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中国低碳城市建设的路径选择时间: 2015-07-24信息来源:许丽红 作者:wyg_admin 责编:

 【摘要】中国城市的低碳实践大多侧重于技术层面,对低碳城市建设本身的研究比较少。本文首先从城市低碳技术措施与战略思想的合理性、存量与流量的碳管理、城镇建设的成熟期与碳足迹以及城市建设中的奢侈和浪费等几个方面对我国城镇化的高碳和低碳进行了探讨。然后,以生命周期理论为基础,利用碳管理的全生命周期分析了我国城市化过程中碳排放水平较高的来源,包括城市建设泡沫、建设泡沫拉动产业过度重化工业以及城市建设对人们生活方式的影响等。据此,从城市紧凑发展、以全生命周期效率来衡量城市建设的合理性以及把生活方式低碳化理念融入城市规划和城市建设等三方面对低碳城市建设的路径进行了思考。

  【关键词】低碳城市;碳排放管理;路径

  作为高碳基排放的消费大国,中国的碳排放总量和增量已经位居世界前列,在应对全球气候变化的进程中,越来越成为各国关注的焦点。目前,占全国一半人口的城市排放的二氧化碳已占到全国的90%(刘传江,2010),城镇化在成为“扩大内需的最大潜力”,即拉动中国经济增长新引擎的同时,城市的建设、经济和生活也产生大量的碳排放,使得城市在中国能源使用和CO2排放方面的影响越来越重要(Dhakal S.,2009),成为碳排放的主要聚集地,也成为我国低碳发展的关注重点。因此,发展低碳城市、控制碳排放的增长速度,是实现我国低碳发展和可持续发展的必经之路。

  过去几年,“低碳城市”的热度在中国比全球变暖升温还要快。国家发展改革与委员会曾于2010年7月19 131发布《关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知》,启动了第一批国家低碳省区和低碳城市试点工作,2012年12月又在北京、上海等地开展了第二批国家低碳省区和低碳城市试点工作,合计36个低碳试点城市。但目前中国城市的低碳实践大多侧重于技术层面,比如昆明市兴建光伏发电站、发展生物质能经济;上海临港新城太阳能光伏发电示范项目和崇明生态岛的碳产业区绿色变电站;保定市和无锡市鼓励太阳能光伏设备生产企业等等,而对低碳城市建设本身的研究比较少。本文从健康城镇化自身的建设出发,根据全生命周期的碳管理,分析城市碳排放来源,并对我国低碳城市建设的路径选择进行了思考。

  一、怎样理解城镇化的高碳与低碳

  (一)技术措施与战略思想的合理性

  城市是经济活动的中心,2010年中国城市以48%的人口创造了全国78%的GDP。城市通过分享、匹配和学习来发挥规模效应(陆铭,2011),同时城市通过人口集聚、土地集约发挥聚集效应,也大大提高了经济效率,从而可以节约更多的土地,降低生产成本,提高水、电、交通等基础设施的使用效率,这是有效保护自然、缓解土地资源紧张的有效途径,是促进服务业发展、创造更多就业机会的重要渠道,是让居民享受到更好的教育、医疗卫生和社会保障等获得更多人力资本积累的根本途径。而在投资和出口面临发展约束的情况下,扩大内需是保持我国经济较快增长速度的重要途径,城镇化正是提供内需持续动力的新引擎,这不仅包括大规模的城市建设,更在于人们生活方式改变过程中对物质需求和商业化服务需求的增加。

  技术措施则使得集约型城镇化成为可能。根据世界自然基金会的定义,所谓低碳城市,就是城市在经济高速发展的前提下,保持能源消费和二氧化碳排放处于较低的水平。无论是清洁能源、产业低碳还是提高能效或低碳建筑都以技术进步为基础,技术进步使得碳效率的提高成为可能。但要注意的是,单纯的技术进步有可能引起“反弹效应”(rebound effect),并由此带来交通、空间加热和电力消费等需求的增加,增幅可达7%~51%(Druckman,2011),从而增加碳排放,比如在燃油价格不变的前提下,发展汽车节能技术,势必减少单位距离出行成本,反而可能激发更远的通勤距离和更蔓延的城市形态(Marshall,2008)。也就是说,仅靠技术进步带来的碳效率的提高并不能有效地抑制碳排放的增加。

