低碳经济的影响及低碳城市规划

2　低碳城市研究

既然经济增长和碳排放具有正相关关系，毫无疑问，碳减排肯定会影响原有经济发展路径。有经济学家就世界碳减排引起的经济损失进行了估算（表2－1），大气CO2浓度稳定在450ppm时，控制碳排放损失的GDP损失在0．88%～1．15%；大气CO2浓度稳定在410ppm时，控制碳排放损失的GDP损失在2．95%～4．16%。要实现这些目标，基于气候变化政策的世界碳减排是明确的趋势（图2－1）。

表2－1　世界碳减排经济损失估计

图2－1　基于气候变化政策的世界碳减排趋势
注：世界碳排放量（GtCO2）（2005—2050）

2．1　低碳经济及其研究

2．1．1 “低碳经济”及其响应

在以《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》等为核心的气候变化国际制度框架遭受挫折的局势下，2003年英国的能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》（Our Energy Future—Creating a Low Carbon Economy）首次提出将实现低碳经济发展模式作为英国能源战略目标，旨在打破国际气候谈判的僵局，建立发达国家与发展中国家之间的理解与信任，倡导全人类共同应对全球气候变暖的挑战。英国提出“创建低碳经济”也有自身发展的要求。作为最早开始工业化的国家，英国的能源日益稀缺，改变生产模式和消费模式迫在眉睫。此外，英国希望利用能源基础设施更新机遇和其在低碳技术领域优势不断提高自身经济竞争力，并通过占领未来的低碳技术和产品市场来赢得政治方面的优势。

2003年英国的能源白皮书没有给出确切的低碳经济的定义和可供比较的方法和指标体系，但明确了低碳经济发展模式的目标，即在促进社会经济发展的前提下保障能源供应安全并应对气候变化。该模式一经提出，便受到大多数国家的高度关注和支持。各国纷纷依据本国的情况，制定实现低碳发展的计划和目标。

欧盟各国一直以来都较为积极地推动全球气候变化制度的建立，同时在发展低碳经济的技术和产业方面也非常积极。澳大利亚于2007年批准了《京都议定书》，并在2008年发布了《减少碳排放计划》政策绿皮书。日本作为一个资源稀缺的国家，一直非常重视节能减碳。2008年6月，日本首相福田康夫提出著名的防止全球气候变暖的对策——“福田蓝图”，这是日本低碳战略形成的正式标志。2007年美国参议院提出了《低碳经济法案》，提出了创建低碳经济的十步计划。虽然美国布什政府拒绝认可《京都议定书》，但2009年奥巴马政府在调整美国应对气候和能源危机方面的举措让全球对美国的态度有了新的期待。全球应对气候问题的核心机构——联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2007年发布第四次评估报告，也指出了对于许多涉及温室气体排放的部门可以选择诸如“开发可再生能源”、“碳捕获和封存技术（CCS）”、“热电联产”、“氢能开发”等低碳技术来实现减排。同年12月，巴厘岛联合国气候大会为2012年以后控制温室气体制定《巴厘岛路线图》。联合国环境规划署确定2008年“世界环境日”（6月5日）的主题为“转变传统观念，推行低碳经济”。2008年7月，G8峰会上八国表示将寻求与《联合国气候变化框架公约》的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50%的长期目标。2009年11月哥本哈根联合国气候大会强调全球范围内建立减排协议的重大意义。

2007年国家主席胡锦涛在亚太经合组织第15次领导人会议上提出4项建议，明确主张发展“低碳经济”研发、推广“低碳能源技术”、“增加碳汇”和“促进碳吸收技术发展”。在此期间，中国的学者也开始借鉴英国“低碳经济”的定义开展研究。庄贵阳（2005）认为，低碳经济的实质是提高能源效率和清洁能源结构，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。将低碳理解为3种情形：①温室气体排放的增长速度小于国内生产总值的增长速度；②零排放；③绝对排放量的减少。潘家华（2008）则认为，在低碳经济中，低碳是重点，发展是目的。付允等（2008）论证了低碳经济发展模式，以低碳发展为方向，以节能减排为方式，以碳中和技术为方法。姜克隽、胡鞍钢、张世秋（2008）从目标上认为低碳经济是以低消耗、低污染为基础的经济，是在发展中排放最少量的温室气体，同时获得整个社会最大的产出。吴晓青（2008）认为其核心在于低碳能源的开发和利用、低碳技术的开发和应用以及低碳产品的生产和消费。可以认为，“低碳经济”具有狭义和广义的内涵，狭义主要是技术的，即：提高能源利用效率和改善清洁能源结构；从广义看，有技术、制度、价值观的内涵，即：通过能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变来实现节能减排、发展循环经济、构建和谐社会。

2．1．2 低碳经济研究进展

2006年10月受英国政府委托，英国政府经济顾问Stern领导编写了斯特恩报告《气候变化经济学——斯特恩观点》（The Economics of Climate Change：The Stern Review），定量评估了全球变暖对经济的影响，论证了改善全球升温的趋势在科学技术上和经济负担上都是可行的，而且越早采取行动，成本越小——现在全球每年1%的GDP投入就可避免将来每年GDP 5%～20%的损失。斯特恩报告指出，提高能源效率、建立有力的能源价格机制、开发新能源和固碳技术等都是向低碳经济转型的可行的方法。麦肯锡公司在2007年2月发布了《温室气体减排的成本曲线》的研究报告，探讨了应对气候变化的技术和成本问题，分析了各种现有技术能够实现的温室气体减排潜力和相应的成本。研究结果表明：在2030年的情景之下，75%的减排潜力都可以通过已成熟的技术实现，并且一部分减排潜力甚至是零成本或者是负成本的。2004年普林斯顿大学的Pacala和Socolow在Science杂志上发表论文Stabilization Wedges：Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies，量化了各项技术的温室气体减排潜力，提出了框架性的技术解决方案。Jothston等学者探讨了英国大幅度减少建筑二氧化碳碳排放的技术可能性，认为利用现有技术到21世纪中叶实现1990年基础上减排80%是可能的。Kinzig和Kammen提出了一个分析不同政策下各国能源和工业部门的碳排放的演变趋势的框架。Treffers等学者探讨了德国在2050年实现1990年基础上减少温室气体排放80%的可能性，提出良好的政策措施可以促进经济增长和温室气体排放减少的同步实现。Kawase等学者总结了影响碳排放变化的三个主要因素：二氧化碳强度、能源效率和经济活动。他提出如果要实现60%～80%的减排目标，总的能源强度改进速度和二氧化碳强度减少速度必须比前40年的变化速度快2～3倍。

