气候变化与低碳城市规划编制

4　低碳城市规划编制框架

4．1　低碳城市规划原理

4．1．1 气候变化涉及的科学问题

1）气候变化的研究假设

早在1896年诺贝尔化学奖获得者斯凡特·阿列纽斯（Svante Arrhenius）就预言：化石燃料燃烧增加大气中CO2浓度，从而导致全球变暖。联合国环境规划署（UNEP）2008 年3月16日报告：由于全球气候变化，冰川正在以最快的速度融化，并且许多冰川可能在数十年内消失。科学家调查发现：世界各地近30条冰川，1980年至1999年，全球冰川平均每年退缩0．3m；但自2000年起，后退速度升至每年平均0．37m；2006年平均退缩了1．5m（《国际全球环境变化2008′回眸》，第2页）。2008年6月19日出版的Nature杂志报道来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratiry，LLNL）、澳大利亚天气与气候研究中心（Centre for Australian Weather and Climate Research）以及南极气候和生态系统合作研究中心（Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Center）的研究小组利用改进观察方式比较气候模型显示，在1961年至2003年，海平面每年的上升速度为1．5mm，也就是说，在这42年间海平面大约上升了6．35cm（《国际全球环境变化2008′回眸》，第22页）。全球气候变化和持续升温将导致地球自然生态系统危机，并给人类社会造成巨大的灾难！

2）气候变化的科学问题

气候变化涉及的科学问题概括起来由三部分组成：①大气CO2浓度从工业革命前的280ppm上升至450～550ppm后，全球平均气温上升2～3℃；②全球平均气温上升超过“2℃阈值”后将给人类社会带来灾难性后果；③世界各主要国家必须减少化石能源的利用，完成2050年将大气CO2当量浓度控制在560ppm以下的目标（丁仲礼，2008；IPCC，2007）。根据气象观测资料，过去100多年来，全球平均气温上升了0．74℃，与此同时，人类向大气中排放了大量的CO2和其他温室气体，大气CO2当量浓度增加了60%左右。如果这0．74℃增温完全由温室气体浓度升高造成，则CO2倍增后升温将不超过1．25℃，显然敏感性达不到2～3℃。美国NASA戈达德太空研究所（Goddard Institute for Space Studies，NASA）主任James Hansen呼吁：大气中的CO2浓度已经到了危险水平（385 ppm是“引爆点”，2007年是383．1ppm）。2008年10月31日出版的《开放大气科学杂志》（Open Atmospheric Science Journal）发表《大气CO2目标：人类社会的目标所在》（Target Atmospheric CO2：Where Should Humanity Aim？）一文认为：为了使地球保持与文明发展时期相似的状态，最佳的CO2浓度水平应该不超过350ppm，而不是以往的450ppm。目前已经达到385ppm，而且每年以2ppm的速率上升（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16期第10页）。研究表明，只有到2050年将大气中CO2浓度增幅控制在工业化前水平的2倍（560ppm）以内，才可能避免发生极端的气候变化（邢继俊等，2007）。控制大气中CO2浓度成为人类社会刻不容缓的事情（图4－1）。

图4－1　大气中CO2浓度和全球变暖关系

图4－2　全球气候系统

3）大气CO2的产生机制

全球大气系统是一个复杂的系统（图4－2）。不言而喻，要控制大气中CO2浓度，首要的是要弄清大气CO2的产生机制。事实上，自然过程和人类活动都向大气排放CO2，例如植物生长过程和能源化石燃料的燃烧等。德国不来梅大学环境物理研究所Michael Buchwitz研究发现：大气和地球表面的天然CO2通量一般要大于人为排放量引起的CO2通量。然而，这并不意味人为来源的通量不重要。事实恰恰相反，由于人为排放量引起的CO2通量只会朝一个方向进行，而天然CO2通量会在两个方向都发生——植物生长吸收大气中的CO2，植物腐烂又会将大部分或者全部CO2释放到大气中（图4 －3）。

图4－3　碳排放：自然过程与人类活动

研究人员已经证实他们测量的CO2空间模式与目前的CO2排放量数据以及人口密度相关性好。但有关CO2源（如火灾、火山爆发和生物呼吸）和汇（如陆地和海洋）的认识还存在许多缺陷。

4）人类活动的巨大影响

2007年政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告说：当前气候变暖的原因90%以上的可能性是由人类活动造成的^[1]（叶笃正，2009）。世界气象组织全球大气监测（WMOGAW）全球温室气体监测网络（Global Greenhouse Gas Monitoring Network）认为：自工业化以来，CO2、CH4、N2O以及CFC－11、CFC－12等5种温室气体引起的辐射强迫达到了97%（《国际全球环境变化2008′回眸》第12页）。全球人为温室气体排放量见图4－4。

图4－4　全球人为温室气体排放量
注：（a）全球人为温室气体排放量（1970—2004）；（b）按CO2当量计算的不同温室气体占2004年总排放量的百分比；（c）按CO2当量计算的不同行业排放量占2004年总人为温室气体排放量的百分比。

5）碳排放与城市化过程相交织

是什么因素导致了全球平均气温的变化？

从自然科学的角度看，太阳活动强度变化、大气气溶胶浓度的变化、土地利用与土地覆被状态变化和海洋的作用是导致全球平均气温升高的因素（丁仲礼，2008）。首先，根据最近几万年来气候变化的地质记录，太阳活动强度变化是造成十年、百年和千年尺度气温波动的最为重要的因子（Ruddiman，2007），但是这种活动强度变化人类对其无能为力。其次，海洋作用，主要表现为通过海洋吸热、环流调整等过程对全球气温变化起平衡作用，因此不应作为全球气候变化的外在驱动因子。第三是土地利用。第四是大气气溶胶浓度。然而，后两者都与人类活动有关，尤其与近百年来工业化推进城市化有关，城市化过程可能是全球气候变化的最重要的人类活动因素之一。

从社会发展过程看，在过去的200年间，由于工业革命导致大规模的化石燃料使用，全球CO2排放量和城市化水平一直在同步稳定增长，目前均有加快的趋势（表4－1、图4－5）。

表4－1 全球主要温室气体浓度及WMO－GAW监测的全球温室气体趋势

图4－5　全球温室气体量增长与城市化水平发展轨迹比较

再从碳排放源头看，城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。据统计，全球大城市消耗的能源占全球的75%，温室气体排放量占世界的80%。从最终使用（end use）的角度看，碳排放的来源可以分为产业（industry）、居民生活（residence）和交通（transportation）三个主要的组成部分。根据美国资料，由建筑物排放的CO2约占39%，交通工具排放的CO2约占33%，工业排放的CO2约占28% （Brookings，Blueprint for American Prosperity，2008）。英国80%的化学燃料是由建筑和交通消耗的，城市是最大的CO2排放者（普雷斯科特，2007）。目前人为CO2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。

如果我们试图减少对CO2排放趋势估计的复杂性，便只需考虑三个变量：人口变化趋势、社会发展阶段和能源结构（丁仲礼，2008）。很显然，这三个变量与城市化过程交织一体，其结果将被导入另一个关于碳排放与城市化过程的科学命题（图4－6）。