  (二)存量与流量的碳管理

  任何产品都有生命周期,对于某项建筑物或交通基础设施而言,可分为三个阶段:提前建筑阶段、运行阶段和废弃阶-段(Ortiz,2009)。那么,其整个生命周期的碳排放就可以分为建筑或生产阶段的“存量碳”、运行阶段的“流量碳”和废弃阶段的“流失碳”三部分(戴星翼和陈红敏,2010),或者说,三者的总和便是该设施或产品全生命周期的碳足迹。因此,要进行碳管理,就需要包括“存量碳”、“流量碳”和“流失碳”的全生命过程。但在实践过程中,人们往往注重的是“流量碳”而忽视了“存量碳”和“流失碳”,比如关注空调、电梯、灯具、电器等运作中的节能,而事实上“存量碳”在碳减排上更有决定性意义。如果过度积累了“存量碳”,一般就很难节约运行过程中的“流量碳”,相反可能还会增加运行中的“流量碳”,因为设施在运行中由于服务人口不足,在导致经济效率下降的同时使得单位服务量的能耗增加。此外,在安全可靠的前提下,设施或设备的质量越高,其使用寿命越长,那么不仅分摊到每年的“存量碳”就越少,而且还可以减少“流失碳”发生的频率。

  (三)城镇建设的成熟期与碳足迹

  我国常住人口城镇化率刚刚过半,根据世界城镇化发展的普遍规律,我国仍处在城镇化的快速发展期,城市基础设施、公共服务设施和住宅建设等仍有巨大的投资需求,但对于像北京、上海这样的大城市而言,城市的规划和建设已达到一定水平,大规模基础设施建设基本完成,城市运行的低碳化则成为城市碳排放管理的重要内容,主要包括生产和生活两个方面。

  对于某个城市的生产或产业部门来说,在市场机制下通过技术进步可以有效进行节能减排,通过优化产业结构也可以进行节能减排,但是,不同城市之间如果缺乏分工合作,大量的重复建设仍然会导致产能过剩,即便在高新产业如多晶硅、太阳能板的生产中,如果相互之间恶性竞争,也只会在占有世界市场的同时把大量的能源消耗和环境污染留在国内,推高我国的碳排放水平。

  对于生活(此处泛指与市民生活相关的消费领域和公共服务领域,包括交通、商业服务和家庭消费等)而言,发达国家的经验表明,这些领域的能耗占到总能耗的50%~80%,其中交通和住房是影响碳排放的重要因素。工作和休闲是最主要的出行目的,要控制交通碳排放,就要减少出行的频次和出行的距离,并选择低碳的出行方式如公共交通、减少对私家车的依赖。在商业部门,商用或办公面积的控制、资源的共享、更高效率的供热系统、更好的隔热保温设施、更高效率的照明和电子设备以及能源管理的改进,可在实现获得同等舒适度的同时减少能耗和碳排放。家庭方面,住宅是家庭间接能耗的最重要来源,住房面积越大,能耗越高;随着人们对生活舒适度和便捷性的追求,家庭的电力消费量持续增长;此外,伴随着家庭规模的小型化,人均居住面积的相对增加也会导致家庭能耗的相对增加。

  (四)奢侈和浪费与低碳不兼容

  城市建设中贪大求洋,比如商务楼或办公楼建设时追求豪华,那么在运行中再怎么管理、控制,其能耗也很难降下来。豪华的大排量私家车使用过程中的能耗必然是高的。住宅面积过大时,不仅占用土地资源多,建设时消耗的建筑材料等资源与能源多,而且在日常运行中需配备较大功率的电器才能达到制冷与制热的效果,这必然增加能耗。

