低碳城市建设的对策研究，本文主要内容关键词为：城市建设论文,对策研究论文,低碳论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F062.2;F290 文献标识码：A
由温室气体排放所造成的气候变化已经成为威胁全人类生存和发展的重大挑战。占地球表面积1％的大城市消耗了世界大约75％的能源，排放了大约80％的二氧化碳，因此，气候保护必须从城市做起已经成为不可回避的事实。旨在减少温室气体排放的“低碳”发展理念在全球范围内得到了广泛的认可，国内外一些城市已经展开低碳城市建设的探索实践。我国的低碳城市建设处于刚刚起步阶段，亟需从理论到实践方面的积极探索。
1 我国进行低碳城市建设的必要性
在我国快速的城市化进程中，城市的脆弱性进一步显现，城市作为地区经济和社会发展的核心，作为地区碳排放的土要来源地，理所当然地成为低碳发展的主战场。
1.1 城市化进程快速推进
从1978年到2009年我国城镇人口由17245万人增长到62186万人，合计增长43422万人，城市化水平由17.9％增加到46.6％，在过去的32年间从农村转移了4亿4千多万农民到城市。到2050年，我国的城市化水平预计可能突破70％，这是世界上任何一个国家都没有经历过的快速城市化阶段[1]。如图1可见我国改革开放以来的城市化进程。
图1 我国1978～2009年城市化进程
1.2 碳排放量逐年增加
随着工业化、城市化进程的快速推进，我国的二氧化碳排放量也在逐年增加，现已超过美国成为全球第一大碳排放国。我国有651个城市，19234个镇，其中287个地级以上城市的能耗占全国总能耗的55.48％，碳排放量占全国总排放量的58.84％。近300个城市就占到能耗和碳排放总量的一半以上，如果把其余的城市、集镇都加进来，至少要占到社会总能耗的80％以上[2]。如图2可见我国1971年以来二氧化碳排放量走势。
图2 我国1971～2007年二氧化碳排放量走势（单位：百万吨）
城市化进程的快速推进，既带来的社会经济的发展，人们生活质量的提高，也带来了能源消费激增、碳排放量剧增、温室效应、气候变化等一系列与环境相融合的挑战。2003年英国政府将低碳经济（low carbon economy）作为一种新的发展观，写入政府能源白皮书，低碳经济的核心思想是以更少的能源消耗获得更多的经济产出[3]。我国政府在2009年11月召开的哥本哈根气候大会上做出承诺：到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40％到45％。
在城市化进程快速推进、温室气体排放以及气候恶化的多重压力下，城市作为经济活动的中心和减排的主战场，城市能否实现低碳发展是我国经济能否成功转型的关键所在，具有重要的历史意义。
2 国内外关于低碳城市的理论研究及实践探索
自从英国政府提出低碳经济概念以来，国内外许多城市进行了低碳城市的实践，一些学者也提出了自己的见解，主要的理论研究及实践活动集中在如下几个方面。
2.1 低碳城市相关理论研究
目前，国内外学者对低碳城市的研究主要集中在三个方面：一是关于碳排放来源的研究；二是关于低碳城市概念的研究；三是关于低碳城市建设路径的研究。
（1）关于碳排放来源的研究。
美国华盛顿著名的布鲁金斯学会（Brookings Institution）研究认为：从最终用途的角度来看，碳排放的来源分为产业、居民生活和交通二、三个主要的组成部分；由建筑物排放的二氧化碳约占39％，交通工具排放的二氧化碳约占33％，工业排放的二氧化碳约占28％[4]。
世界银行研究认为，人类活动所造成的温室气体主要来自四个领域，分别为交通、建筑、工业及森林减少；在所有二氧化碳排放中，森林减少占18.2％，城市生产、交通及建筑碳排放量约占城市总碳排放量的81.8％以上，其中交通17.5％（总温室气体的13.5％），建筑使用中的电力及供暖19.8％（总温室气体的15.3％），工业占据44.5％（总温室气体的34.3％）[5]。
