。设定目标年限,在目标年限之后进入规划和许可阶段的新建建筑都必须符合净零能耗要求。

自1980年国际编制模式规范被广泛采用以后,住宅和商业建筑规范的不断更新已经使建筑行业整体能效提高了40%。

美国·加州圣塔莫尼卡

美国加州福尼亚州圣塔莫尼卡市政府通过了一部法令,这是世界上第一步规定所有 新建单个家庭住房都应达到净零能耗水平的法令,自2017年开始执行。该城市法令是加 州能效战略计划在当地的本土化实施。


该战略计划要求所有新建住宅和商业建筑分别在2020年和2030年实现净零能耗。 圣塔莫尼卡市政制订了城市的法令。要求单个家庭住宅、双层公寓和低层多住户住宅在《2016年加州能耗规范》规定范围的基础上再减少15%的能源用量,进而实现净零能耗目标。


 3. 渐进式规范-

对已建建筑采用渐进式规范进行能效升级

要求既有建筑在出售、再融资、大规模翻新或安全性改造升级的重大时机,按 照一定的单位建筑面积能耗标准对建筑进行节能改造。

加拿大·英属哥伦比亚温哥华

加拿大英属哥伦比亚省温哥华市引入了加拿大第一部针对既有大型建筑的能效规范 /细则。该规范规定,当建筑物进行修复、租户改造、项目添加或主要用户类别变更时, 需要同时进行能效升级,也包括人员安全、结构完整性和无障碍设计在内的其他升级。


在颁发建筑许可前,市政府要求建筑能效提升方提供完整的“能效方案包”(证明项 目符合城市能效要求的文件),包括多项ASHRAE 90.1-2010标准的相关要求。


温哥华市投入资金以开发新流程,创建合规工具,培训城市工作人员和产业人员, 并与大温哥华地区住宅建筑商协会达成合作。到 2020年,实现已建建筑温室气体排放比 2007年水平降低20%的目标。



4 智能LED照明-

用智能LED替代所有照明设施

指定在全市范围内支持室内照明的LED升级。为低收入市民提供针对性的购买降价计划,并逐步要求有较强前期成本支付能力的个人和机构进行升级。 除能源成本节约外,维护成本也会大幅降低。


印度

印度总理纳伦德拉·莫迪在2015年推出了”印度高效照明项目“(UJALA),旨在推动长寿命高能效的LED照明在印度的应用。LED照明与传统灯泡成本的差价阻碍了LED照明的进一步普及。

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该项目设立了国有组织“能效服务有限公司”(EESL),采购LED灯泡再低价出售给用户,目标在印度全国更换7.7亿只白炽灯泡。

截至2017年10月中旬,该项目已销售近2.7亿只LED灯泡,成为了全球最大规模的照明项目,为印度节约59亿美元的电力账单并节约1亿千瓦时电能。在该项目的影响下,LED价格至今已下降88%,印度也因此实现了每年超过2800万吨的二氧化碳减排。LED更换项目每年能为印度节约59亿美元成本和1亿千瓦时电能。



5. 对标管理与透明化-

要求建筑用能应用对标管理与透明化政策

要求全市范围内所有建筑应用对标管理,并强制要求其汇报年度建筑能耗。同 时还应配合透明化政策,要求商业和大型住宅建筑公开用能数据。


美国·纽约州纽约

美国纽约州纽约市依据《纽约市地方法》第84条,《纽约市对标管理法》,要求建 筑业主从2010年起每年记录各自建筑的能耗和用水数据。要求所有建筑面积超过5万平方英尺的建筑向该市报告能耗和用水数据,并由后者公开披露这些信息。


建筑面积在2.5万到5万平方英尺的中型建筑也将于2018年开始实施对标管理制度。 通过利用美国环境保护署的能源之星组合管理软件,纽约市90%以上的目标建筑都已符合 规定。这些结果已成为建筑业主、服务供应商和消费者的行动情报,和能耗及排放追踪数据一起,帮助政策制定者出台能够让城市实现更高减排目标的政策。


从2010年到2015年间 ,在4200个应用了对标管理的地产项目中,排放量下降近 14%,而能源用量下降超过10%。


交通

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1. 市政车辆电气化-实现市政车辆电气化

将市政用车中的化石燃料车辆(例如:汽车、轻型和重型卡车、公共汽车、警 车等)替换成完全或部分由电力驱动的车辆,例如纯电动汽车(BEV)或插电式混 合动力汽车(PHEV)。