  增加“碳汇”并不能简单地等同于城市绿地或水面越大越好,绿地和水面的维护与保养也是要耗能的。单一品种的林地或草坪是奢侈的,因为不仅占用土地资源而且费水,尤其是在干旱缺水地区。洛杉矶地区40%的水用于户外浇灌,远高于普通家庭室内用水;而普通家庭平均每天用水1.5立方米,其中约一半用于浇灌草坪和花园。如果能够因地制宜种植物或者果蔬,反倒可以提高绿地系统的多样性和复杂性,从而实现更好的生态保护,减少对外界资源投入的依赖。中国是个缺水又缺地的国家,高尔夫球场是相当奢侈的,一个18个洞的标准高尔夫球场,一年的耗水量是40万~50万立方米!而且为了维护草坪,还得施肥杀虫,会造成球场、周边土壤和地下水的严重污染,这必然是高耗能的。但颇具讽刺意味的是,尽管国家从2004年开始陆续三令五申禁止建设高尔夫球场,但各地仍然滥建高尔夫球场,数量已由2004年的178家增加到2013年的521家。

  设施建成后,如果得不到充分利用,甚至闲置不用,就必然造成浪费。浪费和低碳不兼容,比如轨道交通运行过程中的能耗是固定的,当乘客量不足时,平摊到每位乘客身上的“流量碳”就会比较高;体育场馆或者培训中心等使用频率不高或者使用时用户不足,同样会导致每位用户的“流量碳”较高。一个人如果拥有多套住房但没有出租使用,也是一种闲置浪费,导致“存量碳”和“流量碳”的增加。

  城市的设施与设备都是有生命周期的。要实现低碳城市,就应尽可能延长所有设施、设备及其系统的使用寿命,使其生命周期内的碳消耗尽可能最小化。那么,超负荷或不正当使用设备导致设备使用寿命缩短必然是高碳的;在产品未达到使用寿命时的更新淘汰也有可能是高碳的(戴星翼,2011),因为在不断更新产品的过程中,虽然一方面流量碳因效率的提高而有所下降,但另一方面也加速了设备或产品的折旧,增加了废弃产品的处置量,这样势必增加存量碳和流量碳。大拆大建、屡拆屡建或频繁地废弃成品也是如此。

  二、中国城市碳排放现状与问题

  一般而言,随着城市化水平的提高,国家人均碳排放量也会增加(Satterthwaite,2009)。中国城市化水平刚刚过半,跟世界平均水平相当,但中国人均碳排放水平已经超过世界平均水平。根据IEA2012年的统计,2010年中国人均二氧化碳排放量比世界平均水平高出22.3%,而且中国一些城市的人均碳排放量已达到或超过某些发达国家的水平,比如,上海接近13吨(诸大建、陈飞,2010),无锡为14.26吨(王海鲲等,2012),而国际大都市东京、伦敦和纽约分别只有4.8吨、6吨和9吨。如果依世界银行统一标准而划的人口城市化进行比较,2009年中国城市化率为44%,人均碳排放5.77吨;日本1961年城市化率为43.96%,人均碳排放2.98吨。中国与日本的城市化水平相当时的人均碳排放量比日本高出93.6%,由此不难看出中国城市化进程中的高碳排放特征。如果用户籍人口比重来表征中国城市化水平,我国高碳排放更为明显。根据碳管理的全生命周期来分析中国城市化进程中的高碳排放来源,可以归纳为以下三个方面:

  (一)城市建设泡沫

  城市化进程中,随着人口大量涌入城市,为保证正常的生产与生活运行,需要进行较大规模的基础设施建设,包括交通、住房、电力、电信、自来水、卫生设施与排污、固体废弃物的收集与处理、管道煤气等市政设施和教育医疗卫生等公共设施。联合国开发计划署认为,发展中国家城市基础设施建设投资比例应占固定资产投资的9%~15%、GDP的3%~5%;世界银行调查表明,公共基础设施投资一般占GDP的2%~8%。而新世纪以来我国城市化进程中,仅交通投资占GDP的比重就达到7%~9%(中国科学院学部,201),城市房地产投资占GDP的比重为8%~10%。超大规模的投资推动了大规模的城市基础设施建设,一定程度上超过实际需求,形成城市建设的泡沫(许丽红,2014)。

  首先,城市建设用地扩张迅速。如果用城市扩张系数即城市建成区的增长幅度除以城市(常住)人口的增长幅度来表示,2000~2011年的12年间中国城市扩张系数为1.87,远高于城市扩张系数的国际经验值1.12。城市土地的过快扩张,在导致农用耕地大量丧失的同时,还造成了土地的大量闲置、荒废、占用或挪作他用;而且城市建设土地浪费严重,以工业项目的容积率为例,我国只有0.3~0.6,而国外大多在1.0以上;此外,城市低密度的开发也增加了城市基础设施的需求量。