图4－6　主要国家城市化水平与人均碳排放量（2008）

6）低碳城市成为碳减排的关键所在

到2030年全球城市化人口占世界人口的比例预计将达到60%。城市创造GDP占全球80%，城市对温室气体的排放、碳排放贡献也是80%，而且比重还在上升中。小城市的人口扩张和新城镇的涌现加快了这一变化进程。城市既是人类活动的聚集地，又是经济发展的主体。因此肩负着应对气候变化、减排温室气体的重大挑战，面临着向低排放、高效能管理模式的转变。前联合国副秘书长、前联合国环境规划署执行主任克劳斯·托普弗（Klaus Toepfer）就表示：“城市是可持续发展创造一个更稳定的环境、更健康的世界的战役成败的关键。”

应对能源危机和气候转暖所带来的问题，国际上已经兴起低碳经济研究。低碳经济的发展要求既对未来发展构成一种约束，也是一次利用新技术在城市发展的方针政策上做出调整、快速跨入先进的城市发展模式的契机。在以“低排放、高能效、高效率”为特征的“低碳城市”中，通过产业结构的调整和发展模式的转变，合理促进低碳经济，不仅不会制约城市发展，而且可能促进新的增长点，增加城市发展的持久动力，并最终改善城市生活。

7）我国可以通过发展低碳城市实施碳减排目标

根据国际全球环境变化人文因素计划中国国家委员会（CNC－IHDP）产业转型（IT）工作组2007—2008的研究认为：中国产业产值结构和技术结构存在很大的减排能力。通过将碳排放计算公式分解为能源消费总量、能源消费结构、产业技术因素、中间投入量、产业产值结构和工业总量等6个因素，借助LMDI分解方法，分析中国1997年至2002年工业燃烧能源导致的碳排放量，结果显示：工业总量的增加是导致碳排放增加的最主要原因，而技术因素和产业结构因素并没有很大程度地抑制碳排放的增加。根据计算结果，产业技术因素起到的减排作用仅占12．64%，而产业产值结构起到的减排作用占17．53%，其他很大一部分来源与中间投入量的变化有关。因此，加快技术进步、调整产业结构对于我国减排仍存在很大潜力（国际全球环境变化人文因素计划中国国家委员会（CNC－IHDP），2008，第14页）。

4．1．2 低碳城市规划的基本假设

如何构建减少CO2排放的低碳社会？低碳经济和低碳城市的规划理论与方法则成为关键科学问题。本文的低碳城市规划研究基于下述五个基本假设。

1）人为CO2排放受社会发展阶段影响

在农业社会，人为CO2排放量不大，主要来自人类需要的居家生活和农业土地利用改变；在工业社会，由于以制造业为特征的工业化快速推进城市化进程，以化石燃料为主的能源结构将CO2排放量推到顶端；在后工业社会，以生产性服务业为主的第三产业成为经济发展的主体，因产业发展的能源需求量大大减少，以追求人居环境质量为主的能源需求量逐渐加大，但人为CO2排放总量会大幅下降，因生活质量提升需要的人均CO2排放量急剧增加。也就是说，随着产业结构的升级，城市CO2排放会逐步减少。

2）技术发展可以改变能源结构

能源结构随技术发展逐步改变，并朝着人为CO2排放量减少的方向发展。一方面，随着化石燃料资源的逐步枯竭，人为CO2排放将趋于减少；另一方面，随着核聚变技术逐步成熟，可以肯定地说，核能将成为未来人类社会取之不尽、用之不竭的能源。由此可见，从长远看，全球变暖困扰人类社会只是一个相对短期的现象，人类应对这一挑战，发展CO2零排放的能源技术是人类社会破解这一难题的关键，构建减少CO2排放的低碳城市既是我们的当务之急，也是一种权宜之计。人们可以通过突破核聚变技术，最终达到人为CO2排放量的大幅度减少。

3）城市规划是综合规划

城市发展受集聚分散原理（the principle of clustered deconcentration）支配，驱动因子是人口、经济（就业、收入、财政、污染防治）、交通（道路、交通工具、交通管理）和国家层面政策（如住房政策）。城市社会对城市空间增长存在反馈作用，这种反馈作用也是建立在多部门（multi－sectoral）、多层次（multi－layered）的管治（governance）和市民社会（civial society）影响之上的。据此，城市规划是一种综合型规划。

4）低碳城市发展是一个系统工程

城市规划是城市发展政策中重要的组成部分和实践环节。不同的城市发展基础和发展理念同样在城市规划的体系中也形成了不同的制度保障模式。在低碳城市发展的过程中，尤其需要将低碳城市规划同低碳城市管治制度框架密切联系。可以说，低碳城市发展是一个系统工程，低碳城市规划理念—低碳城市建设过程—低碳城市运行与治理方式同等重要。

5）城市规划是公共政策的重要环节

不同的城市发展基础和发展理念同样在城市规划的体系中也形成了不同的制度保障模式。在低碳城市发展的过程中，尤其需要将低碳城市规划同低碳城市治理的制度框架密切联系。由于现有的城市规划制度保障体系缺失影响低碳效果的评价、宣传、强制的因素，所以添加低碳理念后的多目标城市规划需要与之配套的、革新的执行体制和制度。中国城市具有各自的特点：从沿海到内陆，从北方到南方都存在着不同城市形态和发展观念，实现低碳城市所需要的制度保证体系也各有不同。

4．2　低碳理念下城市规划的可能性

在《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议（COP15）召开前夕，中国政府向国际社会承诺，到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。在《联合国气候变化框架公约》第17次缔约方会议暨《京都议定书》第7次缔约方会议上，中国代表团再次重申，中国政府将本着对本国人民和世界人民高度负责的态度，坚定不移地实施积极应对气候变化的政治措施，采取强有力的国内行动，推动绿色低碳发展，积极参与气候变化国际谈判进程，为应对全球气候变化作出积极贡献。城市规划作为体现城市政府公共政策的重要工具可以发挥什么样的作用？也就是说，有可能按照低碳理念进行城市规划研究和编制方法的革新吗？

4．2．1 “低碳”与城市规划

基于地球气温上升的事实及相关因素的分析，1992年9月在巴西里约热内卢召开了由世界各国政府首脑参加的联合国环境与发展会议，并制定了《联合国气候变化框架公约》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）。随后在1997年于日本召开的第3次缔约国会议上通过了《京都议定书》（Kyoto Protocol），作为上述公约的补充条款。2007年第13次缔约国大会上通过的《巴厘路线图》（Bali Roadmap）进一步确立了减少碳排放的量化责任和时间表。与此同时，对工业革命以来全球碳排放负主要责任的发达国家也意识到以往发展模式的弊端，并结合自身后工业化时期经济社会发展的特征，有针对性地提出了“低碳经济”（Low Carbon Economy）、“低碳城市”（Low Carbon City）等概念^[2]。