格拉泽（Glaser）和卡恩（Kahn）研究了碳排放和土地利用的关系，认为对城市上地利用的限制越严格，居民生活的碳排放量水平越低，高密度地区的人均碳排放量要比低密度地区低[6]。
顾朝林等认为，目前二氧化碳排放主要来自火力发电、交通运输、煅烧水泥、冶炼金属、取暖做饭等居家生活[7]。胡初枝认为，我国行业碳排放具有明显的差异性，总的碳排放量中，农业约占2.5％，工业约占80％，建筑业约占1％，交通运输邮电业约占5％，批发等服务行业约为1％，其他服务行业约占10％[8]。
（2）有关低碳城市概念的理解。
胡鞍钢认为低碳城市建设是我国从高碳经济向低碳经济转型的关键，应当从低碳能源、提高燃气普及率、提高城市绿化率、提高废弃物处理率等方面入手[9]。夏堃堡认为，低碳城市就是在城市实行低碳经济，包括低碳生产和低碳消费，建立资源节约型、环境友好型社会，建设良性的可持续的能源生态体系[10]。付允等认为低碳城市应当以清洁发展、高效发展、低碳发展和可持续发展为目标，发展低碳经济，改变大量生产、大量消费和大量废弃的社会经济运行模式，同时改变生活方式、优化能源结构、节能减排、循环利用，最大限度减少温室气体排放[11]。刘志林等认为低碳城市就是通过转变经济发展模式、消费理念和生活方式，在保证生活质量不断提高的前提下，实现有助于减少碳排放的城市建设模式和社会发展方式[12]。
（3）关于低碳城市建设路径的研究。
林姚宇通过对世界上40个大城市的低碳城市案例进行梳理，提出城市的5种低碳发展模式：①基底低碳，是指能源供应低碳化；②结构低碳，是指产业转型和发展循环经济；③形态低碳，是指进行紧凑城市规划和城市生态网络规划；④支撑低碳，是指大力发展绿色交通和应用低碳技术；⑤行为低碳，是指市民的消费行为低碳化[13]。
仇保兴认为走中国特色的低碳生态城市发展模式建设应该从两个层次着手——绿色建筑和低碳生态城市同时入手，着重强调了在我国推行绿色建筑和低碳城市规划[2]。
潘海啸等基于减少碳排放的角度，分析了我国城市空间规划中存在的普遍问题，从城市公共交通、上地利用、密度控制、功能混合等角度提出低碳城市规划的对策建议[1]。
综上所述，城市是碳排放的丰要集中地，城市内的碳从排放源头上来看主要分为生产活动、交通活动、建筑物排放。我国关于低碳城市的研究尚处于刚刚起步阶段，仍处于对文献综述和理论探索阶段，与国外学术界的研究在深度和广度上存在明显差距。我国建设的低碳城市应该是既要追求低碳，在城市中减少碳排放、改善环境，又要追求城市发展、市民生活质量提高，只有低碳而没有城市发展的低碳城市不足我们追求的目标。
2.2 西方发达国家低碳城市建设经验
根据碳排放的来源和低碳城市的国际实践经验，将低碳城市建设的实践活动分为以下三个方面：
（1）能源低碳化。几乎所有的碳排放都与能源的消耗有关，因此能源低碳化是降低碳排放的主要途径之一，发达国家主要是利用环保税制的杠杆作用来促进节能减排。芬兰是世界上第一个根据能源中碳的含量收取能源税的国家，芬兰政府利用能源税的收入来支持新能源技术的开发。英国按照二氧化碳排放量及浓度征收二氧化碳税，对所有用电单位征收气候变化税，所有的用电单位都要对气候变化负责。
（2）建筑低碳化。来自建筑的碳排放是城市温室气体的主要缔造者之一，推行节能建筑，是当前发达国家低碳城市建设的一大亮点。英国在1995年就颁布实施了《家庭节能法》；2006年4月，英国再次出台建筑节能新标准，规定新增建筑必须安装节能节水设施，使其能耗降低40％以上；英国政府计划到2016年，所有新建房屋实现二氧化碳“零排放”，并对节能绿色建筑给予税收优惠。地处北欧的芬兰冬季漫长，向来重视建筑物的绝热，芬兰环保部制定了建筑物隔热标准，规定新增建筑物墙体必须使用绝热层，尽量减少建筑物内热量损失；增加墙体厚度，采用二层或者三层玻璃窗。美国政府通过制定行业和产品标准，开发和推荐新能源技术来尽量降低新建筑物的能耗，通过“能源之星计划”，建筑节能已经实现市场化[14]。