  其次,过度超前建设。在公共建筑方面,城市豪华楼堂馆所、标志性建筑随处可见。我国人均公建面积占人均建筑面积的比例达35.7%,比发达国家要高出5.5~14.9个百分点。作为建筑的奢侈品,摩天大楼在中国疯狂飙高,使得中国成为世界上最活跃的高层建筑市场。在居民住宅方面,2011年,中国城镇人均住宅面积32.7m2,已经超过联合国统计的中高收入国家29.3m2的水平,提前完成了2020年的小康建设目标;大城市的人均居住面积17~20m2,已经接近发达国家城市水平;45房总量上,按照常住人口家庭来算,也已达到户均约1.02套住房。高标准建设的城市新区中由于缺乏产业支撑、配套的基础设施或者必备的商业服务等造成了所谓“鬼城”的现象,浪费极其严重。

  第三,交通基础设施过度超前,且不均衡。一般认为,交通决定了城市的密度和扩展范围,并且在相当长的经济和社会发展时期内产生影响(保罗•诺克斯和琳达•迈克卡西,2009)。适度超前是合理的,但我国大量原本属于中长期规划的交通设施项目被大幅提前开工,比如原定于2020年建成的8.5万公里高速公路目标,提前到2011年完成;长三角地区每10万平方公里拥有机场9个,超过美国每10万平方公里6个的水平;港口建设亦如此,一些地方的港口设计吞吐量大大超过实际运量。尽管中国国土面积和美国相差不大,但我国适合人类居住的面积较小,由此造成实际的交通设施密度更大。不同交通设施的能耗不同,在同等运力下,铁路用地仅是高速公路用地量的三分之一左右,高速公路的过度建设既占用大量的土地资源,又增加了运行中的能源消费。城际铁路的能耗仅为公共汽车的3/5、私人用车的1/6,但相对而言,我国城际铁路的建设滞后得多。大量高速公路、机场和港口建成后,客货流量严重不足。2011年,前20大机场的客运吞吐量占全国吞吐量(行业集中率)的54%,160个中小型机场只承担了全国客运吞吐量的1/4、货邮吞吐量的1/10;15个沿海规模以上港口吞吐量的集中率由1990年的89.3%下降到2011年的70.1%,下降了19.2个百分点。此外,高速公路、城市快车道以及环道的大量建设又促使城市向郊区蔓延,延长了人们出行的距离,增加了出行的频次。

  (二)城市建设对高耗能产业的拉动

  城市基础设施建设需要大量的资源投入,包括水泥、钢筋等耗材,从而拉动上游黑色金属、有色金属、石化炼焦、化学原料、矿物制品、化学纤维等高能耗产业的发展,这从城市建设本身来说是需要的。但城市建设的不合理或者过度超前,比如奢华的公共建筑、城市间高速铁路与航空网络、城镇密集区内的高速公路,以及城际快速客运系统之间的重复建设则人为夸大了对上游高能耗产业的需求。仅以高速公路为例,除了需要占用大量土地外,每建设1公里高速公路需要1000吨钢铁、9000吨水泥、1000吨沥青,由此,近十年来仅高速公路的建设这一项就消耗了大量的资源和能源,这种过度建设不仅带来了极大的资源浪费,而且也导致我国产业过度重化工业化,使得第二产业能耗居高不下,占全部能耗的比重始终在73%左右,而日本在经济高速增长时期产业能耗最多占62.5%。

  (三)城市建设对居民生活方式的影响

  城市化进程中,在提高经济活动效率的同时,往往会改变消费者的需求及私人家庭的生活方式。在农村人口向城市集中的过程中,城市不仅给人们提供住处或工作,还通过交通、信息等手段,影响居民的行为方式,进而形成具有城市特色的生活方式(Wirth,1938)。消费者需求和行为方式的改变会影响家庭能源使用的模式,是城市化进程中能源消费之碳排放增加的重要驱动力(satterwaite,2009),而居民生活方式的不同选择反过来又影响城市的碳排放水平(Hoornweg等,2011)。