近几年国内关于低碳经济的研究也取得进展。庄贵阳（2005）从内部需求和外部驱动两方面说明了中国经济需要走低碳发展道路，并对中国经济低碳发展的可能途径和潜力进行了分析。潘家华（2008）将碳排放分为用以基本生活需要的碳排放和奢侈浪费性的碳排放，强调保障基本生活需要的碳排放，提出了个人消费排放的“碳预算”概念，以此约束消费行为。张世秋（2008）认为低碳经济是衔接区域污染控制、气候变化减缓与可持续发展的桥梁。她认为，要推进低碳经济的发展模式必须明确技术创新和产业发展的激励机制，同时相关环境管理制度的变革与创新也是促进低碳经济发展的基本保障。马中（2008）认为中国在推进低碳经济发展时，只要好好梳理和调整能源消耗结构，便可在国内已有的能源技术基础上很好地实现节能减排，而不必依靠欧美的技术转让。张坤民（2008）认为中国面临着能源禀赋、发展水平、总量突出和锁定效应等挑战，提出了应对这些挑战的战略，倡导构建可持续发展的能源对策框架，坚持不懈地节能减排，大力发展可再生能源，积极推进核电建设与科学发展替代能源等。付允（2010）等从多方面分析了中国发展低碳经济的紧迫性，指出实现低碳经济应以低碳发展为方向，以节能减排为发展方式，以碳中和技术为发展方法。龚建文（2009）认为发展低碳经济最优路径是提高能源效率、发展可再生能源、发展循环经济。推动低碳经济的发展，还需要有积极的战略规划和对策措施，特别是要在政策上、法律上予以支持和保障。王文军（2009）认为低碳经济是以源头控制、过程控制、目标控制相结合的经济发展范式，产业结构调整、加大研发力度、开展国际合作、加强宣传等方面的工作是有效实现低碳经济的重要措施。金乐琴等（2009）认为，作为发展中的温室气体排放大国，中国需要在复杂的国际政治经济环境中建设性地参与应对气候变化的进程，在发展战略、政策机制、技术创新等方面积极做好向低碳经济转型的准备。庄贵阳（2005）分析了中国未来温室气体排放趋势及影响因素，分析了在全球金融危机背景下，中国发展低碳经济面临的障碍与困难，提出中国必须建立发展低碳经济的长效机制。姜克隽等（2009）利用IPAC模型对我国未来中长期的能源与温室气体排放情景进行了设计和分析，同时探讨中国实现低碳情景所需要的发展路径。

2．1．3 低碳经济发展理论

1）生态足迹理论

“生态足迹（Ecological Footprint）”这一概念最早由加拿大生态经济学家W．雷斯在1992年提出并在1996年由M．魏克内格完善的一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法。生态足迹的意义在于可以判断某个国家或区域的发展是否处于生态承载力范围内，是否具有大生态安全性，社会经济发展的生态安全基础是否持续稳定并可以支撑社会经济发展的可持续性。

人类生存和发展需要资源的支撑，人们的衣、食、住、行等基本生存需求所消费的各种资源，均与具有生态生产力的土地相关联，通过对某人、特定人群、人群聚居地所消费的资源和能源以及废弃物量的计算，可以引申出“一只承载着人类与人类所创造的城市、工厂的巨脚，踏在地球上留下的脚印”。这可以说是生态足迹的概念。

20世纪90年代初加拿大生态经济学家威廉·雷斯（William Rees）及其博士生马希斯·瓦克纳戈尔（Mathis Wackernagel）提出一种度量可持续发展程度的方法——生态分析法，把具有生态生产力的土地划分为耕地、林地、牧草地、水域、建筑用地和能源用地六类。作为一种度量可持续发展程度的方法，生态足迹分析法从需求面计算生态足迹（DEF）的大小，从供给面计算生态承载力（SEF）的大小，通过两者的土地面积比较，以评价计算对象的土地资源可持续利用状况。这里的土地面积是以“全球性公顷”（Global Hectare）来表示，相当于1hm2具有全球平均产量的生态土地。

对于某一个现实生态系统而言，如果其SEF大于DEF，则出现生态盈余，表明人类对自然生态系统的压力处于该系统所提供的生态承载力范围之内，生态系统是安全的，社会经济系统的发展具有可持续性，土地资源可持续利用；反之，则出现生态赤字，表明该系统中人类生存和社会经济发展对具有生态生产力的土地的需求已经超过该生态系统所能提供的供给，生态系统是不安全的，土地资源利用处于不可持续性范畴。

生态足迹的计算是基于以下两个基本事实：①人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其产生的废弃物的数量；②这些资源和废弃物能转换成相应的生物生产面积。因此，任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产总面积（包括陆地面积和水域面积）。

生态足迹的计算公式为

式中：i为消费商品和投入的类型；Pi为i种消费品的平均生产能力；Ci为i种商品的人均消费量；aai为人均i种交易商品折算的生物生产面积；N为人口数；Ef为人均生态足迹；EF为总的生态足迹。

2）脱钩发展理论

脱钩理论主要用来分析经济发展与资源消耗之间的响应关系。对经济增长与物质消耗之间关系的大量研究表明，一国或一地区工业发展初期，物质消耗总量随经济总量的增长而同比增长，甚至更高；但在某个特定阶段后会出现变化，经济增长时物质消耗并不同步增长，而是略低，甚至开始呈下降趋势，出现倒“U”形。因此，可以借鉴欧洲国家制定脱钩发展战略中提出的资源生产率等概念和指标，通过大幅度提高资源生产率和环境生产率，做到用较少的水、地、能、材消耗和较少的污染排放，换来较好的经济和社会发展。

3）“过山车”理论（EKC假说）

图2－2　环境库兹涅茨曲线

1991年经济学家G．格鲁斯曼和A．克鲁格对66个国家和地区的空气污染物（1979—1990）和水污染物（1977—1988）的变动情况进行研究发现，大多数污染物的变动趋势与人均国民收入的变动趋势间呈倒U形关系，提出环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve，EKC）（图2－2）假说，认为沿着一个国家的发展轨迹，尤其是在工业化的起飞阶段，不可避免地会出现一定程度的环境恶化；在人均收入达到一定水平后，经济发展会有利于环境质量的改善。这就是说，从高碳经济到低碳经济的转型轨迹就是人类经历生态环境质量的“过山车”。相关的制度创新、技术创新和生态创新也许不能够改变“过山车”的倒U形轨迹，但人类可以削减“过山车”轨迹的“峰度”和“上坡路”的里程，最低的现实要求是控制“过山车”的峰顶不高于人类持续生存的生态阈值，并促使“过山车”尽早经过“拐点”。

2．2　低碳城市及其研究

2．2．1 低碳城市内涵

低碳城市目前还没有被大家所公认的定义。关于低碳城市的研究和讨论也是近几年才集中涌现出来的。Shimada等（2007）以日本滋贺为例，讨论了如何建立长期的局域性的低碳社会的方法。Nader（2009）以阿联酋的马斯达尔城为研究案例，讨论该城市如何发展低碳经济的努力和成果。马斯达尔城是阿布扎比政府致力发展的碳中和、零排放的城市，在世界上也是较为领先的。然而这个城市建立在大量经济投入的基础上，是很多城市难以直接借鉴的。联合国环境规划署驻华代表处首任主任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，建设一个良性的可持续的能源生态体系。