2009年7月在意大利召开的八国峰会重申了全球长期减少温室气体排放目标为：到2050年至少削减50%，其中发达国家的减排总量应在1990年或其后某一年的基础上减少80%以上。在此之前，中国科学院也于2009年3月发布了《2009中国可持续发展战略报告》，提出我国2020年单位GDP能耗比2005年降低40%～60%，单位GDP的CO2排放降低50%左右的具体目标。同时提出实现这一目标的四项措施，即：①降低能源消费和碳排放强度，实现碳排放与经济增长的逐步脱钩；②加速完成重化工工业化；③提高低碳技术与产品的国际竞争力；④积极参与国际气候体制谈判和低碳规则的制定。虽然目前中国政府正积极地对减少温室气体排放做出努力，但中国的现实国情却不利于这一目标的实现。这主要表现在：①中国正处在工业化和城市化的高速发展时期，在能源结构发生根本性转变之前，化石燃料的消耗总量仍然呈上升趋势；②在产业结构中，包括重工业在内的制造业占据了主导地位，不但包含了满足本国需要而产生的温室气体排放，同时也包含了向其他国家出口产品所带来的额外排放；③在目前大量使用的传统能源中，能源转化效率较低的煤炭占据了相当的比例；④人口众多，即使人均排放值处于中等偏下的水平，总排放量也已达全球最高。因此，利用一切手段和途径，最大限度地降低温室气体排放将会是今后相当一段时期内社会经济发展中的重要任务。城市是产业、人口、交通聚集的地方，也是地球上能源消耗强度最高的地区。所以，降低与城市相关的温室气体排放是构建“低碳城市”，实现“低碳经济”目标的关键，城市规划在这一过程中应该有所作为。

4．2．2 实现“低碳”目标的现实选择

就目前已有的技术和政策而言，为了达到减少温室气体排放目的的措施，通常集中在下述三个方面。

1）新技术的开发与应用

新技术的开发与应用主要集中在替代能源的开发利用、节能减排技术的应用以及碳捕获及储藏技术等方面。彻底解决温室气体排放所带来问题的方法只有一种，那就是彻底摒弃对传统化石燃料的大量使用，转而寻求替代的可再生能源，例如太阳能、风能、潮汐能、生物能、地热、核能等新型能源。虽然新能源利用技术已日趋成熟，并逐渐形成规模，但要完全替代传统能源还需要较长的时间，并克服包括降低设备及运营成本在内的诸多障碍。解决温室气体排放所带来问题的另一类方法就是提高能源的使用效率。在保障社会经济发展的同时降低对能源的依赖程度。这一类的节能技术广泛应用于生产、生活、交通、建筑等各个领域，并已逐步成为成熟的应用技术。最后一类技术就是对排放过程中或已排放的温室气体加以回收、储藏和吸收。例如，对大规模化石燃料燃烧过程中所产生CO2的捕获及深海埋藏技术的开发应用（图4－7）、利用陆地森林以及海洋藻类加快对空气中CO2的吸收等。上述技术基本上属于目的明确的单项技术应用，就事论事，与城市规划本身并无太多的交集。或者说，上述技术的应用并不会从根本上改变城市规划理论和方法的现有格局。

图4－7　碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）

2）生活方式的调整

采用技术手段减少温室气体排放的目的主要是要保证“正常的”社会经济运转和发展。那么自工业革命，尤其是第二次世界大战后在西方发达国家所形成的工业化生产和大众消费的模式是否就是人类唯一的生活方式呢？减少威胁人类生存环境的温室气体排放为重新审视我们的生活模式提供了一次契机。事实上随着环境保护意识的增强，有节制地使用地球上的自然资源已成为当代生活模式考量与选择中的重要因素。但是对资源的有节制的利用往往是以生活上的“不便”为代价的，例如：生活多样性、机动性甚至是舒适性的降低。因此，资源节约型生活方式的选择与生活的“便利”通常会形成一对矛盾。如何选择应属于个人乃至社会“价值观”的范畴。

城市规划与城市中的社会经济运行模式密切相关，并与之适应。因此，个人与社会对于生活方式的选择决定了城市规划的目标以及为达成目标所采取的措施。具体而言，城市规划既可以为愿意选择资源节约型生活方式的个人提供可选择的可能，也可以按照社会整体的选择和意志将资源节约型生活方式作为规划的前提和预设价值观。在这个意义上，城市规划在减少温室气体排放领域中可以有较大的作为。

3）作为技术集成与价值观博弈平台的城市规划

从以上的论述中可以看出：在减少温室气体排放的过程中，城市规划既不属于直接的“减排”或“碳汇”技术，也无法左右个人尤其是社会整体在生活方式选择上的价值观。但是，如同迄今为止城市规划所扮演的角色那样，它在城市活动空间化的过程中所起到的重要甚至是决定性的作用依然无法取代。也就是说，城市规划可以一如既往地扮演着作为技术集成与应用、价值观博弈与选择平台的角色。各种适用于温室气体减排目标的技术，尤其是土地利用模式、交通方式、建筑物节能等与城市空间密切相关的技术最终都需要通过城市规划整合并落实到城市空间中，并相互配合而产生作用。另一方面，对生活方式的选择，尤其是社会整体生活方式的改变的选择也需要通过城市规划来具体地得到落实和实施。因此，可以说城市规划在减少温室气体排放的过程中主要扮演的是技术集成与价值观博弈与实施平台的角色。

4．2．3 可能的城市规划对策

1）低碳城市规划的现状

从全球范围来看，为达到减少温室气体排放的目标，各种先驱性的城市规划尝试已经展开。这些尝试可以大致分为两类，一类是在既有城市规划，特别是注重可持续发展理念的城市规划框架中，综合运用土地利用、交通系统、水系统、生态系统、废物回收系统等既有的技术与方法，实现包括温室气体减排在内的可持续发展目标，例如巴西的库里提巴、瑞典的斯德哥尔摩、新加坡、澳大利亚的布里斯班、新西兰的奥克兰以及日本的横滨^[3]；另一类是以减少温室气体排放，甚至是零排放为目标的全新的实验性城市或地区建设规划，著名的有阿拉伯联合酋长国阿布扎比的马斯达尔（Masdar）、瑞典斯德哥尔摩的哈姆贝地区（Hammarby Sj9stad）以及我国上海的东滩和唐山的曹妃甸新城（表4－2）。

表4－2　部分实验性低碳城市（地区）一览表

续表　4－2

从表4－2中可以看出：这些以减少温室气体排放为目标的城市或地区有着一个共同的特征——较小的城市规模、大量绿色空间以及在附近地区有大量使用非化石燃料的条件（例如马斯达尔的太阳能发电厂、曹妃甸的潮汐发电等）。那么这是否意味着未来以减少温室气体排放为导向的城市空间组织模式将趋于这种小城市组群吗？换句话说，这种小规模的实验性“低碳城市”的模式是否适用于大城市乃至大城市地区呢？从目前实践的结果来看，这仍是个未知数。