（3）交通低碳化。交通领域的能源消耗是碳排放的主要源头之一，西方发达国家的城市多通过发展新能源汽车以及轨道交通体系的建设来实现交通低碳化。德国投入大量资金用于新能源汽车的研发、汽车充电站网络建设。法国政府推出“新车置换金”政策，消费者在更换新车时，购买小排量、更环保的汽车可以享受200～1000欧元的补贴，而购买大排量的汽车则需要交纳最高2600欧元的购置税。日本政府规定从2009年4月1日起实行“绿色税制”购买纯电动车、混合动力车和清洁柴油车可以享受各种税赋优惠[14]。
结合中央政府提出的建设资源节约型、环境友好型社会的战略目标以及科学发展观的理念，全国已有保定、上海、杭州、南昌、珠海、北京、厦门、吉林等10几个城市提出或已经开始进行低碳城市建设。比较有代表性的有保定市太阳能光伏产业的发展以及高速公路的太阳能照明工程；上海崇明岛低碳生态实践区建设，临港新城低碳发展实践区以及虹桥低碳商务实践区建设；杭州市政府正在努力将该市打造成国内领先的新能源产业基地和低碳城市。
虽然国内城市进行低碳城市建设的热情很高，但是就目前情况来看，我国低碳城市建设实践具有零散性和尝试性，一些城市决策者对低碳城市的内涵、建设路径以及可能遇到的困难没有全面准确的理解和充分的准备，或者简单地认为在城市内上马一些新能源项目，建设一些新能源产业园区就是低碳城市，对低碳城市概念的理解仍有偏差。
2.3 我国35个省会城市及计划单列市城市二氧化碳排放量测度
通过分析城市碳排放的几大组成部分：城市交通、建筑、生产及生活等内容之间的相关性，论证不同能源使用与二氧化碳排放量之间的关系，可以用公式表述为
＝K×E，E为不同类型能源使用量，可按统一标准折算为标准煤，系数K为碳排放强度或者碳排放系数。据研究，中国使用1kW·h的电力平均排放二氧化碳为0.998kg，然而1t标煤排放的二氧化碳为2.45t。相对于电力使用的K系数为0.998，相对于标煤使用的K系数为2.45。城市二氧化碳排放量采用总体计算方法，利用人均GRP指标、单位GRP产出的能耗量及二氧化碳与能源的换算比（K）来获得。在此，为简化计算，将K作为常量处理，K恒等于2.45[15]。城市二氧化碳排放公式表述为：
其中，代表总的二氧化碳排放量，P为地区人口数，E为地区能源消耗总量，GRP代表地区生产总值；PC代表人均地区生产总值，EI为能源消耗强度，CI代表单位能源碳强度，这里CI＝K。由于我国统计体系没有对城市层级的能源消耗强度进行统计，因此可以用该城市所在省份的能源消耗强度近似代替。这样做另一方面是由于该城市的能源消耗和生产活动在该城市所存省份占有相当大的比重，这样做也有其相对合理性。
当前我国统计系统尚没有将城市碳排放总量和碳排放强度信息纳入国家统计体系，所以尚没有城市级别的二氧化碳排放统计数据。我们可以通过城市或者城市所在地区的能源消耗情况和地区生产总值来估算城市的二氧化碳排放量。在此，选择包括省会城市和计划单列市共35个城市为对象进行碳排放情况估算。
根据这35个城市所在地区的能源消耗情况和地区生产总值以及人口情况可以粗略估算出这35个城市的人均地区生产总值和人均二氧化碳排放情况，通过这两组数据进行组合分析。
如图3所示，右下方的北京、上海、广州、深圳人均地区生产总值较高，而人均二氧化碳排放水平较低；左上方的乌鲁木齐、太原、银川、呼和浩特人均地区生产总值较低，而人均二氧化碳排放水平很高；左下方的重庆和南宁所代表的城市则是地区生产总值和人均二氧化碳排放均较低。我们所要建设的低碳城市是既要保持社会经济的发展和人们生活质量的提高，又要降低碳排放量，实现人与自然和谐相处的可持续发展的城市，因此，较好地发展选择应该是右下方的发展模式——既实现城市经济的发展，碳排放水平又得以降低。
图3 我国主要城市经济发展水平——二氧化碳排放水平组合图
下面就北京、上海、广州、深圳、乌鲁木齐、银川、太原、呼和浩特这8个城市的具体情况进行分析，探讨造成城市碳排放水平差异的原因。