近两年，国内很多学者开始致力于探讨低碳城市的内涵，并尝试寻求低碳城市的发展模式。顾朝林（2008）认为，低碳城市是指在保持经济社会稳定健康发展，人民生活水平不断提高的前提下，二氧化碳排放维持在一个较低的水平，对自然系统产生较小的负面影响。辛章平（2008）将“低碳城市”理解为城市在高速经济发展的前提下，保持能源消耗和CO2排放处于较低水平。金石（2008）认为低碳城市发展是指城市在经济高速发展的前提下，保持能源消耗和CO2排放处于较低水平。付允等（2008）提出低碳城市是通过在城市空间发展低碳经济，创新低碳技术，改变生活方式，最大限度减少城市的温室气体排放，逐渐摆脱以往大量生产、大量消费和大量废弃的社会经济运行模式。谷永新等（2008）认为低碳城市应该以低碳经济为发展模式及方向，城市市民应该以低碳生活为理念和行为特征，政府公务管理层应该以低碳社会为建设标本和蓝图，并提出了推广太阳能、地源热泵和垃圾填埋场的气体回收利用等技术的应用。刘怡君等（2009）认为发展低碳城市是以城市空间为载体，发展低碳经济，通过实施绿色交通和建筑、转变居民消费观念、创建低碳技术来最大限度地减少温室气体的排放。刘志林等（2009）认为低碳城市发展的过程不能以牺牲经济发展为代价，我国发展低碳城市必须探索与国际经验不同的新内容，不仅要关注交通、商业与建筑的低碳化，更要关注产业结构升级、产业能效提高等领域。龙惟定等（2009）以上海为例计算了各产业的碳排放比例，提出了实现低碳城市可采取的主要措施。重点阐述了低碳城市和低碳区域的能源系统构建问题，提出了改变能源结构、调整产业结构、确立严格的节能标准、倡导节能技术和节能行为等完善低碳城市能源系统的主要形式。刘传江等（2009）分析了武汉城市圈的生态足迹赤字和节能减排发展情况，提出了武汉城市圈发展低碳经济、建设低碳社会的建议。戴亦欣（2009）回顾了国内外低碳城市的尝试，分析了低碳城市建设的原则和特点，着重讨论建设低碳城市所必需的治理模式和制度建设模式。构建了基于城市历史传承和社会经济发展特点的政府、市场、公民三方协作互动模型。叶祖达（2009）建议优化现有的城市规划决策程序，把推进低碳经济发展思维具体引导到新规划管理工具，并提出了四个建议：评估气候变化对城市的具体影响，对城市的碳排放进行全面审计，研究城市在产业、建筑、交通、居民生活方式等方面和碳排放的因果关系，制定减排目标；制定针对气候变化的缓和与适应对策；在总体规划上考虑减排的能效，在城市规划管理系统内建立促进减排目标的有效法定框架；在城市建设时建立可以评估和监控城市发展各个方面的机制。并认为城市规划直接决定了城市经济社会系统的布局和功能，因此城市规划对于发展低碳城市具有举足轻重的作用。顾朝林等（2010）发现气候变暖与城市化过程相互交织，低碳城市是遏制气候变暖的必要选择。而仅仅通过技术手段尚不足以解决节能减排问题，还需要以通过低碳城市规划来寻求城市发展的低碳化方向，认为“有效的空间规划能够减少碳的排放”。

大部分学者认为，低碳城市指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市。低碳城市的概念范畴涵盖了经济发展模式、消费理念、生活方式的转变，强调生产、生活、生态三位一体，经济、社会、环境效益并举（表2－2）。

表2－2　国内学者关于低碳城市的定义

续表　2－2

2．2．2 低碳城市的理论研究

低碳城市的发展模式引起了国内外很多城市的关注。在应对气候变暖的全人类运动中，很多城市都表现出积极承担的态度，在城市建设和管理的实践中积极开展低碳城市尝试。

1）国外低碳城市理论

国外学者认为低碳社会与低碳城市是可以实现的目标，但是前提是国际层面和国家层面共同协调努力，推进低碳技术领域创新和社会领域合作，以确保气候变化能够与社会经济发展目标相协调（Skea ＆Nishioka，2008）。格莱泽和卡恩研究了碳排放量与土地利用的关系，认为对土地利用的限制和约束越严格，居民生活的碳排放量水平越低，例如高密度中心区的人均碳排放量要比低密度郊区的少（Glaeser ＆Kahn，2008）。诺曼通过大量城市蔓延的定性研究证实了交通对城市能源及CO2排放量起着关键作用（Joanthan Norman，2006）。提出的低碳城市理论如表2－3。

表2－3　国外学者提出的低碳城市理论

上述理论探索都是立足于本国的实际，着重解决城市发展的突出问题。由于各自城市发展阶段、资源禀赋、产业结构等各方面存在差异，理论研究中均带有各自特色。

2）国内低碳城市理论

我国学者近年来分别从城市空间结构的紧凑度（陈飞，2009a）、低碳城市规划的思路与方法（潘海啸，2008；张泉，2010）、低碳建筑与低碳城市（Li Jun，2010）等角度开展有关低碳城市的讨论。在近几年也逐渐开展了多个低碳城市项目。2008年，国家发展与改革委员会和世界自然基金会（WWF）启动了“中国低碳城市发展项目”，共同确定上海和保定市作为中国低碳城市发展项目的两个试点城市，并且计划在5年内在中国发展至少15个低碳城市。上海的低碳城市规划重点在于建筑的节能，通过评估测算建筑的能耗、培训物业管理人员、发展生态建筑等方式降低总的碳排放。上海崇明岛东滩生态城通过都市规划、生态发展、可持续能源、废弃物管理、绿色建筑、交通规划设计和建设等措施，拟打造世界上第一个碳中和区域。保定侧重于新能源的应用，提出“中国电谷”和“太阳能之城”计划。据统计，截至2007年底，保定50%的公共场所、40%的生活小区、40%的旅游景区完成了太阳能应用的改造。继上海和保定之后，低碳城市的理念也逐渐引起国内其他城市的关注，很多城市开始尝试低碳经济发展模式。珠海通过推动液化天然气公交车和出租车的使用来促进低碳城市的实现；日照市设定了成为“气候中和”网络城市成员的目标，通过普及居民太阳能技术来推动低碳城市的建设；杭州致力于建设低碳产业从而实现低碳城市的目标；贵阳市则通过开展LED节能照明试点项目来推进生态城市和低碳城市的建设。中国其他典型的低碳城市项目还有广州可持续交通的示范城市，攀枝花生物柴油发展之城，伊春生态保护低能耗发展之城等。

学者们尽管研究的方法、视角不同，对低碳城市理论内涵的界定也各有偏重，但就以下两个原则基本达成一致：①低碳城市的发展不能以经济发展为代价，相反，低碳城市的发展必须要同经济发展相结合，努力做到双赢；②中国低碳城市发展会包含国外经验不具备的内容，需要我们不断探索和创新。

2．2．3 低碳城市行动计划

1）英国

关于气候变化、低碳城市与城市规划的研究与实践，英国无疑走在了世界前列。尤其在国家规划政策指引中，关于可持续发展规划、应对气候变化的规划政策，从规划的编制、实施、公众参与、实施反馈等多方面入手，系统而全面。在斯特恩报告中，英国将低碳城市列为发展低碳经济的四个优先行动的领域之一。英国碳信托基金会（Carbon Trust）与能源节约基金会（Energy Saving Trust）一起努力推动了英国的低碳城市项目（Low Carbon Cities Programme，LCCP），布里斯托、利兹、曼彻斯特是第一批示范城市。例如，伦敦2007年发布《市长应对气候变化的行动计划》，提出通过推广可再生能源应用、提高能效和控制能源需求等途径来降低城市碳排放量的目标。计划的重点是通过绿色家庭计划（Green House Programme）和绿色机构计划（Green Organizations Programme）以及改变交通模式、促使能源供应转型、引导和控制新开发项目等措施实现碳减排的目标。2003年莫顿市（Merton）公布“莫顿条例”（The Merton Rule），要求所有大于1 000m2的商业发展项目中可再生能源的使用份额必须不少于10%。由于英国建筑排放相当于全国排放的45%，英国政府社区及地方政府部门于2006年发表了“零碳住宅”政策（Zero Carbon Home），到2016年所有在国内建造的住宅都要达到“零碳”标准。2007年英国公布《气候变化法案（草案）》（Draft Climate Change Bill），2008年11月议会通过《气候变化法案》（Climate Change Act），提出到2020年将英国的CO2排放量在1990年的水平上减少26%，到2050年在1990年的水平上削减至少80%（中国科学院国家科学图书馆科学研究动态监测快报，2008年第1期第2页，2008年第18期第15页）。英国政府已经明确在2050年降低二氧化碳排放60%。要实现该目标，英国政府认为，各个部门，包括经济的、社会的需要共同努力。英国的阿伯丁市探索性地开展了低碳城市规划实践。