迄今为止，为实现“低碳城市”目标所采取的策略、规划及技术手段大致有以下几种类型：①积极采用清洁能源。作为城市能源供给的来源，积极利用太阳能、风能、潮汐能、生物能、地热、垃圾焚烧以及核能等，同时采用地区供暖、供冷等技术手段提高能源使用效率。②采用紧凑的城市空间结构。在土地利用上实现适当的功能混合，以达到减少交通距离和交通量，提高城市基础设施效率的目的。③实行公交优先策略。配合紧凑的城市空间结构，采用公共交通优先的城市交通系统，并提供完备的自行车交通系统以及人性化的步行空间，以减少交通过程中对能源的消耗。④增加碳汇。结合城市开敞空间系统的布局、规划大量的绿色空间和水面等，在调节城市小气候的同时增强城市自身的碳汇能力。⑤倡导绿色建筑。贯彻绿色建筑的设计建造理念，通过对建筑物的材料、隔热保温性能、能源自给自足等方面的关注，达到节能减排的目的。

2）可能的低碳城市规划对策

现行的城市规划致力于满足自工业革命后伴随城市化过程发展起来的城市发展需求，并着力解决其发展过程中所出现的问题。显然在过去的发展过程中“低碳”并未作为一个主要的问题加以考虑。如果将“低碳”作为城市发展的重要目标之一的话，那么以往的以活动的高度聚集、空间的高强度利用以及城市规模的不断扩大为特征的发展模式将难以为继。也就是说以“低碳”为导向的城市发展模式将建立在对传统城市发展模式重新审视的基础之上，所带来的或许是城市生活方式与空间组织模式的根本性变革。未来的城市规划所要面对和解决的问题也正是伴随着这种生活方式与空间组织模式的改变而产生的。现行城市规划的基本理念与价值观也许将发生颠覆性的改变。以下从区域、城市以及社区层面分别探讨发生这种改变的可能性。

——区域层面“低碳”规划。在区域层面，传统的城市空间聚集—扩散的现象及其相应规划理论或许要受到“低碳”目标的挑战。城市的规模、分布以及相互之间的关联方式需要重新思考。过大的单一城市的规模，或者过于稀疏的城市分布均不利于“低碳”目标的实现。具体而言，由于“低碳”目标因素的介入，由城市规模的扩大所产生的聚集效应很有可能被大城市中过分依赖人工手段而耗费更多能源的不利因素所抵消；而过分松散的城市群布局所带来的交通以及基础设施方面的额外能源消耗也将促使城市群本身变得更加“紧凑”。单一城市的规模及城市群的形态需要寻求一个新的平衡点。以高速轨道交通为代表的公共交通或将成为城市间的主要联系方式，以取代依赖高速公路和机动车的区域交通模式。此外，在城市群的组织中，城市间相对平等，主要依靠相互频繁联系的交通网来实现整体功能的网络状布局可能会因为产生过多的城市间交通而逐渐被弃用；相反诸多相对独立的卫星城围绕单一中心城市布置的方式也许又会重新受到重视。

——城市层面“低碳”规划。在单一城市内部，城市规划应对“低碳”目标可能采取的策略大致可以分为以下几个方面：首先，紧凑的城市空间结构以及与之相适应的土地利用及交通模式。无论是公交导向型的开发模式（Transit Orientated Development，TOD）还是库里提巴的“三路体系”（Trinary Road System，TRS）均可以使得公共交通的效率提高，城市空间可以被更加有效地利用。同时，传统城市规划中被视为“问题”的城市用地连绵扩张（俗称“摊大饼”）以及“钟摆”交通的合理性应得到重新审视。在“低碳”目标的导向下，未来城市的空间格局将从道路交通导向的、基于随机交通联系的、松散的、趋于匀质的形态转向轨道公共交通导向的、基于有规律的密集交通联系的、紧凑的、强度非均衡的空间形态。其次，公共交通尤其是轨道公共交通应成为城市交通的主角。高效、便捷、安全、舒适的公共交通将在很大程度上取代私人机动车交通。在此前提下，城市交通系统同时提供多样化的出行选择，构建自行车与步行专用系统，并探索新型个人交通系统（Personal Rapid Transit，PRT）的应用。再次，土地利用方面形成适度的功能混合。事实上，适度的功能混合并不意味着对近现代城市规划中“功能分区”原则的彻底否定，而是以“大分区，小混合”为原则，对可“混合”的功能和具体情况进行甄别，以取代对“功能分区”僵化的理解和执行。在这个意义上，我国在20世纪50年代以来由于历史条件所形成的各式“大院”获得了重新被审视和评价的机会。此外，各种“低碳”技术的应用。主要集中在城市基础设施领域中，例如新型（非化石依赖）能源供给系统、地区能源供给系统、垃圾回收利用及焚烧系统、水处理再利用系统等。最后，经过优化的城市绿化系统也可以起到吸收部分CO2的作用。

——社区层面“低碳”规划。构建以“低碳”为目标导向的社区是实现“低碳城市”的基础。建设功能适度混合、密度适中的社区是实现“低碳”目标的关键。仅就社区密度而言，过高的密度不利用太阳能等可再生能源的利用，而过低的密度又会给交通及城市基础设施的效率带来问题。另一方面，不同类型的社区在实现“低碳”目标时的侧重点和主要途径也会有所不同。例如，就城市中心区（CBD）而言，在实现轨道公共交通、统一的地区能源供给等方面具有先天的优势；但避免过高的开发强度，在室内外环境调节、垂直交通等方面减少对人工手段的依赖则是需要努力的领域。再如，对于生活居住区而言，恰当的密度，绿色节能建筑的普遍采用，紧凑、便捷而富有活力的社区中心，舒适、安全的户外活动场地，自行车交通和步行环境的完备以及雨水收集利用、中水利用、垃圾分类回收系统等则是在实现“低碳”目标时需要着重考虑的问题。而在以工业生产为主的产业园区中，除通过生产工艺自身的改革达到“节能减排”的目的外，统一的能源供给系统，生产流程的上下游接续，废水、废弃物的处理回用系统以及碳捕获系统则是需要关注的重点。

4．2．4 “低碳”城市规划的可能性

面对应对全球气候变化，减少温室气体排放这样的重大问题，城市规划应做出自己的反应和贡献。但同时也应清醒地认识到城市规划在解决这类问题时的局限性。首先，城市规划的制定与实施依赖社会整体所做出的价值判断和选择，是延续工业革命后特别是第二次世界大战后“标准化、大生产、大消费、郊区化”的生活方式，还是重新树立“低碳”价值观，选择与之相适应的生产与生活方式。其次，城市规划是各种“低碳”思想、理论与技术的应用平台。这些理论与技术在应用的过程中也会产生新的矛盾，并带来新的问题。城市规划必须将其加以整合，使之发挥最大的效用。基于上述特点，以“低碳”为目标导向的城市规划主要体现土地利用政策、交通政策等政策性内容并反映出公众参与的结果，同时体现“低碳”技术的集成应用和相应的创意构思。因此，“低碳”城市规划也可以看做是普世技术与地方应用的结合。因此，基于低碳理念的城市规划研究和编制技术革新也是可能的。