  我国的城市建设中,郊区低密度住宅别墅区成片开发,住房面积不断增大,新建住宅的户均面积由1999年的90.6m2增加到2011年的103m2,这促使人们追求大户型住宅,导致家庭电耗的增加;随着居住地和就业地的不断分离,形成大量的“钟摆人口”;巨型居住社区的建设,城市道路的不断拓宽以及人行道、自行车道的不断减少,都使得人们的出行越来越不便利,这增加了交通的压力,加长了出行距离,显著增加了交通碳排放。南京的调研显示,新城居民的交通碳排放比中心城区居民高出41%(Gu,2013)。同时,随着生活水平的提高以及对汽车消费的推崇,私家车的拥有量持续增长。2013年全国私人汽车保有量过亿,人们越来越依赖于私家车出行,私家车出行频次增加和出行距离延长。以北京为例,私家车年行驶距离1.5万公里,是国际大都市东京、伦敦和纽约私家车年行驶距离的3—5倍。所有这些都诱导着人们自觉或不自觉地向高能耗的生活方式靠拢,而高能耗的生活方式一旦形成,其生活能耗和碳排放就会被锁定在较高水平(Druckman A.,2010)。

  三、对中国低碳城镇化道路的思考

  城市是非常复杂的人工系统。为实现健康的城市化,应以尽可能少的能源消费来保障城市功能的正常运行和人民生活质量的提高,实现居民福祉的最大化。因此,需要创新体制与机制,理顺政府、市场的关系,从注重人口和数量的城市化,转变到提高质量的城市化,坚持城市的紧凑发展,用全生命周期效率来衡量城市建设的合理性,并把引导居民养成低碳生活方式融入城市建设中。

  (一)正确认识城镇化

  城镇化并不等同于城市建设,也不是把人“圈”到城里就是城镇化,城镇数量的增加和规模的扩张更不是城镇化的首要内容,不能仅仅以城市人口占全国总人口的比重作为衡量城镇化水平的指标。城镇化是一个全面而系统的过程,城镇化进程中社会、经济、生产、生活、思想观念等的变迁是更为重要的内容,在推进新型城镇化的实践过程中须充分认识其本质是人的城镇化(任远,2014)。只有牢记“提高人们的生活质量”这一城镇化建设的最终目标,才能避免城镇化过程中仅注重物理空间环境的变化而竞相投资上项目、圈地盖房子,即所谓的“造城”现象的出现。

  (二)坚持城市紧凑发展

  首先,要科学规划城市人口。城市人口规模预测时需要把人口的自然增长和机械增长、人口的流入和人口的流出,以及资源承载力和发展潜力等因素加以统筹综合考虑。只有准确把握城市规划的人口规模,才能遏制城市的过度建设。否则,当城市规划人口超过该地方可能实现的规模时,就必然占用过多的土地资源,造成耕地资源的过度流失,也会夸大城市基础设施和各类公共设施的需求量,导致过多的资源与能源消耗,拉动上游高耗能产业的过度发展,造成浪费性碳排放。

  其次,城市建设需紧凑。只有实现城市的紧凑发展,才能从城市建设的源头上减少资源的投入,减少“存量碳”的积累,并为后期高效运营提供可能。由于新城有漫长的成熟期,因此新城规模不宜过大,而且产业是城市的基础,新城应以老城的产业为依托因地制宜地逐步推进。在新城建设中应避免杂乱无章的建设,空间的无序开发不利于人口集聚,零散的产业布局无法形成集聚经济效应。工业或产业园区建设与城市空间的扩张应有机结合,尽量避免居住在城市、就业在郊区或新城这一现象;尽量消除就业在市中心、居住在郊区等可能形成的“钟摆人口”。只有从城市规划层面把城市建设为“以人为本”的宜居城市,通过混合功能的实现,即实现居住、工作、商业等多功能一体化,缩短出行距离,减轻交通的压力,才能从根本上减少汽车需求,也减少人们对私家车的依赖,从而在保证生活质量的同时减少交通能耗碳排放。而且,城市的紧凑发展可以提高城市密度,使得城市的公共交通通达率更高、能耗更低。此外,城市的紧凑发展有助于商业和服务业的繁荣,可创造更多的就业岗位,而服务业总体是更为低碳的。