加拿大·魁北克省蒙特利尔

加拿大魁北克省蒙特利尔市最早的公共交通服务可以追溯到1861年。今天,这座一直引领城市交通出行行业的城市又开始了新的行动:在市政车辆中引入混合动力和电动汽车。

蒙特利尔将该市30%的公共汽车更换为混合动力车,并与一家大型汽车制造商达成协议,由其提供短里程电动汽车,并计划到2020年之前将230辆市政车辆更换为纯电动汽车。

在远期规划中,该市计划将更大规模的市政车辆从燃油车更换为电动汽车,并且在“2016-2020蒙特利尔交通电气化策略”中 为市政和私人车辆(如出租车)设定了一系列宏伟的目标。


2. 减少内燃发动机车辆-

逐渐淘汰内燃发动机汽车

通过指定政策来限制内燃发动机(ICE)车辆进入市中心,处罚在城市里行驶 或停放的”污染“车辆,并制定长期规划来禁止柴油车辆进城,最终禁止所有内燃发 动机车辆进入城市。

法国巴黎

2016年,法国巴黎市长和C40城市联盟主席Anne Hidalgo宣布,巴黎为了解决污染 和公共健康问题将2025年完全淘汰柴油汽车。该市还宣布准备在2030年淘汰所有内燃 发动机车辆。


这些宏伟的计划展示了巴黎成为“后汽车时代城市”的抱负。目前,巴黎已经禁止了 1997年到2000年间生产的柴油汽车上路,并且所有1997年前注册的内燃发动机汽车都面 临着更加严格的限行政策。此外,巴黎用“污染罚单”政策代替了之前的根据车牌号实施 的限行政策。


2017年10月1日,巴黎举行了“无车日”活动,目标使城市“更环保、更舒适、更平静”。 活动使巴黎当天的二氧化氮水平降低了25%,噪音水平平均下降了20%。


3. 减少货运排放

-逐步淘汰排放量高的城市货运车辆

通过各种法规和自愿型项目降低城 市的货运排放,包括强制货运排放标 准,设定卡车行驶路线,设置停车法以 及非高峰期送货计划等。

爱尔兰·都柏林

爱尔兰都柏林制定了一部规范标 准,规定五轴或以上货运车辆必须获得许可才能在早7点到晚7点之间进入中心 城区。都柏林城市委员会于2007年制订了《重型货运车辆(HGV)管理政 策》,旨在管理货运车辆交通并改善中心城区环境,包括缓解交通堵塞并提升空气质量。


为了方便实施,城市管理部门选择按照车轴数而不是载重量作为判定标准。城市委员会的行动已经使得中心城区周边的货车数量不可思议地减少了80-94%,每天在都柏林道路上行驶的重 型货车数量平均减少了4千辆以上。委员会现在正在针对有资格申请许可的卡 车的排放限制进行研究。


4 电动汽车充电-

部署电动汽车充 电基础设施

通过直接建造公共充电站和鼓励私 营部门建造充电站的方式扩展电动汽车 (EV)充电基础设施建设。

挪威·奥斯陆

作为公认的世界电动汽车之都,挪威奥斯陆市建有近3千个电动汽车充电站 。人口只有63万的奥斯陆人均充电站数量比任何其他城市高至少3倍 。该市每年花费1200万克罗纳兴建新的充电站,并花费另外400万克罗纳用于运营这些充电站。

奥斯陆的标准公共充电站至今仍然免费提供充电服务,这极大地促进了该市电动汽车的使用率。奥斯陆所有销售的新车中有40%是电动汽车。该市也在与私营部门合作,进一步拓展包括快速充电站在内的充电基础设施建设,并与出租车产业合作修建专为出租车使用的快速和次快速充电站。

奥斯陆环境和交通部门副市长LANMarie Nguyen Berg表示,”我们计划到2020年和2030年分别实现城市二氧化碳减排36%和95%。零排放汽车、建设工作和公共交通是我们获得成功的关键。今天,奥斯陆所有新车销售中的40%是全电动汽车。



5. 零车辆市中心-在高密度区禁止汽车行驶

在高密度区域设置零车辆步行区,禁止汽车进入,在每周的特定日子限制车辆出行,并采用交通拥堵费制度。

西班牙马德里

西班牙马德里正在努力将城市日均 汽车使用率从29%降低到23%。中心城 区将会全面禁止汽车通行。城市规划部 门正在将该市最繁忙的24条街道重新设 计为零车辆步行街,到2020年全面实施 后这些街道将覆盖500英亩的区域。