4．2．5 低碳城市规划研究及其进展

现阶段对于新能源利用以及节能减排技术等的研究和实践较多，这些多是基于技术领域的研究。而城市是否低碳还与城市形态、空间布局、土地使用方式、城市发展模式等直接相关，因此需要加强碳排放与城市形态、土地利用、产业发展、能源利用、交通模式、城市建筑等多方面的相关性进行理论研究和实践探索，构建低碳城市规划的相关理论基础。

——低碳城市规划的空间尺度。英国政府认为，针对低碳城市的建设，不同的城市空间类型需有相应的规划应对和侧重。①城市中心。其混合利用为创造最有可能在公共和商业建筑上发展的大尺度联合热电系统和大尺度太阳能、广电系统。②边缘区。大学和医院的供热密度以及新兴的居住区和混合利用的开发可以支持区县供热体系，并有潜力发展其他社区可再生技术，如太阳热力收集器等。③内城区。则主要是住房的更新改造以及在混合功能住房方面的投资，借此可以提供一系列的机会来发展社区尺度的单独建筑能源系统。④工业区。工业区是大型能源生产项目的理想地点。⑤郊区。郊区县市的低密度是微观能源生产技术的布局理想地。但是，由于现有的住房区在英国很大程度上游离在规划系统外，因此需要创造性的市场机制来加以促进。⑥大型的新城市伸展区和聚落区。如在千年社区计划、增长区计划以及生态城镇计划中的相关场地，为英国低碳、分散化的能源生产的实现提供了最好的空间可能性。⑦农村地区。城市的能源供应应当在它的农村腹地系统中加以审视，如有可能发展中大型的风力发电系统，以及生物燃料供应链以及在未来发展海洋能源生产等。

——低碳的土地利用规划。2008年，美国规划协会发布《规划与气候变化政策导引》，其中提出低碳城市空间规划导引：①混合用地；②中心区高密度开发；③居住和工作地点就近；④公共服务设施的就近使用；⑤紧凑型高密度社区；⑥紧凑型区域；⑦城市开发与再开发；⑧棕地再利用。

——低碳城市能源规划。进行大规模可再生能源的生产，建造基于高生成效率和生物燃料供应链的大型能源站。2008年，英国城乡规划协会（TCPA）出版《社区能源：城市规划对低碳未来的应对导引》（Community Energy：Urban Planning for a Low Carbon Future），针对低碳城市规划提出：在进行地方能源方案的规划时，应根据不同的社区规模，采用不同的技术来实现节能减排。同时应在充分考虑中心城市及郊区等不同区位情况的基础上，通过提高大型能源生产机构的可持续生产能力以及促进能源的分散生产这种小规模的能源供应形式来减少对化石能源的依赖，进而降低碳排放量。

——零碳排放社区规划。建立规划框架来支持社区和建筑物尺度的一系列的微观生产技术。如为了通过规划建立零碳排放社区，须在处理气候变化的同时，寻求解决新住房需求和基础设施的配套。城市经济学者，通过建立行为模型，考察了城市规模、居住和就业选址、规划限制等因素对居民生活能源消耗和碳排放的影响，这为低碳城市规划的原则和方法设计提供了经济学的支撑。

——中国城市低碳发展规划框架。近年来，我国低碳城市规划逐渐兴起，到目前为止，对低碳城市规划的研究的理论框架进行了深入研究。梁本凡、周跃云（2010）等从部门层次构建了包括低碳交通规划、低碳产业规划、低碳能源规划、低碳建筑规划等多个专项规划；从区域层次看，包括城市层次、产业园区层次、社区层次等。

2010年7月国家发展与改革委员会发布“城市低碳发展规划指导意见”明确提出：低碳城市规划要确定本地区控制温室气体排放的行动目标、重点任务和具体措施，将调整产业结构、优化能源结构、节能增效、增加碳汇等工作结合起来，降低碳排放强度，积极探索低碳绿色发展模式。

英国政府也制定了相关的规划政策：①规划建设这样的地方，以便很激进地减排温室气体。这需要对新开发的区位和空间进行规划布局，以提供最高的能源效率，包括使用分散能源、减少通勤量并尽可能使用可持续交通方式。②积极支持和帮助推动可再生能源和低碳能源的利用。③城市发展满足最大限度地减少碳排放，并提供抵御气候变化所产生的影响。④确保当地社区真正有机会就气候变化采取积极行动，特别是鼓励以社区为主导的以减少能源的使用和获得更多的可再生能源和低碳能源的倡议。城市低碳发展规划框架见图4－8。

图4－8　城市低碳发展规划框架

4．3　基于低碳理念的我国城市规划编制框架^[4]

4．3．1 低碳城市规划机理

当代城市规划理念，已经从传统的程序规划理论向系统规划理论、理性规划理论转变；从实证主义规划方法论向科学、客观、最佳方案，再向沟通规划的转变。低碳城市规划将有着不同目标和需求的社会群体、经济系统、基础设施和实体空间，通过低碳城市规划理念、低碳城市规划指标体系、低碳城市规划方法和规划方案公众参与等，实现低碳城市社会“共识”的追求。按照城市的能源代谢过程和CO2排放出口，分为低碳能源输入：可再生及清洁能源利用；低碳输出：CO2捕捉、储藏和封存；低碳过程：技术、行为和设计（图4－9），建构我国低碳城市规划概念框架（图4－10）。

图4－9　低碳城市的四个层面和三大领域

4．3．2 基于低碳理念的法定城市规划编制

1）城镇体系规划

在大城市地区编制规划，创新相关的低碳编制技术，主要包括：①运用高速公路、高速铁路和电信电缆的“流动空间”构建“巨型城市区”（mega－city region）；②设计多中心（polycentric）、“紧凑型”（compact）的大都市空间结构；③通过新的功能性劳动分工

图4－10　我国低碳城市规划概念框架

（functional division of labour）组织功能性城市区域（Functional Urban Region，FUR）；④避免重复的城市空间功能分区（functional specialization of urban spaces）。

2）城市总体规划

城市总体规划方面的低碳对策无外乎包括减少碳排放对策和增加城市地区自然固碳效果两个方面。可以从城市整体的形态构成、土地利用模式、综合交通体系模式、基础设施建设以及固碳措施等几个方面来考虑。①低碳城市整体形态研究。可以重新对连片发展的城市形态（摊大饼）、带形城市以及组团城市各自在减少碳排放方面的特征重新进行评估，从而得出不同于以往的建设性结论。比如或许以往备受指责的连片发展的城市形态在减少碳排放方面有其优势。②低碳城市土地利用形式和结构研究。可重新探讨并评估不同用途的组合，以及不同强度的土地利用对减少碳排放所能带来的影响。③低碳城市道路系统规划研究。具体可包括交通体系与土地利用模式的相互配合（比如TOD）、大力发展公共交通、轨道交通以及建设多种选择的交通系统（机动与非机动可选交通）等方面。