2）日本

日本关于低碳城市研究主要集中在低碳社会研究领域。2004年日本环境省发起《面向2050年的日本低碳社会情景》（Japan Low－Carbon Society Scenarios toward2050）研究计划。2007年2月日本发布《日本低碳社会情景：2050年的CO2排放在1990年水平上减少70%的可行性研究》（Japan Low Carbon Society Scenarios：Feasibility Study for 70%CO2Emission Reduction by 2050below 1990Level）。2008年5月日本环境省（Ministry of the Environment of Japan，MOEJ）研究小组发布《面向低碳社会的12大行动》（A Dozen of Actions towards Low－Carbon Societies，LASs）（中国科学院国家科学图书馆科学研究动态监测快报，2008年第12期第2页）。再如日本政府一直致力于低碳社会和低碳城市的建设，2008年7月日本内阁会议通过了依据“福田蓝图”制定的“低碳社会行动计划”，提出了“部门实现碳排放最小化”、“倡导简单而高质量的生活”、“与大自然和谐共生”的原则，具体涉及交通、住宅和工作场所、工业、城市等多层次多领域，提出了“紧凑城市”的规划设想。东京市作为日本低碳城市建设方面的领路者，在城市规划中重点考虑住宅的节能和环保等要素。他们利用市内天然气发电的同时，把发电产生的余热用于为家庭提供热水，节能效果得到了很大的提高。日本主要行业也自主制定了2008年至2012年减排CO2目标在10%～20%（表2－4）。

表2－4　日本主要行业自主制定的2008年至2012年减排CO2目标

3）美国

布什政府曾拒绝认可《京都议定书》，主张通过技术途径解决气候变化问题。2007年11月美国进步中心发布《抓住能源机遇，创建低碳经济》报告，承认美国已经丧失在环境和能源领域关键绿色技术优势，提出创建低碳经济的10步计划。2007年美国国会提出《低碳经济法案》。2009年奥巴马政府任命哈佛大学物理学家，专长气候、能源、核武器的约翰·霍尔德为总统科学与技术助理，试图扭转美国政府的气候及能源政策。

4）印度

印度作为最大的发展中国家和CO2排放大国，也开始关注城市在气候变化中的作用。2008年6月30日印度发布《气候变化国家行动计划》（National Action Plan on Climate Change，NAPCC），确定了印度将执行至2017年之后的8个核心国家计划，其中包括“可持续生活环境国家计划，将提高能源效率作为城市规划的核心组成部分，该计划要求：修订现有的节能建筑规范；更加强调城市废物管理及回收利用，包括利用废物发电；加强机动车燃烧经济性标准的执行力度以及使用定价措施鼓励购买低能耗汽车；提倡使用公共交通工具（中国科学院国家科学图书馆科学研究动态监测快报，2008年第8期第10页）；等等。

5）中国

上海崇明岛东滩生态城是世界上第一个零碳开发的永续城市规划。上海临港新城则重点在低碳社区、低碳产业园区等局部区域促进低碳技术应用，尝试低碳发展实践。潘海啸等提出了中国“低碳城市”的空间规划策略，主要从“紧凑城市”、“公共交通导向”、“发展自行车和步行交通”和“土地混合使用”等方面进行低碳城市规划的探索。2008年1月世界自然基金会（WWF）启动中国低碳城市发展项目，上海、保定入选首批试点城市，其中WWF将与上海市有关部门合作，通过对建筑的能源消耗进行调查、统计和分析，提高建筑能源利用效率；通过对物业管理人员进行培训，提高其节能运行的能力；通过进行生态建筑发展的政策研究最终实现降低居民生活碳排放量。WWF将与保定市相关部门合作，通过促进可再生能源的投资、建设新能源制造基地来为居民生活提供单位碳排放量低的新能源，最终实现低碳城市发展。近年来，中国低碳城市实践不断涌现出来（表2－5）。

表2－5　中国低碳城市实践

6）国际组织

为减缓温室气体排放给全球带来的影响，国际组织也逐渐形成减排共识。2007年欧盟领导人强调了减少人类活动产生的温室气体的重要性，并一致通过减排的约束性目标，即到2020年至少将温室气体的排放量在1990年的水平上削减20%（全球环境变化研究信息中心等编，2008，第18页）。2007年12月3日联合国召开气候变化大会，并于15日出台“巴厘岛路线图”，其中提出2020年前全球温室气体排放量相对于1990年减少25%～40%的目标。2008年12月联合国环境规划署（UNEP）气候变化战略制定UNEP 2010—2011工作计划，将“促进向低碳社会转型”作为UNEP气候变化计划的战略优先领域，并列出在可再生能源资源评估与规划、清洁能源技术市场化、知识网络等重点干预手段。

2．3　低碳城市研究主要内容

综上所述，低碳城市是指以低碳经济为发展模式和发展方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本，在经济健康发展前提下，保持能源消耗和CO2排放处于低水平的城市。低碳城市强调低碳，主要是从能源角度出发，强调能源的开发、生产、运输、转运和利用过程中，要提高效率，减少能耗，另外就是要减少碳排放，实行碳循环利用。低碳城市的倡导是我国建立资源节约型和环境友好型社会的积极响应。我国大部分城市已经进入产业结构演进的中级阶段，如何优化产业结构、实现节能减排是实现低碳生产的关键；同时如何对消费模式进行合理的引导，真正落实低碳消费，也是建设和发展低碳城市所不可忽视的环节。低碳城市是以城市空间为载体，以能源、交通、建筑、生产、消费为要素，以技术创新与进步为手段，通过合理的空间规划和科学的环境管治，在保持经济社会有效运转的前提下，实现碳排放与碳处理动态平衡的发展模式。国外低碳城市研究主要集中在城市碳排放驱动因素、城市碳循环与碳代谢、低碳城市空间规划、低碳城市环境管治等方面，其中低碳技术的研究贯穿各个层面。根据城市碳排放、碳循环与碳代谢、碳规划与碳管治的城市“碳转移与控制”过程（图2－3），可以看出碳排放驱动因素研究是前提，碳循环与碳代谢研究是核心，低碳城市空间规划研究是基底，低碳环境管治研究是关键，四者共同构成了低碳城市研究相互关联的内容体系。

图2－3　低碳城市的研究体系

2．3．1 城市碳排放影响因子

要发展理想的低碳城市，低碳城市规划理论和方法是必然的关键技术。低碳城市研究首先是重视每个地区影响低碳城市发展的主要影响研究因子（表2－6）。

表2－6　低碳城市发展影响因子

续表　2－6

2．3．2 城市碳排放驱动因素研究

1）宏观层面研究

城市碳排放驱动因素的宏观层面研究可以概括为城市化过程中的人口和经济增长、城市扩张、低碳技术进步、低碳城市政策和体制创新，以及城市所依赖的能源结构等。研究表明：不同地区碳排放量与人均GDP之间存在线性、倒U形和N形关系；城市扩张引起城市格局和功能变化，导致碳排放时机、空间分布模式和构成的变化；先进的低碳技术包括碳减排技术、低碳能源利用技术、碳固定与封存技术（CCS）等，直接影响城市生产和消费的碳排放水平及成本；城市政策是追求可持续发展和实现低碳排放的有效手段（McEvoy，Gibbs and Longhurs，1998）；城市清洁发展机制（CDM）（Streck，2004）、碳排放交易计划（ETS）（Steven，2003）、城市区域碳管理（URCM）（Dhakal，2007）等全球、地方气候政策需要落实到区域、城市层面，碳税、限额交易、碳信用额等是常用的政策工具（Wile，2009）；城市的能源结构很大程度上决定了城市碳排放的强度（Garg，2001）。