从表1可以看出，从经济发展水平来看，北京、上海、广州、深圳这4个沿海城市的人均地区生产总值要远远高于乌鲁木齐、银川、太原、呼和浩特这4个中西部地区城市。从单位地区生产总值能耗指标来看，各地区水平差异显著，北京、上海、广州、深圳为代表的沿海城市能耗水平远远低于乌鲁木齐、银川、太原、呼和浩特为代表的中西部内陆城市。从单位工业增加值能耗来看，两类城市差异更为突出，其中，广州、深圳单位工业增加值能耗最低，仅为0.869吨标准煤/万元；银川单位工业增加值能耗最高，高达7.13吨标准煤/万元。从产业结构来看，北京、上海、广州、深圳4个城市均为“三二一”结构，第三产业在国民生产总值中的比重超过了50％；而乌鲁木齐、银川、太原、呼和浩特4个城市中第二产业在国民经济中的比重较沿海地区城市较高，如果进行深入分析可以发现，这一类城市多为资源型城市，重工业在国民经济中占有较高比重。此外，西北地区冬季气候寒冷、采暖周期长，需要消耗更多的煤炭。
3 我国低碳城市建设中存在的主要问题
我国现阶段低碳城市建设与发达国家城市相比还存在较大差距，仍存在很多问题需要改进。我国低碳城市建设的主要问题表现在：产业结构中高耗能产业比重大，煤炭在能源消费中比重高，城市规划不符合低碳城市理念，与国际先进水平存在较大差距。
3.1 产业结构中高能耗产业比重大
我国35个主要城市三次产业增加值构成中，第三产业所占比重已经超过第二产业所占比重。但与发达国家相比，我国城市中第二产业所占比重依然过高。而且我国第二产业高能耗、高污染、高排放、低附加值行业居多。
由图5可以看出，我国能源消耗中，加工制造业占据绝对份额。而加工制造业所耗能源又以石油加工、炼焦、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼、压延加工业和黑色金属冶炼为主。这些产业都是高污染、高能耗、高排放产业，对我国环境造成极大破坏，是碳排放的主要源头。
3.2 煤炭在能源消费中比重高
由于目前我国统计系统有关能源使用的数据没有对城市层级的统计，而城市是所在地区主要能耗地，用全国层面的能源数据来进行城市层面的分析也具有一定参考价值。如图5可见，我国能源消费结构不尽合理，煤炭在我国能源消费结构中所占比重，1978年为70.7％，截至2007年，煤炭在我国能源消费结构中所占比重依然高达68.7％；石油在能源消费总量中的比重从1978年的22.7％下降为2007年的18.7％；包括水能、风能、核能在内的新能源在能源消费总量中的比重增长缓慢，从1978年的3.4％增长为2007年的8.9％。
3.3 城市规划不符合低碳城市理念
我国低碳城市建设处于刚刚起步阶段，现有的城市规划理念与低碳城市的发展理念尚存在差距。具体表现在：
（1）居住区的用地规模越来越大。居民小区一般为封闭型，将公共交通阻挡在外，为居民出行带来不便，在一定程度上鼓励了私人小汽车的出行，居住区内大量的小汽车出行，会导致小区入口处交通拥堵，增加能源消耗和尾气排放。
（2）单一的用地功能，产生了大量巨型居住社区。其内部的主要功能为居住，较少考虑用地的混合和在一定区域内提供足够的就业岗位，导致城市中大量的钟摆交通与长距离通勤，进一步导致城市交通的拥堵，进而增加了交通的能源消耗。
（3）郊区大量的低密度开发。在郊区，由于地价相对较低，开发强度也较中心区低，甚至出现低层低密度的别墅型住宅区。同时，处于公共交通运营的经济性考虑，郊区公共交通网一般较疏。低密度的住宅开发和较疏的公共交通网络必然导致大型地块、公共交通出行比例的较低、私人小汽车使用比例高等问题。
3.4 人均碳排放量与国际先进水平存在较大差距
目前，我国城市人均碳排放量与国家先进水平仍存在较大差距，根据《大东京管理报告》，东京2003年人均碳排放量为5.9吨，伦敦为6.9吨；根据纽约规划局数据，纽约2005年人均碳排放量为7.1吨。如图6所示，我国的北京、上海、天津、重庆4个直辖市2008年人均碳排放量分别为10吨、14.2吨、12.5吨、5.6吨。排除重庆地区由于人口多、经济相对落后，人均碳排放量相对较低外，其他三个直辖市碳排放水平与国际先进水平相比存在较大差距。我国其他城市碳排放水平尚不如北京、上海，而且，我国城市二氧化碳排放量上升趋势明显，国际先进城市二氧化碳排放量已在逐渐下降。因此，我国城市人均二氧化碳排放水平与国际先进水平差距明显。
图6 我国4个直辖市人均二氧化碳排放量与国际其他城市比较图
4 我国未来低碳城市建设的对策建议