3）详细规划与城市设计

由于城市中不同地区的功能、开发建设强度、建筑空间形态等有着较大的差别，因此，在城市总体规划阶段对城市形态、土地利用、交通系统进行整体研究的基础上，还应针对城市中功能相对集中的地区分别进行有针对性的研究，弄清楚各类地区在详细规划以及城市设计方面可以实施的减少碳排放的规划设计技术对策和实际效果。主要包括：①产业园区规划与设计低碳编制技术研究。可结合案例，重点分析不同类型产业集中布局用地中的减碳详细规划对策，例如：能源集中供给、利用园区绿化进行汇碳，乃至回收装置的集中利用等。②CBD规划与设计低碳编制技术研究。中央商务区是城市中人类活动最为集中的地区，通常也是开发建设强度高，能源消耗大的地区。通过合理组织不同功能的用地和建筑物布局，控制适当的开发强度，并针对不同情况采用能源集中供给、区内能源再利用、绿化汇碳以及采用绿色建筑技术等手段达到综合降低碳排放的目的。③生活居住社区规划与设计低碳编制技术研究。生活居住区是城市中碳排放较为集中的另一大区域。生活居住区的低碳对策可以从建立新型生活模式以及采用相适应的空间组织等方面开展。由于不同密度和类型的生活居住区可采用的减少碳排放的技术手段不同，因此，对不同类型的居住区可采取不同的规划对策。例如：对于密度较高的以集合住宅为主的生活居住区来说，加强能源的统一供给，采用可选择的交通模式以及利于节能的建筑形态应该是可采用的主要规划设计手段；而对于密度相对较低的联排式住宅乃至独立式住宅而言，充分利用较大的建筑物与自然接触的面积，通过对太阳能、风能等自然能源的采集利用，提高能源自给自足的比例，甚至是完全自足则是主要的发展方向。

4）低碳城市规划制度建设

城市规划设计理念和设计的路径选择作为城市政府重要的公共政策之一，受到多种制度因素的影响，特别是不同利益主体之间已经参与城市规划与设计方案的博弈和协商过程。研究主要包括：①具有低碳目标的不同城市规划中决策保障制度的基准研究；②低碳城市规划的政策框架研究。例如：碳生产率（carbon productivity）代替GDP指标研究、一次能源总需求预测方法研究、碳市交易研究等。制定低碳城市规划行动纲领，建立奖惩机制，促进低碳技术创新和资金流动，将与气候有关的技术（现有技术标准和需要修订的标准）纳入城市规划技术标准，制定推进低碳城市规划决策的激励措施等。

5）低碳城市规划实施与评估

低碳城市规划不仅要在规划方案编制过程中引入低碳发展的理念，并落实到具体规划手段上，而且要强调城市规划实施的过程控制与评估。主要包括：①低碳城市规划的实施过程评估：选择低碳城市规划的具体领域（低碳产业、低碳化交通、低碳化社区、低碳生活模式等），跟踪相应规划方案的实施过程，总结保障低碳城市规划有效实施的制度和公共治理结构。②低碳城市规划成本研究。计算低碳城市规划的决策成本、规划定制成本、规划执行成本、规划监督成本。③低碳城市规划效益研究。测算低碳城市规划的社会、经济、环境效益。运用比较成本和收益，结合低碳设计规划的理念和目标，评估低碳城市规划的可行性与可持续性。④低碳城市规划的综合绩效评估。首先从经济性、社会公平性、可持续性（特别是能源消耗、全球温室气体减排贡献等）、可实施性等层面，构建低碳城市规划的综合评估指标和方法体系；结合成本—收益分析、成本—效益分析等方法，对低碳城市规划案例从能源消耗、碳排放、经济发展和社会公平等角度进行综合评估。

4．4　我国大城市低碳转型发展研究框架(www.chuimin.cn)

4．4．1 大城市低碳转型发展的重要性

1990年代以来，我国城镇化过程处在加速发展时期，各级城市数量和人口规模均有较大增加（表4－3），尤其100万以上的特大城市人口规模增长最快（图4－11）。根据国际能源署（IEA，2008）提供的数据，2005年中国41%的城镇人口却产生了75%的一次能源需求。按照国际能源署（IEA，2009）发布的数据，2007年中国CO2排放量已占世界总量的21．0%，尽管中国人均CO2排放量与世界平均水平基本持平，只相当于OECD国家的41．8%，但单位GDP CO2排放强度却是世界平均水平的3．16倍，是OECD国家的5．37倍。中国经济的这种高消耗、高排放特征在城市得到了集中体现。根据麦肯锡全球研究所（McKinsey Global Institute，MGI）2008年研究报告，到2025年将有大约10亿人居住在城市，中国将出现8个1 000万以上的巨型城市，24座500万人口的巨型城市，200座左右的百万人口大城市，城市能源需求将翻番（图4－12）。因此，我国大城市低碳转型发展研究具有重要意义。

表4－3　中国各类城市人口巨大变化历程

图4－11　中国各级城市人口规模增长（1990—2010）

图4－12　麦肯锡全球研究所中国城市化预测

从2005年世界主要国家发展模式看，按照人类发展指数可以分为四组：低指数组（0．4～0．6），例如安哥拉、巴基斯坦等；中等指数组（0．6～0．8），例如中国、印度、南非等；高指数高碳排放组（0．9～1．0），例如美国、加拿大、澳大利亚等；高指数低碳排放组（0．9～1．0），例如德国、法国、英国、日本等（图4－13）。中国城市正进入快速增长和转型发展的时期，寻求高人类发展指数、低碳排放应该成为城市发展的目标（图4－14）。据此，我国大城市从高碳经济转向低碳发展成为必然（图4－15）。

图4－13　世界主要国家HDI与人均CO2排放（2005）

图4－14　中国：HDI与人均CO2排放发展目标

图4－15　我国大城市从高碳经济转向低碳发展的必然性

4．4．2 大城市低碳转型发展原理

1）卡亚等式

对一个国家、一个城市而言，碳排放量遵循卡亚等式：

C＝P×y×e×c

式中：C为CO2排放量；

　　　P为人口；

　　　y为人均GDP（GDP／P）；

　　　e为单位GDP能耗（Energy intensity，E／GDP）；

　　　c为单位能源的二氧化碳含量（Carbon content of energy，C／E）。

　　　具体地说就是：

从14个主要国家人均碳排放与人均GDP的关系看，人均GDP越高，人均碳排放量也越高（图4－16）。从全球1971年至2004年间看，CO2排放量快于人口增长、人均GDP增长，但GDP能耗和碳强度均有所下降（图4－17）。

图4－16　14国人均碳排放与人均GDP曲线图（1960—2004）

图4－17　世界及主要国家的增长内涵（1971—2004）

然而，在2010年至2030年间，中国人口还处在增长时期（图4－18），中国经济也处在持续发展时期（图4－19），人均GDP还会进一步增加（表4－4），很显然前两项都降不下来，后两项单位GDP的能耗和单位能源的二氧化碳含量合起来就是单位GDP的二氧化碳强度。从表4－5也可以看出，中国在单位能源GDP低于发达国家水平，但化石燃料发电的比重相当高。