2）微观层面研究

城市碳排放驱动因素的微观层面研究从根本上影响着城市的碳排量。Bristowa等人研究发现，若不考虑行为变化，即使最显著的技术进步也不能满足碳削减的目标（Bristowa，Tight and Pridmore，2008）。微观层面主要从生产和消费两方面核算碳排放，生产碳排放账户包括工业（Diakoulaki and Mandaraka，2007）、建筑业（Dimoudi and Tompa，2008）、交通运输业（Yang，Mccollum and McCarthy，2009）、商业（Yamaguchi，Shimoda and Mizuno，2007）、宾馆服务业等方面，消费碳排放账户涵盖人类衣、食、住、行、娱乐的相关活动（Wu，Priyadarsini and Eang，2010）。在城市之间的比较研究中生产账户较为常用，但这仅仅考虑了城市“点位”的直接碳排放，忽略了城市“碳泄漏”（carbon leakage）。城市生产和消费产生的碳排放强度体现在碳基能源消耗上，能源结构和排放强度是重要指示变量，诸多学者据此分析了工业（Ang，2005）、家庭（Greening，Ting and Krackler，2001）、交通［私家车（Greening，2004）和货车（Greening，Ting and Davis，1999）］等不同城市部门的碳排放。

2．3．3 城市碳循环与碳代谢

1）碳排放清单

城市碳循环与碳代谢关注的主要问题是城市系统内部及跨界物质流动过程中的碳排放清单，该清单具有透明、完整、一致、可比和精确性。城市碳循环系统所涵盖的城市蔓延区和城市碳足迹区，不一定毗邻，可能位于数百千米之外（Folke，Jansson and Larsson，1997）。城市碳循环和碳代谢主要研究城市垂直和水平两个方向的碳通量（Churkina，2008），城市开放空间、城市非开放空间以及城市扩张过程会影响城市生态系统中的土壤成分、绿地结构（Pataki，Alig and Fung，et al．，2006），进而影响城市垂直碳循环；城市蔓延区和足迹区的贸易、服务和物质流动等活动影响城市的水平碳通量，即城市碳代谢（图2－3中的②）。城市碳循环与代谢的研究可以为城市与区域碳管理（URCM）提供坚实的理论基础。

2）城市垂直碳循环

对城市垂直碳循环而言，土壤是重要的碳库，其固碳量大约是所有陆地植被的3倍（Schlesinger and Andrews，2000），绿地［园林、草坪（Allaire，Dufour－L’Arrivee and Lafond，et al．，2008）、树木（Nowak and Crane，2002）］通过光合作用将有机碳元素储存在土壤中。城市绿色空间储存和吸收CO2，是重要的“碳汇”（Jo，2002）；城市灰色空间的碳排放主要来自道路的CO2排放（Nejadkoorki，Nicholson and Lake，et al．，2008）；作为全球碳循环的一个特殊因子（Svirejeva，Schellnhuber and Pomaz，2004），城市空间中建成区、绿地、贫民区有不同的碳循环路径（Svirejeva and Schellnhuber，2006）。城市扩张导致自然生态系统转换为城市生态系统（Svirejeva and Schellnhuber，2008），引起植被、土壤碳库和碳通量变化（Pouyata，Groffmanb and Yesilonisc，2002）。随着新技术方法应用，碳排放季节周期（Pataki，Bowling and Ehleringer，2003）、每天每时能源和燃料使用方式造成的碳排放也开始受到关注（Pataki，Bowling and Ehleringer，et al．2006）。

3）城市碳代谢

城市碳代谢为理解城市水平碳流动提供了概念性框架。城市碳代谢研究人类活动直接和间接产生的、产品整个生命周期累积的碳排放总量（Wiedmann and Minx，2007），包括城市内利用的最终碳基能源以及跨境交通、贸易等活动产生的CO2等。Ramaswami 和Hillman等人根据美国8个城市的数据，计算了城市内部最终利用能源、跨境交通运输以及食物、水、燃料、水泥等四种主要物质境外生产过程消耗能源的碳排放，表明跨境碳排放比境内平均多47%（Ramaswami and Hillman，2008）。Peters和Hertwich最近的研究发现国际贸易中碳排放量占全球排放量的21．5%（Peters and Hertwich，2008）。由此可见，城市之间、区域之间的商品和服务流动所体现的间接碳排放不容忽视。

2．3．4 低碳城市空间规划

低碳城市空间规划旨在通过合理配置土地、资源、建筑、交通等城市空间要素，确定城市低碳发展的中期、长期情景模式，调节化石燃料使用，减少城市碳排放量。低碳城市空间规划需要整合低碳社会和低碳经济的理念，关键要推进“低碳”排放或者“零碳”排放，包括低碳城市格局、用地、交通与道路系统、产业、居住区等方面内容，可将其分为三个空间尺度：低碳城市总体规划、低碳产业园区－居住区规划和低碳企业—家庭规划（图2－3中的③），其中低碳城市格局、用地、交通与道路系统是城市尺度关注的主要方面，支撑着园区／社区和家庭／企业尺度的发展。(www.chuimin.cn)

1）低碳城市总体规划

具体而言，城市格局对能源消费、碳排放的控制主要集中于紧凑型城市设计（Dieleman，Dust and Spit，1999），最终体现在综合土地利用、倡导公共交通和减少对小汽车的依赖上（Masanobu and Kenji，2005）。典型的规划理念和模式有Jabareen的七种设计和四种模式（Jabareen，2006），Rickably的六种中心分布格局，Kenworthy的十个关键交通－规划功能区界定等（Kenworthy，2006）。

2）低碳产业园区—居住区规划

不同尺度社区（城市社区、部门社区、兴趣社区、智能手机社区）可以将经济—环境—社会目标整合（Roseland，2000），为个人提供低碳行为的氛围与规范（Heiskanen，Johnson and Robinson，et al．，2009）；低碳社区规划可以合理安排住房密度，有效利用交通设施，弥补综合规划的缺陷，日渐成为规划过程的主题（Raco，2005）。工业生态学提供了描述、解释、解决城市环境问题的综合方案（Andrews，1999），生态产业为企业提供了可持续发展的方向（Deutz，2009），成为地方和区域发展的新范式（Gibbs，Deutz and Proctor，2005），低碳生态工业园区和集群成为流行的规划模式（McManus and Gibbs，2008）。

3）低碳企业—家庭规划

家庭是城市的“细胞”，家庭行为、能源消费的空间范围与城市格局密切相关，低碳家庭规划主要通过城市基础设施（交通、供暖等）的规划来实现。低碳房屋的发展依赖于低碳建筑技术和设计（Seyfang，2009），节能建筑的推广对缓解全球变化起着不可替代的作用（Retzlaff，2008），合理的房屋规划设计如增加密度、混合利用、邻近公交（Crabtree，2005），能有效降低CO2排放（Urge－Vorsatz，Harvey and Mirasgedis，et al．，2007），但房屋制度的多样性、低碳房屋发展面临的信任和分权挑战所带来的实施中的困难比规划设计与维护本身难度更大（Crabtree，2006）。

2．3．5 低碳城市环境管治

低碳城市环境管治研究以环境经济地理学为基础（Gibbs，2006），将碳经济化（新碳经济、低碳经济、零碳经济和碳政治经济）（Boykoff，2009），探讨应对气候变化的策略，分析其“成本—收益”，选定合适的低碳城市发展路径，如低碳技术创新、低碳能源推广、调整能源供应、规范碳排放交易标准和碳交易市场等。

低碳城市环境管治的分析基础是新自由主义、生态现代化、技术中心主义（Bailey and Wilson，2009），也是研究空间、尺度、地域和人地关系的透镜（Rutherford，2007）。新自由主义从全球化、权力下放、市场和个人激励层面研究碳管制（Lemos and Agrawal，2006），侧重于政府管制（Barnett，2005）；生态现代化市场和绿色行为有效结合能平衡城市碳经济，重点探讨了基于市场工具的清洁生产机制；碳减排——经济发展并非零和博弈，而是创新、选择的结果，绿色技术经济成为城市低碳转型的新范式（Hayter，2008）。