格兰维亚大道作为马德里最著名的 大街,在2016年12月经过为期9天的试 点项目之后,已成为该市仅允许自行 车、公交车和出租车行驶的道路之一。 在试点期间,当地商业收入与前一年同 期相比上升了15%,证明步行区的设置 对商业发展有促进作用。


同时,马德里正在运用其他方法降 低空气污染,包括在有害二氧化氮浓度超 过特定值的时候,进行车牌照限行政策。


6. 替代出行方案-

在高密度区域提 供替代出行方案

为减少单人驾驶车辆的出行并提高城市流动性,在高密度区域提供替代出行方式,包括引入共享单车技术,扩大公共交通服务范围,设置单车和步行专用街道,以及推动不同公共交通方式的更好整合。

中国武汉

武汉市人口超过1千万,是中国中部 人口最多的城市。武汉实施了世界最大 的共享单车项目之一,以此解决“最后一 英里”的交通问题。武汉还准备引入新的 方法提高用户参与度,根据共享单车用 户的骑行数据向其发放碳信用,而用户 可以用这些积累的碳信用来抵扣其他碳 排放,或换取电影票等个人奖励。


此外,该市将设置和新建总长 2455公里的非机动车道路网,作为共享 单车“专用道”。截至2017年10月,武汉共 有近70万辆共享单车。


7. 公共交通-

在城市热点区域优先发展公共交通

在城市热点区域迅速发展快速公交 (BRT)或轻轨等公共交通解决方案, 这些热点区域包括:容易发生拥堵的区域、目前公共交通选择有限的热门区域,或城市中单人驾驶车辆(SOV)问题严重的区域。

巴西· 里约热内卢

巴西里约热内卢与EMBARQ巴西合 作开发了快速公交(BRT)网络,旨在大幅降低该市碳排放的同时,为通勤者 提供更健康、更高效的交通系统服务。 该线路每天为大约18.5万乘客将城区的通勤时间缩短了一半左右,并将在20年内平均每年完成碳减排10.7万吨当量。


BRT系统至今已发展为3条线路,同时在专用线路和共享/公共道路上运营, 每日运送旅客2百万人次。该线路所使用的达到欧洲五级排放标准的高效公共 汽车更进一步降低了整个系统的碳排放水平。由于缩短了乘车时间,TransOeste快 速公交线路平均每年节约的时间成本价值可达2300万美元。



电力

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1. LED智能路灯-用智能控制的 LED照明替代路灯和其他照明基础设施

用高能效智能LED照明设施和网络 控制系统(用于实时监控、开关、亮度 调节)提嗲传统照明(如高压钠灯)。 扩展路灯系统的网络功能——包括电线 杆和电子通讯系统——增加传感器、摄 像头和智能自动化设备。

美国·加州圣地亚哥

2017年2月,美国加州圣地亚哥市 宣布要“用智能路灯打造全球最大规模 的城市‘物联网’平台”。该市将路灯网络 升级为1.4万只智能联网LED灯,并安装 了3200部传感器节点。这些可控智能 LED路灯预计将每年为该市节约240万 美元的能源成本,同时与其相连的传感 器网络还能提供更多附加服务。


实时传感器数据能够优化停车和道 路交通,增进公共安全,并监控空气质 量。该技术实施后,60%的LED路灯能 源成本节约,到2035年实现50%的温室 气体减排(与2010年水平相比),并实 现100%可再生能源。



2. 区域电气化-

用区域电气化开发 替代化石燃料基础设施

发展从单个建筑到整个开发项目和城 市区域的全电力供能建筑和基础设施,避 免和/或淘汰/替换化石燃料基础设施(包 括通过燃气供热、烹饪、加热热水)。

荷兰 阿姆斯特丹

在当今的荷兰阿姆斯特丹,90%的 家庭都使用天然气供热,其排放量占全 市碳排放总量的30%。到2050年,该市 计划将这一数字降为0,大幅降低对天 然气的依赖。城市中的新建街区已不再 安装天然气基础设施。已建的街区也都 在拆除天然气设施,其中1万所公共住房 已经在2017年停止天然气供应。