根据前面对我国城市在低碳城市建设中存在的问题和现状的分析，我国未来低碳城市建设可以在以下几个方面进行改进。
4.1 产业结构调整升级
首先是高碳产业低碳化。要缩短能源、汽车、钢铁、交通、化工、建材等高碳产业所引申出来的产业链条，把这些产业的上下游产业链“低碳化”。可以在交通、建筑、冶金、化工、石化等高能耗、高污染的行业率先试点，通过低碳技术的引入和改造，使之成为探索低碳经济发展的重点领域。
其次是发展低碳产业。要调整高碳产业结构，逐步降低高碳产业特别是“重化工业”经济在整个国民经济中的比重，推进产业和产品向利润曲线两端延伸：即向前端延伸，从生态设计入手形成自主知识产权；向后端延伸，形成品牌与销售网络，提高核心竞争力，最终使国民经济的产业结构逐步趋向低碳经济的标准[16]。
4.2 空间布局调整
我国城市化进程快速推进，大量人口涌入城市，城市的用地规模快速扩张，但我国人多数城市的空间布局不尽合理。建设低碳城市应该对城市土地集约化利用，城市空间紧凑型布局。改变过去单一用地性质的功能分区理念，提倡“有效混合”理念，尽可能缩短工作地和居住地的通勤距离，减少居民出行乘用交通工具所造成的碳排放。
4.3 大力发展轨道交通体系
我国更合理的都市区发展模式应是结合有轨道或区域公共交通导向的走廊式发展模式，通过空间整合与控制小汽车的使用，从而达到节约能源的目标。从每公里每人次能源消耗量看，私人小汽车、公共汽车、城市轨道交通分别为721～831大卡、180～216大卡、70～100大卡，城市轨道交通仅为公共汽车的1/2、私人用车的1/8，具有明显的节能效果[17]。城市轨道交通具有运能大、出行便捷、速度快、无污染的特点。受制于资源环境的限制和我国人口规模的限制，西方国家过去的以小汽车为主的交通发展模式在我国必然被淘汰。低碳城市建设首先要考虑以良好步行环境为导向的开发，再优先考虑方便自行车使用为导向的开发建设，在此基础上倡导以公共交通为导向的开发建设，再考虑城市的形象改善工程和小汽车交通的发展。
4.4 大力发展新能源
我国目前处于工业化与城市化快速推进阶段，对能源的需求具有刚性特征——伴随着经济的快速发展，对能源的需求增长不可避免。对于我国日前以煤炭为主的能源结构，要想降低单位国内生产总值能耗和减少单位国内生产总值碳排放量，进行低碳城市建设，最有效的途径就是转变以煤为主的能源结构，增加风能、水能、核能等新能源的生产量和消费量。
4.5建筑节能
联合国环境规划署12月11日发表的一份报告称，全球能源使用以及与此相关的温室气体排放有三分之一与建筑物耗能有关。报告指出，全球建筑物每年产生86亿吨当量二氧化碳，到2030年这一数字将增至156亿吨当量二氧化碳[18]。受人口增长、城市化进程的影响，我国每年新增建筑物面积高达20亿平方米，但是其中节能建筑所占比例很小。而且我国建筑物的使用寿命很短，大约只有30年，与欧洲、美国等发达国家平均上百年的使用寿命相比，无疑是对资源、环境的巨大浪费。我国正在经历快速的城镇化，今后30年内将新建大约400亿平方米的新建筑，城市建成区面积还将翻番。因此，通过推进建筑物节能，有望大幅降低城市碳排放。
4.6 加大城市绿化水平
从高碳模式向低碳模式的经济增长方式的转变需要一个长期的过程，我国以煤炭为主的能源结构在短期内也难以发生根本性转变，这就需要充分挖掘森林绿地的碳汇潜力，通过绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，对城市排放的碳进行更彻底的吸收和封存。因此，应该在城市规划建设中多建公园绿地以及城市绿化带。每公顷阔叶林每年大约吸收360吨碳当量，每公顷针叶林每年大约吸收930公斤碳当量，每公顷草坪每年大约吸收870公斤碳当量，林木每生长1立方米，平均吸收1.83吨二氧化碳[19]。此外，楼顶绿化是既不占用城市建设用地，又可以增加城市绿化面积，增加碳汇能力的有效途径。我国绝大多数城市的屋顶目前都在闲置，如果这数千万平方千米的楼顶面积若建成“空中绿地”，既可使建筑物隔热保温，降低建筑能耗，又可不占用生产建设用地而扩大城市绿地面积，净化城市空气，降低城市热岛效应，美化城市景观。