具体说，低碳城市环境在市场平台上，将自然与经济结合，从生态、经济、技术、管治角度关注碳抵消、固碳、碳交易等碳减排项目实施的成本—效益及背后的空间机制。对于碳金融、碳贸易等碳市场而言，均衡有效投资、投资组合可使CO2有效减排（Caetanoa，Gherardi and Ribeiro，2009），碳金融风险也为不同气候政策提供了扩大交流的机会（Hultman，2006）。从技术经济角度看，产品、服务的单位成本随着经验积累而降低，内生创新（Weiss，Junginger and Patel，et al．，2009）、技术学习、政策诱发的技术变革在消减碳排放量的同时降低了排放成本（Manne and Richels，2005）；而研发和“干中学”两种不同驱动力的技术进步作用，也对应着不同的政策情景和碳税模式（Zwaana，Gerlagha and Klaassen，et al．，2002）。从管治层面说，政府、企业、个人起着重要的作用，考虑市场环保论、运用新环境政治工具的同时（Bailey，2007），也要考虑不同区域的社会文化特性，以及各种机制适用的空间尺度。

2．4　低碳城市研究方法

2．4．1 低碳城市研究尺度

低碳城市初期的研究仅限于城市个体层面，在全球碳排放与管理框架下，研究不同国家典型城市的全球化响应。如2005年《京都议定书》签订后，伦敦（Greater London Anthority，2004）、慕尼黑气候联盟（Climate Alliance，2005），加利福尼亚环境保护局（California Environmental Protection Agency，2006）等分别制定了到目标年份的削减碳排放计划。Sovacool和Brown具体研究了12个大都市区的碳足迹，并指出了其他大都市区减排的可能性。随着低碳经济和低碳社会的倡导，研究视角多元化、研究内容具体化，从低碳家庭、低碳社区、低碳企业、低碳园区／集群等小、中尺度探寻城市碳排放与控制的趋势成为低碳城市研究的增长点。家庭—企业、社区—园区、城市层面、大都市区／城市群是低碳城市研究的主要尺度和空间单元，其中家庭、企业空间能源消费活动是城市低碳排放的基本单位，居民的衣食住行、企业生产活动与城市碳排放密切相关；社区是居民能源利用、日常生活方式改变的背景，有助于居民低碳消费观念的形成；园区是企业的集聚区和碳排放的集中区，可以从生产源头控制城市碳排量；城市个体是全球碳循环的基本单元，也是国家实现减排目标的基本行动者；城市群被视为城市发展过程中的高级空间组织，也是综合控制管理城市碳排放的高级单元。城市正常运转的动力主要来自碳基能源，通过碳基能源在其经济（E）和社会（S）过程的利用转化为环境（EN）中的二氧化碳等气体超量问题，进而构成了低碳城市的排放与控制中的多尺度关联及效应（图2－4）。

图2－4　低碳城市系统空间尺度及关联

低碳城市研究最初关注的是发达国家的城市，其碳排放量超过世界总排放量的50%，低碳城市的实践也始于英国、日本和加拿大等国家。英国通过制定收取气候变化税、签订气候变化协议、建立碳排放贸易机制和碳信托基金等多项政策推动城市低碳经济发展（Bumpus and Liverman，2008）。日本发起“面向2050年的日本低碳社会情景”研究计划，对东京、神户等城市的低碳社会发展做了详尽的规划。加拿大从产业生态学视角研究生态产业网络、集群和社区（Halifax，2006），形成低碳产业区／产业集群的雏形，温哥华制定宜居战略规划，通过对社区的规划实现城市低碳发展。亚洲和中东等发展中国家过去十年的工业发展加速了碳排放，也成为低碳城市研究关注的重点区域。这些区域一方面经济增长快，碳排放增速快，经济发展与碳排放脱钩尤为迫切；另一方面低碳城市研究薄弱，碳排放数据库没有或者不完善。该类区域的研究较多关注城市个体，如Chin对Iskandar低碳城市的规划（Chin and Wee，2007），Tunc对影响土耳其碳排放量的实证分析（Tunc，Turut－Asik and Akbostanci，2009）等。

2．4．2 城市碳排放清单编制

城市碳排放清单是指以政府、企业等为单位计算其在社会和生产活动中各环节直接或者间接排放的温室气体，也可称作碳盘查。它是低碳城市规划的基础性工作，这项工作目前还处于起步阶段，各地都在进行探索。国家发展与改革委员会目前正在进行省级碳排放清单的编制工作。南昌市与厦门大学、英国碳信托基金公司及阿特金斯合作，历时一年编制完成碳排放清单。合作方将英方提供的“城市碳管理方案”（LACM，Local Authority Carbon Management）工具包根据南昌的实际情况进行修正，使之成为以工业盘查为主，辅以交通、建筑、农业、服务业、居民生活等方面的碳盘查清单。在实践中总结出三步走方法论：第一步是进行总体摸底，主要针对的是规模以上的工业企业。根据南昌市统计局提供的资料，南昌市规模以上工业企业共有940家，占工业增加值80．3%。具体算法是，根据各家企业的能耗量，乘以不同能源的碳排放系数进行整体估算。第二步是进行抽样调查。即对其中的重点企业进行典型抽样调查，到企业查看具体报表（购电、购煤、购油的原始发票、凭证等），以此核实企业实际能耗情况与统计局提供的数据之间是否存在误差。最后，进行比较修订。具体做法是根据南昌市节能办掌握的第三方机构对相关企业的能源审计报告、清洁生产审计报告，来估算不同行业在生产、服务过程中可能产生的碳排放量，获得行业的平均修正的系数，在此基础上对前面两步所得数据进行修订。在工业碳盘查之外，建筑、交通也借鉴了工业盘查的方法。首先是计算其耗能量，然后再乘以不同能源的碳排放系数。然而，南昌碳盘查并非完美。首先是企业提供数据的主动性并不高，其次盘查的范围有限。对于企业的碳排放调研重点集中在重点企业，对规模以下企业的调研由于客观原因，力度不够，数据欠缺较多，只能按产值和电耗等统计数据进行简单估算，这在一定程度上存在很大误差^[1]。

从国家和国内外的城市碳排放清单看，存在明显的特征：①国外特大城市人均温室气体排放普遍低于全国平均水平（图2－5）；②发达国家城市碳排放主要来自建筑领域，新兴工业化国家和地区的城市碳排放主要来自交通领域，快速增长的发展中国家的城市碳排放主要来自工业领域（表2－7，图2－6）。

表2－7　特大城市碳排放主要领域比较

图2－6　特大城市碳排放主要领域比较

2．4．3 低碳城市研究的模型方法

1）一般模型评述

随着低碳城市研究内容不断拓宽深化、研究技术不断发展进步，低碳城市研究的模型和方法取得了显著进展。根据已有文献，按照研究内容体系可把低碳城市模型方法归纳为四大类：①Laspeyres指数法、简单平均分解法（SAD）、自适应权重分解法（AWD）等指标因素分解方法（Ang，2004），结构分解方法（Rhee and Chung，2006），Kaya恒等式等完全分解方法（Albrecht，Francois and Schoors，2002）；②城市碳通量平衡模型（M）（Maselli，Gioli and Chiesi，et al．，2010），过程分析法、环境投入产出法（EIO）、混合分析法（Hybrid－EIO－LCA）等城市碳足迹分析方法；③情景分析法（Gomi，Shimada and Matsuoka，2009），系统动力学模型（He，Okada and Zhang，2009），城市元胞自动机模型（Santé，et al．，2010）等低碳城市空间规划模型方法；④可计算的一般均衡模型（CGE）（Rose and Liao，2005）、长期能源规划模型（LEAP）（Phdungsilp，2009）和Markal－Macro模型（Contaldi，Gracceva and Tasato，2007）等低碳城市环境管治模型（表2－8）。