表4－4　中国二氧化碳排放的三种情景（1990—2020）

续表　4－4

图4－18　中国人口增长趋势（1950—2050）

图4－19　中国的GDP和能源消费需求趋势

表4－5　若干国家、组别的基本数据比较（2009）

续表　4－5

注 数据年份：a．2005；b．2006；c．2007。

因此，从最近10年看，中国的GDP和能源消费需求均呈上升趋势，CO2排放量肯定会进一步增加（图4－20）。

图4－20　中国能源相关的CO2排放量预测

2）碳强度

碳强度指的是单位GDP的二氧化碳排放量。一般情况下，碳强度指标是随着技术进步和经济增长而下降的。实际上，碳强度高低不表明效率高低。一些西方发达国家一直批评中国的立场文件中缺乏关于中国减排的量化指标，因此，胡锦涛的2009年9月的G20之旅，也被称为“碳强度”之旅。发展中国家单位GDP的碳排放强度和碳足迹关系见图4－21。

图4－21　发展中国家单位GDP的碳排放强度和碳足迹关系

胡鞍钢采用1978年至2008年GDP、总能耗和每万元GDP能耗数据进行趋势分析，可见，中国GDP逐年增长，总能耗也呈现平衡增长，但是每万元GDP能耗则表现为逐渐递减的趋势（图4－22）。

图4－22　中国GDP、总能耗和每万元GDP能耗（1978—2008）

3）降低碳强度策略

从世界主要国家单位GDP的CO2排放看，俄罗斯、中国和印度排名前三（图4－23）。近年来，中国的单位产品能耗、单位GDP能耗均有所下降。尤其最近几年中国的单位GDP的二氧化碳强度已经开始下降（表4－6）。

图4－23　主要国家单位GDP能耗

表4－6　中国能源消费和CO2排放（1980—2005）

按照国家能源委员会实现2020年CO2减排目标的因素分解，由结构节能引起的减排量排第一位，通过提高能源技术效率引起的减排量排第二位，因能源消费的碳排放因子变化引起的减排量排第三（图4－24）。

图4－24　中国2020年CO2减排目标的因素分解

4．4．3 城市绿色增长

1）第六康德拉季耶夫周期

自工业革命以来，人类社会经历了五次大的技术变革。第一次变革是铁作为材料促进机械化，依赖于水力推动了纺织和商业贸易的发展。第二次变革是蒸汽机革命，由于纺织工业、装备制造业发展和蒸汽机的应用，促进了钢铁制品、世界航运、铁路和以棉纺织业为龙头工业化的发展，也使英国成为世界主要工业化国家和对外殖民的国家，通过掠夺和世界贸易获得巨大的财富，伦敦成为世界的金融中心，也发展成为影响和控制世界经济的世界城市。第四次是电力技术革命，由于化石能源、钢铁工业、汽车轮船火车等运输设备制造业、电器工程等发展，使美国成为全球的经济发展重心，证券市场的发育使纽约发展成为新的世界城市。第五次以信息技术为代表的新技术革命，微电子、数字电信、信息系统促进了机电一体化产业和重化工产业的发展，电子类产品不仅改变了人类生活方式，与之相关的研究开发、制造、销售和市场，也造就了东京成为新的具有影响和控制世界经济的世界城市。目前第六次变革，由于资本、技术的全球流动导致了全球变化问题，可持续发展、资源生产率、整个系统设计、仿生学、绿色化学、生态工业、可再生能源和绿色纳米技术正在得到发展（图4－25）。根据能源、交通和工业三方面的技术创新塑造了全球经济体系特征，而且随着技术创新的变化形成完整的经济发展波动周期，被称为康德拉季耶夫周期（Kondratiev Cycle）。

图4－25　康德拉季耶夫周期与绿色发展

2）实现城市绿色转型发展跨越

以新能源技术为主导的第六次科技革命正在酝酿之中，新的绿色能源消费观正在形成。我国目前在新能源技术开发，包括核能、太阳能、风能、生物质能和地热能等方面已经走在世界前列，例如我国核工业已有近40年的历史，现已形成比较完整的核科研和核工业体系，将相继建成秦山核电站二期工程，广东大亚湾核电站等一系列核电站，已具备自行设计、制造和建设大、中型热堆核电站的能力。再如我国的风电、太阳能发电，其规模和技术都在世界先进水平。通过“绿色发展理念”，积极发展以低碳环保为特征的新能源产业，升级以科技进步和循环发展为代表的现代制造业、绿色农业和现代服务业，可以实现中国城市和整个国民经济体系的绿色发展跨越（图4－26）。

图4－26　中国绿色发展跨越

3）低碳转型的成本曲线

根据欧盟国家全球温室气体减排成本效益分析，家用电子产品和电器更换、住宅暖通装置改造、耕地和残留物管理、住宅隔热保温改造、全混合动力汽车和废弃物回收利用，不仅可以减排温室气体排放，而且可以有相当的经济效益。建造高效能新建筑、生产第二代生物燃料、土地绿化、核能风能太阳能等清洁能源开发、碳捕捉技术应用均需要耗费大量的成本才能达到减排的效果（图4－27）。

图4－27　全球温室气体减排成本曲线

从我国看，按能源、工业、建筑和农业四个部门分类，2010年碳排量能力高于100万t的科技成本曲线如图4－28所示，其中超临界机组、超超临界机组、造林／再造林、风力发电的技术突破投入的科技成本为正，其余的为负。也就是说，新型电站、新能源和碳汇需要的科技成本较大，效果不一定很好。

如果我们将减碳方式划分为碳捕捉、能源替代、能效提高、行为改变四类，从减碳效益、经济成本、舒适性的变化考察，不难看出，首要的选择是改变行为，其次是提高能效，再才是选择替代能源和实施碳捕捉技术（表4－7）。

表4－7　低碳转型效益分析

4．4．4 中国城市的低碳转型发展路径

1）碳排放总量和人均碳排放双约束

图4－29　中国城镇一次能源（化石燃料）消耗量变化趋势

中国正在进入快速城市化时期，一方面城市人口迅速增长，碳排放总量稳步增长（图4－29），另一方面随着生活水平的提高，人均碳排放量也呈逐年提高（图4－30）。稳定人口规模与促进城市低碳发展，确定合适的经济增长速度和经济增长的规模，争取用不超过发达国家的碳排放水平实现现代化。要实现到2020年比基准情景减少50%的二氧化碳排放的目标，必须采用化石能源消耗和二氧化碳排放倒逼经济转型才可能实现。

图4－30　城市居民人均生活耗能

2）城市应对气候变化互为反馈机制

城市应对气候变化可以分解为对气候变化的直接影响、温室气体排放、化石能源的压力和对经济社会拉动四个方面，它们存在相互作用和互为反馈机制（图4－31）。

图4－31　城市应对气候变化互为反馈机制

基于中国GDP单位能耗水平和掌握的低碳技术实际，目前提高建筑能耗效率、工业能源使用效率、车辆能源使用效率和可再生能源及天然气使用是实施中国城市低碳发展的优先选择（图4－32）。