  (三)以全生命周期效率来衡量城市建设的合理性

  为避免城市建设泡沫,城市建设要适度、合理,这是保证城市高效、集约和低碳的关键。基于生命周期思想,可以从三个方面来衡量城市建设是否合理:一是设施的使用寿命要足够长,维护成本低。以此为原则,那么可建可不建的就可以不建,不搞花拳绣腿的面子或形象工程,一次性投入巨大、建成后日常维护费用相当昂贵的不建。二是利用率和使用频率高。虽说轨道交通运力大,但一次性投资大、运行费用高,其能耗低的前提是人流量足够多,因此中小城市就没有修建地铁的必要。公共建筑是我国能耗的重要场所,我国政府机关办公大楼和大型公共建筑每平方米的耗电量是普通民宅的数倍,服务人口不足的话势必增加人均能耗量。摩天大楼虽说容积率高、节约土地资源,但造价高、公摊面积大、节能效果差,运营维护成本也很高,其租户主要来自银行和金融服务业。中小城市并没有国家或世界金融中心,难以吸引大量金融机构入驻,建设摩天大楼的可行性就有待商榷。三是普及节能的高新技术时要考虑成本。对于那些技术成熟、效率高、成本可控且有市场前景的,可通过法律法规和相关标准加以推广;而对于那些有发展前景,但技术尚未成熟、成本很高、市场份额也不足的,则需要通过政府购买的方式加以保护、培育与扶持,以推动技术进步。

  (四)把居民低碳生活方式的理念融入城市规划和建设中

  一直以来,我国推动节能减排集中于生产环节,重在技术改造,但一切生产的目的是为了消费。就从消费环节而言,不同城市碳排放的巨大差异在于城市居民不同的生活方式所造成的,而城市的物理属性如密度、空间布局、公共服务供给、经济基础以及特有的社会因素往往会影响居民生活方式的选择,进而决定城市人均碳排放水平的高低。因此,在城市规划和建设中有必要创造让消费者建立低碳生活方式的条件,为低碳城市建设奠定最广泛的群众基础。

  首先,适度缩小居住小区的规模。这不仅可以增进居民的交往,加强居住空间的邻里感,也有利于将多种职能空间有机分散在居住空间附近,形成居住空间与其他多种职能空间的混合布局,包括办公、小型工业、多种服务设施等,方便居民出行、就业和生活。

  其次,控制住宅面积。住房的舒适度并不完全与住房面积正相关,大而不当、大而无用而形成的无效空间既浪费土地资源,也增加家电使用功率和使用量,导致浪费。家庭规模小型化是各国家庭的一个重要变化趋势,随着家庭规模的缩小,家庭数量会增加,这会增加住房需求,消耗更多的土地、资源等,而且规模较小的家庭能源使用效率较低,导致能源消费之碳排放水平的增加。中国土地资源有限,适合人居的土地资源更有限。为实现“人人享有适当住房”的目标,有必要控制人均住宅面积标准,比如不超过联合国统计的中高收入国家人均29.3m2的标准,按我国城镇居民家庭平均每户2.9人计算,单套住宅面积约90m2为宜,这与日本新建住宅的平均面积91.3m2相当。

  第三,优先发展公共交通。优先发展城市公共交通是降低能源消耗、减轻环境污染、减少占地、方便居民出行的重要途径。发达国家的城镇化道路表明,当人们习惯于私家车出行时,就难以向公共交通转变。美国小汽车导向的城市蔓延发展模式使得人们不得不依赖小汽车出行,导致美国家庭人均出行碳排放远高于欧美其他国家。考虑到中国庞大的人口基数,如果我们的城市道路设计仍然以机动车需求为导向,不控制私家车的拥有率及使用强度,那么无论怎么扩路、修高架桥、建地铁,都无法满足出行需求,也治理不了交通拥堵。因此,城市规划和建设中公交优先和需求管理战略的实施、更多人性化的自行车道与人行道的设计,可为居民创造便利出行的条件。当然,除了便捷和通达性,还需要提供优质的服务,促使居民优先选择公共交通出行。



 

 

国家发改委国土开发与地区经济研究所 编发:王宇光