表2－8　低碳城市研究模型与方法分类

续表　2－8

城市碳排放因素分解方法用以研究城市人口、经济增长、能源消费等对碳排放的影响：指标因素分解法用于分析能源结构、能源效率、能源强度、经济发展、产业结构等因素的变化；结构因素分解模型常和指标因素分解模型结合在一起使用；完全分解法是一种无残差分析方法，思路简单，操作性较强。低碳生态城市模型方法包括城市碳循环模型和碳代谢模型，前者多根据土地利用的变化来计算城市产生的碳、分解的碳和输出的碳，后者涉及物质和能量流分析、生命周期和循环代谢评价、环境投入产出分析等计算方法，现在受到越来越多的学者关注。常用的低碳城市空间规划模型方法有情景分析法、系统动力学（SD）模型、城市CA模型等，情景分析方法对既定减排目标下的社会情景做出长期定量规划，系统动力学模型常用FML模型计算和预测城市能源消费趋势和碳排放水平，城市CA模型通过对城市空间结构、用地结构变化的模拟预测，估测碳排放量。低碳城市环境管治模型基于城市环境—能源—经济系统，从能源经济、能源技术、能源消费、环境、政策等方面探析碳排放的成本效益、技术可行性，从而为城市能源战略和决策提供依据，CGE、LEAP和Markal－Macro三种模型最为典型。上述四类低碳城市模型方法的理论背景不同，方法原理各异，都存在各自的优势与不足，在低碳城市研究中常被交叉综合使用，因此，低碳城市模型整合发展、综合模型体系的构建成为方法论发展的重要趋势。

2）典型模型描述

表2－8中模型或方法已被广泛应用于解决许多城市碳排放—循环—规划—替代管治问题。从应用广度、完善程度、操作灵活度来看，对数平均权重（LMDI）指数法、Hybrid－EIOLCA法、基于SD的FML模型、CGE模型是四类中的代表，分别从城市—区域、城市、城市空间、城市管治层面核算了城市碳排放量，是低碳城市模型方法研究中的核心。

LMDI（log－mean Divsia index）是一种对数平均完全分解方法，该方法弥补了解释残差的缺陷，主要有LMDIⅠ和LMDIⅡ两种模型，前一种模型更具灵活性，其一般形式包括乘法分解Dxk和附加分解ΔVxk：

式中：o，T分别是研究的基期和末期；V是相关能源的集合；Vi是V的子集。

研究CO2排量时考虑活动效应Dact、结构效应Dstr、能源强度效应Dint、能源结构效应Dmix、排放因子效应Demf，其表达方式为

随着对负值（Ang and Liu，2007）、零值（Ang and Liu，2007）问题研究的深入，该方法的适用范围逐步扩大。但是该方法也存在诸多缺陷，比如仅从能源消费（排放）总量、结构、强度等因子分析直接碳排放，缺乏对其背后影响机制的探究；也无法核算不同城市之间、不同产业之间的碳排放。

Hybrid－EIO－LCA方法融合生命周期与投入产出方法的优点，既能分析单个产品从“摇篮到坟墓”的环境影响，又能结合稳定的环境账户数据，研究中观（部门）水平所有经济活动的碳排放量。生命周期分析提供了一种思路，投入产出分析则提供了核算的方法，其模型表示为

式中：E为所有环境负担向量；R为k×n阶的环境压力矩阵，rij是j部门单位产出的环境负担k（如CO2排放）；A为直接需求系数矩阵；X为所有部门产出向量；F为最终需求向量。

将生命周期分析与投入产出整合时有多种方式：如把产品作为一个新的假设工业部门an＋1，分解现有产业部门

根据生命周期进行迭代分类。混合碳足迹法的理念比较科学，将自上而下方法与自下而上方法整合；核算项目比较齐全，既考虑直接碳排放，也计算了间接碳排放；但是，该方法对数据质量要求高，不仅要有详尽的统计数据，也要有可靠的调查数据，因而应用成本较高，操作流程复杂。

CGE模型采用经济学方法，基于大量的数据，用一系列非线性函数表征供给、市场、需求的关系，引入市场机制和政策工具，使得供—需、价格、交易有机结合在一起，对宏观经济背景下能源经济与环境的均衡进行模拟。该模型的优点在于能全面分析经济系统，通过模型参数和外生变量的设置，不仅能描述城市碳排放的基准情景，模拟城市碳排放量、部门碳减排量、控制成本等问题，还可以探析能源需求变化。该模型的不足在于：假设条件多，适用于市场体制发育完善的区域；模型参数多，缺乏统一的标准，大量的估测数据难以保证部分参数的有效性；对技术进步的考虑不够，不能控制技术进步对经济的影响。

可以看出，这些模型与方法多源于经济学、环境学、系统学等领域，研究中忽视了空间格局与过程、碳排放结构与调控的地理基础、不同时空尺度碳排放等城市碳排放应关注的内容。因而建立低碳城市研究方法论，探析不同时空尺度的碳排放及其空间机理是当前的重要工作。

2．5　中国低碳城市评价指标体系

今天，碳排放与气候变化已经从科学问题转变为政治问题，发达国家和发展中国家承担各自的责任与义务，总体上看，它是欧洲和日本先行先导的国际协定，我国作为最大的发展中国家、二氧化碳第一排放大国，且现在和未来还会以煤炭为主要能源，遵守“共同但有区别的责任”原则推进低碳化进程，西方政治家和科学家总是指责中国减排力度不足，试图用“低碳减排”束缚中国经济的发展进程。

2．5．1 中国低碳城市发展的基本理念

从众多学者关于低碳城市的定义中解读，可以判断低碳城市的两个基本标准：一是以保障社会经济发展为前提；二是尽量将能源消耗与碳排放控制在较低的水平。重点无疑在于后者，学者们普遍将降低碳排放作为评判低碳城市的关键，而降低碳排放亦可分为绝对量的降低和强度的降低两层含义。然而，在目前国际产业分工格局以及中国经济发展阶段与快速发展态势等背景下，期待中国短期内实现碳排放绝对值的降低是不现实的，客观上讲也是不公平的（图2－7）。

图2－7　主要国家人均能源需求状况（2 000瓦／人为基数）

这主要在于：首先，2010年中国国内生产总值达到39万亿元人民币，相当于全球GDP总量的8．5%，并超过日本成为全球第二大经济体。中国的高碳型产业结构决定未来一段时期内，中国无法实现经济总量增长与碳排放增加之间的完全脱钩。也就是说，绝对碳排放量将伴随GDP的增长而增加。正因为如此，在中国国民经济“十二五”发展规划中新增了涉及新能源和节能减排的指标，例如单位国内生产总值能耗、单位国内生产总值二氧化碳排放量等，它们均反映经济发展与碳排放强度之间比值的相对量。其次，经济全球化和碳排放转移使中国碳排放绝对值更加不可能显著下降。在开放条件下，国际贸易使得生产和消费可以分离，各国的生产排放和消费排放可能存在不一致。特别是有证据表明，发达工业化国家通过贸易与投资转移环境负担，而发展中国家以不公平的贸易条件大量出口环境资源型产品，发达国家与发展中国家之间存在着生态不平等交换（Roberts and Parks，2007）。中国是以内涵能源形式向OECD国家的最大净出口国家。2009年OECD最新的研究显示，虽然2／3的世界新增排放源来自非OECD国家，但是其中一半是在OECD国家消费。显然，生产出口导致的排放（即内涵碳的出口）是中国碳排放增长的主要部门。因此，不管国际舆论是出于公益目的或是政治意图而向中国碳排放问题施加压力，中国的经济发展是必须放在首位的，而碳排放总量的增长也是不可避免的。但是，低碳化发展是未来世界城市经济发展的总体趋势，也是保护地球家园的必然之举，中国必须在保证自身社会经济发展不受影响的前提下，尽最大可能降低平均碳排放强度。