图4－32　中国未来低碳发展的路径

3）低碳城市转型的三个环节

从理论层面看，低碳城市发展转型存在三个环节：①进口环节。逐步降低化石燃料的消耗，实施可再生清洁替代能源非常重要，目前技术突破还需时间，降低碳排放的成本相对较高，但反映了低碳发展的总体方向。②中间环节。根据GDP和碳排放的关系，一方面控制经济活动规模，另一方面提高能源利用效率，这些可以通过城市规划的技术手段加以实现。③出口环节。选择增加碳汇和实施碳捕捉技术，让生产和生活过程中排放出的碳被中和或储存起来（图4－33）。

图4－33　低碳城市的三个环节

4）低碳城市转型的行动分解

要实现碳排放总量和人均碳排放水平双下降，实施低碳转型非常重要，其行动可以分解为：①通过规划技术手段提高工业、交通、建筑三大领域的能源效率；②通过城市规划手段加大经济过程输入口的可再生能源替代和经济过程输出口的城市碳汇空间建设（图4－34）。

图4－34　低碳城市转型的行动分解

（1）能源输入端行动

我国是以煤炭为主要能源的国家（图4－35），要加强低碳能源对高碳能源的替代，积极发展太阳能、风能和生物质能，加强用天然气替代煤与石油和煤的低碳化使用。然而，在未来的10年内，可再生能源的最大供给不会超过20%，主要在于可再生能源生产中存在能源消耗，且生产效率小于传统能源；同时，可再生能源在非电供给中具有很大的局限性，大多数的可再生能源只能用在发电替代中。因此，预计到2030年，我国的能源中70%～80%仍然是化石能源。

图4－35　世界主要国家的能源结构类型（2007）

由于技术和行为方式，中国城市的能源损失巨大，按一次能源输入、终端能源使用、末端能源损失换算，能源有效利用率不足40%，超过60%作为低品位能或废能未被利用（图4－36）。

图4－36　中国城市一次能源利用情况

为了充分利用一次能源，构建煤炭、煤气、电、热、燃料、化工产品联产系统（图4－37）。通过智能电网构建能源互联网（图4－38）。

图4－37　煤、电、热、化联产系统

图4－38　智能电网构建的能源互联网

（2）生产过程行动

——工业部门。在产业规划的过程中，低碳化思路将体现在如下几个产业规划的环节中：①产业结构演化与发展现状。一方面，通过碳排放强度和碳排放密度两个指标对各产业门类的碳排放状况进行分析；另一方面，通过规划技术手段进行城市范围内的产业碳排放的空间分析，明确城市不同产业区的碳排放现状。②产业发展影响因素分析。一方面，通过城市十二五规划中对于能源消耗、节能减排、碳排放量等方面的要求，直接得到或间接估算出城市十二五规划对城市碳减排的要求；另一方面，通过与其他类型相似的城市作比较，对城市的碳排放潜力进行估算（这一部分在可操作的情况下进行）。最后，综合两部分，得到城市的碳排放量发展预测。③产业发展目标。在目标中体现产业碳排放目标，有时可以通过相关文件直接获取产业碳排放目标；大部分情况下，需要通过对城市交通、建筑碳排放增长、碳汇增长的预测，结合城市碳排放量发展预测，间接得到产业碳排放的目标。④产业结构重构和转移。首先，通过碳排放强度和碳排放密度两个指标作为识别的依据，识别出哪些产业是需要低碳化改造的，其次，通过这两个指标的交叉对需要低碳化改造的产业进行分类，包括哪些产业是需要空间转移的，哪些产业是需要向产业链的低碳化方向延伸的，而对于转移掉的产业的用地，讨论承接怎样的产业类型。⑤产业空间布局。通过规划技术手段对产业规划之后的城市产业碳排放的空间分布进行模拟，并与空间分布现状进行比较，核算每个地块的产业碳排放变化，对产业碳排放目标进行检验和反馈，从而对规划进行评估和调整，得到一个合理的产业空间布局。在这个过程中，通过碳排放强度和碳排放密度两个指标实现了产业转移和重构过程中对产业的分类；通过规划技术的应用实现了产业空间与相关技术经济指标的结合，同时实现了对城市各地块的碳排放情况的实时计算，有效评估了产业的空间布局调整效果。

——建筑部门。打破传统的城市功能区空间布局模式，倡导紧凑城市发展（图4－39，图4－40）。

图4－39　从功能分区走向居住－工作单元

——交通部门。不同的交通方式具有不同的CO2排放量，自行车排放最少，BRT和轨道交通次之，公共汽车排放居第三，小汽车和出租车排放量最大（图4－41）。因此，积极发展公共轨道交通是低碳交通的技术选择重点（图4－42）。

（3）碳汇和碳吸收行动

图4－40　从铺开的城市发展走向紧凑的城市发展

图4－41　不同的交通方式具有不同的CO2排放量

图4－42　应用公共交通替代私人交通的情形

努力建设成国家森林城市，提高生态碳汇保护能力、碳汇监测和评价技术水平。重点建设大型生态工程：绿色通道工程、村镇绿化美化工程、生态公益林保护工程、防护林体系建设工程、退耕还林工程、野生动植物保护和自然保护区建设工程、湿地保护与恢复工程、防沙治沙工程、平原林业工程（平原农田林网与林农复合经营工程）、森林文化与生态文明工程。开展造林增汇活动，包括造林、再造林、退化生态系统恢复、建立农林复合系统等措施吸收固定大气中的二氧化碳（固碳）增加森林碳贮量；保护和维持森林碳库。即通过减少毁林、改进采伐作业方式、提高木材利用效率以及加强森林病虫害防治等手段，保护现有的森林生态系统中贮存的碳，降低和防止森林中碳的排放。碳替代措施：以耐用木质林产品替代能源密集型材料，使用太阳能、生物质能等可再生能源。基于各种不同的森林经营技术体系，维持与提高森林固碳效益的多目标可持续经营（图4－43）。

（4）迈向转型发展的低碳社会

图4－43　碳汇和碳吸收

对环境问题的高度重视和环境立国是转型的低碳社会标志。主要包括推进碳排量交易、开征碳税等国家法规建设，促进农村和城市的低碳化建设，进行全民低碳教育并改善生产和生活习惯等。建设不仅包括低碳、与自然共生等以往的环境概念，而且还注重对应于高龄化社会的“健康与医疗”以及“以人为中心的社会价值的创造”等内涵的“环境未来城市”，实现从技术性的效率改进到行为性的系统创新。

【注释】

[1]叶笃正，2009，全球变化中气候变化的时间尺度及大气中CO2作用问题，全球变化与自然灾害——科技与社会面临的挑战会议文集，第1页。

[2]“低碳经济”的概念最早出现在英国政府2003年《能源白皮书》中，指最大限度降低CO2排放量的经济发展及运行模式。“低碳城市”被定义为：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（辛章平、张银太，2008）。

[3]参见：World Bank，2009。

[4]参考“基于低碳理念的城市规划研究框架”，顾朝林、谭纵波、刘宛、于涛方、韩青，清华大学建筑学院；刘志林、戴亦欣，清华大学公共管理学院；郑思齐，清华大学房地产研究所。