自2017年9月1日起,该市还开始为 住宅用户提供政府补贴来抵消拆除天然气 设施的成本。到2020年,将有超过10万 个阿姆斯特丹家庭从天然气供热转为区域 集中供热。同时,阿姆斯特丹也在推广区 域集中供热之外的其他解决方案,包括分 布式地源热泵和太阳能供热等。


计划实施后,90%的家庭使用天然 气供热,家庭供热碳排放占全市碳排放 总量的30%。截至2017年,1万户家庭拆 除了天然气设备,目标到2050年实现所 有家庭不再使用天然气。


3. 市政太阳能安装-

在所有合适的市政场所安装太阳能光伏设备

在所有合适市政场所安装太阳能光 伏设备(PV),包括建筑屋顶(例如市政 厅、学校、警察局、消防局、社区中心、公共交通枢纽等)、车库和其他场所,并在合适的场所安装爱面太阳能光伏设备)例如公用通道、城市空地、旧工业用地等)。为社区规模太阳能项目开发创造条件。

美国· 密苏里州堪萨斯城

2013年,美国密苏里州堪萨斯城在 超过60座市政建筑上以租赁方式安装了 25千瓦装机的太阳能光伏系统。这些建 筑包括警察局、消防局、社区中心、市 政办公楼、交通控制中心等。


在投入运行后的第一年,该系统就 为该市节约用电成本约4万美元,并且 该项目的租赁模式意味着政府不需要承 担任何前期成本。装机1.45兆瓦的城市 屋顶太阳能系统每年生产清洁电力150万 千瓦时,并且这还只是开始。


一个由堪萨斯城地区政府和大都市 规划组织组成的区域性委员会在2015年的 合作研究中发现,大约2000座城市所有 权建筑的屋顶蕴藏着70兆瓦的屋顶太阳 能开发潜力,这还不包括各种学校建筑。


4. 市政可再生能源供应-

确保所有市政用能成为可再生能源

利用各种机制(例如电力公司绿色 电费计划、能源直供、购电协议 (PPA)以及所有权归属城市的电厂规 模可再生能源发电)确保可再生能源供应,包括应用城市范围以外的可再生能源资源,来满足现场可再生能源无法满足的所有用能需求。

丹麦 哥本哈根

丹麦首都哥本哈根计划到2025年实现碳中和的区域供热,并通过可再生能源供应城市至少100%的电能消耗,而后 者大部分要通过风电开发来实现。在本 地社区和市民的积极参与下,该市计划 在城市内外安装100座风力机组,包括海 上风电和陆上风电。


这一目标是在包括哥本哈根著名港 内风电场Miiddelgrunden项目等的基础上 又一次重大进步。城市控股的哥本哈根能 源公司将负责这些风电场的建设工作。该 公司将在城市授权下通过寻求贷款、外部 资金和政府招标建立合资企业等方式来为 实现城市的宏伟目标提供资金。



工业

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1 清洁工业用热-降低工业用热 负荷排放

开发能够降低工业用热负荷中碳排放的工业项目。可通过许多方式实现,如改用低碳燃料、提高工业产热效率、改善热力分配基础设施以及充分利用工业余热。

浙江省 金华市

中国浙江省金华市市政府发布了 《金华市高污染燃料锅炉整治实施方 案》,目标在2016年底前用新型高能效锅 炉替代近1500台燃煤锅炉。据初步测算, 改造这些锅炉可以减少燃煤消耗78万 吨,烟尘排放1.52万 吨 二氧化硫排放 9900吨和二氧化碳排放218万吨。


金华市对2015年底前完成锅炉改造 的企业提供了补助。在2016年最后期限仍 未完成改造的企业将无法享受任何财政补 贴并将接受省环保部门双倍的污染排放罚 款。2016年,该市超额完成任务,共完成 了2665台燃煤锅炉的改造工作。检测数 据显示,城市空气质量得到了明显改善。



2. 高效电机-

用高效变速点击替代 高能耗电机

通过制定规范、标准、费用减免、 政府补助、审计等方式,开展用高效电 机替代低效电机的改造项目。

瑞士

2010年,瑞士联邦能源办公室资助 了EASY项目。这是一个旨在鼓励瑞士工 业部门节约用电的试点项目,主要关注于 电机系统的审计和改造工作。EASY项目 为工业生产过程的每一个环节提供补助, 其中最高的补助用于鼓励开展行动的前期 工作。由于改造工作投资回报期很短(一 般为1到3年),因此后期工作补助较低。