基于以上低碳城市发展的内涵，城市低碳化发展评价指标就应该注重相对值，而非总量。低碳城市发展目标的实现必须以经济发展为前提，以牺牲经济发展速度的方式实现城市低碳发展是不科学、不可取的（付允，2010）。因此，在评价低碳城市发展水平的问题上，城市社会经济发育水平是重要的评价标准，在充分考察城市居民生活质量的前提下考察温室气体的排放与捕集情况，也就是说，低碳城市绝不仅仅单纯意味着温室气体排放多少，而应该是一种相对排放强度的高低，以及经济发展、碳排放与碳汇集是否处于最佳平衡点。

2．5．2 低碳城市评价指标体系研究

在低碳城市评价指标体系研究方面，陈飞等（2009b）认为评价城市发展是否低碳，必须制定简便可行的评价体系。他根据能源效率增长情况，采用年人均GDP增长率的能耗及CO2排放增长率比例系数，即“弹性系数”来评价中国发展低碳城市的效果。朱守先（2009）选择工业行业碳生产率和能源碳排放系数作为量化指标，比较分析了我国若干城市的低碳发展水平，并提出城市低碳发展的核心和重点。邵超峰等（2010）基于DPSIR模型提出我国低碳城市指标体系。此外，马军等（2010）选择经济发展指标、产业发展指标、科学技术发展指标、社会支撑指标、环境支撑指标等五大类、31个指标建立了中国低碳经济评价指标体系。

1）中国科学院指标体系

中国科学院可持续发展战略研究组（2009）在《中国可持续发展战略报告：探索中国特色的低碳道路》提出中国低碳城市的总体战略目标是：促使中国城市从“碳基能源”向“低碳能源”和“氢基能源”转变，改变以往高消费、高排放的生活方式和生产模式，提倡低碳建筑和公共住宅，大力发展公共交通和轨道交通，建构多中心、紧凑型、网络化的城市空间格局，以实现城市经济社会的低碳发展，最终建立以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益为特征的低碳城市模式，并通过优化能源结构、调整产业结构、转变生活方式、加强技术创新4个方面具体落实。以全国城市和100强城市为对象，以2020年为时间节点，从经济、社会和环境3个层面，将总体目标细化为9个子目标，并依据城市能源的情景分析结果，使用26项指标定量识别各个子目标（表2－9）。

表2－9　中国低碳城市发展战略目标（2009—2020）

2）中国社会科学院指标体系

中国社会科学院2010年3月公布了低碳城市评估标准体系，具体分为四大类共12个相对指标：①低碳生产力。包括单位经济产出的碳排放指标及能耗指标，其测量方法与中国现行的单位GDP能耗指标及可能的全国碳排放强度指标一致。这一大类包括碳生产力以及单位产值能耗等2个相对指标。②低碳消费。包括人均碳排放和家庭人均碳排放等2个指标。③低碳资源。包括低碳能源所占份额，单位能源生产排放量及森林覆盖率。④低碳政策。包括低碳经济发展规划，建立碳排放监测、统计和监管机制，公众对低碳经济的认知度，符合建筑物能效标准和非商业性能源的激励措施等。需要注意的是，这些指标均为相对指标。也就是说，如果达到低碳水平就意味着其显著优于全国平均水平，如果某个城市的低碳生产力指标超过全国平均水平的20%，即可被认定为“低碳城市”。

3）中国城市科学研究会指标体系

2010年中国城市科学研究会也公布《中国低碳生态城市评价指标体系》（表2－10，表2－11），探索性地提出了关于低碳城市规划的指标评价体系框架，这套评价体系主要从居住环境、土地利用和交通出行三个层面来设定规划编制的核心指标。

表2－10　中国低碳城市规划指标体系框架

表2－11　中国城市科学研究会生态城市指标体系（2010年）

续表　2－11

4）全国低碳经济媒体联盟指标体系

全国低碳经济媒体联盟专家委员会2011年1月完成《中国低碳城市评价体系》研究，提出低碳城市评价体系应由城市低碳发展规划指标、媒体传播指标、新能源与可再生能源及低碳产品应用率、城市绿地覆盖率指标、低碳出行指标、城市低碳建筑指标、城市空气质量指标等十个大项构成。

5）天津城市规划低碳评估指标体系

天津根据城市碳排放的机制和主要影响因子选取16项指标，采用层次分析法，并进行专家经验咨询，最后确定指标体系及权重（表2－12）。

表2－12　天津城市规划低碳评估指标体系

6）保定低碳城市指标体系

保定市从社会、经济、环境三个子系统出发，构建符合低碳内涵的低碳城市应该是结构合理，功能高效和关系协调的城市系统。所谓结构合理是指适度的人口密度、良好的环境质量、充足的绿地系统、完善的基础设施、有效的生态保护；功能高效是指资源的优化配置、产业结构的合理优化、人力的充分发挥、物流的畅通高效节能、信息的快速便捷；关系协调是指任何自然协调、社会关系协调、资源利用和资源保护协调、环境胁迫和环境承载力协调等等。低碳城市建设不仅要使城市碳排放量处于较低水平，保持环境有机更新，更要转变现有城市经济结构、价值观念以及生活方式。因此选取经济发展、环境保护和社会进步三个大方面进行分析，并将这三大类分解为若干具体指标项。低碳城市的指标体系包括经济发展、环境保护和社会进步3大类，共56项（表2－13）。

表2－13　保定低碳城市指标体系

续表　2－13

续表　2－13

7）吕陈低碳城市评价指标体系

吕陈根据城市低碳化发展内涵与评价指标选取原则，采取长江流域28个城市数据进行低碳发展指数评价，将城市低碳发展指数划分为能够最直观反映城市低碳水平的社会经济发展指标（S）、生产生活碳排放指标（P）和碳减排与碳捕集指标（X）等3个方面。并细化选取25项具体指标，构建一个由2个层次、25个属性指标构成的城市低碳化评价指标体系（表2－14）。其中对城市低碳评价起正面作用的为正指标，起负面作用的为负指标。与以往的研究相比，本指标体系具有以下特点：①赋予社会经济指标较高的权重值；②更加重视反映低碳指标的人均概念，即强调低碳的相对值概念；③将空间静态指标与时间动态评价相结合，即强调低碳化是过程与目标相统一的动态发展概念；④根据低碳城市的内涵特征，此处不再以传统的“市域”作为统计口径，而是改选“市辖区”进行分析，目的是最大限度地客观评价城市核心都市区，避免或降低因市域范围差异悬殊造成的误判。

表2－14　低碳城市评价指标体系

8）Falk Kagelmacher低碳城市评价指标体系

Falk Kagelmacher在2011扬州城市规划国际论坛报告“Climate Change and Lowcarbon Cities：Road map for Green－cities”中，依据瑞士应对气候变化路线图（图2－8），尤其注重减少人均能源消费（图2－9），提出了中国低碳城市的指标体系（表2－15）。

图2－8　瑞士应对气候变化路线图

图2－9　注重建筑领域的减少人均能源消费分析图

表2－15　Falk Kagelmacher中国低碳城市的绿色建筑指标体系

综上所述，目前学术界对城市的低碳化途径已达成一些共识。城市的低碳化可以通过降低碳来源（源头减碳）、消减碳排放（过程减碳）、加强碳捕捉（结果减碳）或增加碳汇（收集减碳）来实现。从城市规划角度看，可以通过合理的空间布局达到上述低碳发展目标。如通过土地有效混合使用减少交通出行，降低碳来源；通过发展城市公共交通，降低私人交通工具使用，减少碳排放量；通过构建生态单元与城市绿地系统，加强碳捕捉和增加碳汇。从城市交通和土地利用规划入手，在城市空间规划角度可以采用相应的规划策略和手段。

【注释】

[1]资料来源：http：／／finance．stockstar．com／JL2010082400000986＿1．shtml