作为项目的一部分,参与企业的能 源管理人员将获得特殊培训,从而能够持 续应用系统化手段改善他们的电机系统。 EASY发现,56%接受审计的电机寿命都 超过了额定运行年限,并且大多数都不具 备变速(或变频)控制功能。如果按照新 装设备的额定寿命期限计算,该项目有望 实现7370万千瓦时的节能。



3. 操作培训-为工厂/能源操作者建立地方工业能源管理培训中心

开发自愿能源管理项目来发现有亿元在其设备中应用能源管理系统、能源审计和持续实现额能源节约的企业,为地方能源管理人员提供能力建设培训。 为能源管理人员提供包括培训在内的各种自愿,从而实现持续的能效改善。

爱尔兰

爱尔兰可持续能源管理局 (SEAI)发起的大型工业能源网络 (LIEN)已经持续20多年为爱尔兰最大 的用能企业提供能源管理支持和引导服 务。该网络中的200家工业企业的年度 能源账单都在1百万欧元以上,而这些企 业的用能总量达到了爱尔兰工业一次能 源总用量的55%。


网络内的各成员企业互相分享、互 相学习能效最佳实践,并将其推广至更广 泛的企业群体。网络成员企业均承诺按照 ISO 50001工业能源管理标准,改善或建 立能源管理计划,设定能效目标,并进行 年度汇报。该网络成员企业在过去的 20年中已将整体能效水平提高了30%。



生物资源


1. 有机垃圾的转化处理-对填埋垃圾中的所有有机物进行分离、转化处理

将包括食物垃圾、园林绿化废弃物、纸板和纸质包装垃圾等在内的有机垃圾从填埋垃圾中分离。有机物在填埋垃圾中经过厌氧分解产生甲烷,这是温室作用最强的温室气体之一。将有机垃圾从填埋垃圾中分离并进行合理的堆肥处置能够大量降低温室气体排放,同时提供有价值的园林和农业资源。

印度 阿勒皮

印度喀拉拉邦的阿勒皮市曾深受垃 圾问题困扰,难闻的垃圾堵塞了这里美丽 的河道,临近的城市也对此开始抗议。该 市果断停止了垃圾上门收运项目,并开展 “清洁家庭,清洁城市”项目,推广安装住 宅社区和家庭堆肥和沼气系统。


事实证明,与住宅社区和妇女协会的合作是该项目取得成功的关键。该项目仅通过减少垃圾运输车燃料这一举措,就能够每天节约1万卢比。2016年, 印度科学与环境中心宣布阿勒皮是印度最清洁的三座城市之一。


2 城市绿化-

投资城市绿化、公园和其他绿色基础设施

设计良好的城市绿化能够形成强有力的碳汇作用,去除大气中的额碳并抵消 排放。同时它们还可以降低城市热岛效 应,从而减少制冷负荷所需的能源消耗。

 美国明尼苏达州明尼阿波利斯


美国明尼苏达州明尼阿波利斯市向 来以城市绿化工作闻名。该市在城市条 例与规范中加入了绿化政策,并因此得 到了广泛认可。研究估计该市的树木每 年能够提供价值2490万美元的收益,是 城市维护这些资产所花费成本的两倍以 上。其中680万美元收益来自于因此而 降低的建筑能源成本。


明尼阿波利斯全市森林资产总价值 高达7.56亿美元。通过城市绿化项目,该 市以折扣价格向企业和市民出售树木。同 时,该市也经常在各种绿色城市、宜居城 市、健康城市排名中名列前茅。



3 鼓励素食-改变饮食结构,摄入更多植物性食物

改变饮食结构,摄入更多植物性食 物,创造机会来推广这些产生更少温室 气体排放,同时还能带来健康和相关益 处的食物。相反,以肉类为主的饮食结 构(尤其是牛肉和猪肉)会大大提高碳 足迹。

西班牙·巴塞罗那

2016年,西班牙巴塞罗那市正式宣 布成为“素食友好”城市,并开始推广和 支持素食餐饮。为了给喜爱植物性食物 的人们提供更多选择,该城市制作了一 本指南和一款手机应用来帮助市民及游 客寻找当地饮食选择。


巴塞罗那还为相关产业创业者、投 资者和消费者创建了孵化器。并且,城 市政府以身作则,在所有市政的饮食服 务机构推出了“无肉周一”活动,并要求 市政发起的所有活动提供素食和严格素 食选择。




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