城市低碳发展水平及潜力比较分析

[摘要]城市的发展代表着人类社会生产和生活活动的空间集聚过程。与之相比,自然资源和生态环境则具有明显的面状和非均衡的空间分布特征。因此,资源环境保障就成为国家或地区城市化发展的必要物质基础和基本前提,而决定这一基础保障的关键则在于资源与环境的有效和合理组织,低碳发展是解决城市资源环境保障问题的重要理念。本文比较分析若干城市的低碳发展水平,选择工业行业碳生产率和能源碳排放系数作为量化指标,探索城市低碳发展的核心和重点,以对中国城市化进程提供新的发展思路。

[关键词]低碳 发展水平 潜力 比较

[中图分类号]F124 [文献标识码]A [文章编号]1004-6623(2009)04-0010-04

[基金项目]国家自然科学基金重点资助项目(编号:40535026),中国博士后科学基金面上资助项目(编号:20080440477)

[作者简介]朱守先(1975-),江苏铜山人,中国社会科学院城市发展与环境研究中心博士,研究方向:能源与区域发展。

一、导言

进入工业化以来,城市的功能开始发生根本性转变。一方面,现代城市继续扩大着自身的集聚生活和集聚消费功能,另一方面,现代城市已经成为陆地表层集聚生产的最大场所。城市功能多元化的转变不仅带来城市规模的急剧膨胀和大都市群的迅速扩张,更为重要的是,现代城市改变了以往农耕时代的“寄生性”特征,从而成为国家和地区社会财富积累的最为重要的源泉和发生地。如今,国家城市化发育状态已经成为区分发达国家和发展中国家的一个重要标志,这就是以自然资源开发为主的现代工业经济城市化发育的基本特征,从而导致城市也成为碳排放的集中地。因此,城市低碳发展成为应对资源环境压力、提高能源供应保障安全和减少碳排放的基本前提和必要条件。

二、低碳发展的概念界定和测度指标

(一)低碳经济的概念界定

首次出现低碳经济(Low Carbon Economy)术语的官方文件,是2003年2月24日由英国前首相布莱尔发表的《我们未来的能源——创建低碳经济》的白皮书。白皮书指出,英国将在2050年将其温室气体排放量在1990年的水平上减排60%,从根本上把英国变成一个低碳经济的国家。2006年10月,由英国政府推出、前世界银行首席经济学家尼古拉斯.斯特恩牵头的《斯特恩报告》(Stern Review)指出,全球以每年GDP1%的投入,可以避免将来每年GDP5%～20%的损失,呼吁全球向低碳经济转型。2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告发布以后,其所包含的科学结论已经不容否认地成为当今国际社会的主流话语:人类必须一致行动应对气候变化带来的挑战,越早采取行动越经济可行。IPCC报告特别指出,全球未来温室气体的排放取决于发展路径的选择。随着“巴厘路线图”的达成,应对气候变化国际行动不断走向深入,低碳经济发展道路在国际上越来越受到关注。联合国环境规划署把2008年世界环境日的主题定为“戒除嗜好!面向低碳经济”,希望低碳经济理念能够迅速成为各级决策者的共识。

有关低碳经济的概念讨论表明,低碳并不是目的,而只是手段,重要的是要保障人文发展目标的实现。在农业社会,几乎没有化石能源的消费和碳排放,社会生产力并不高,单位碳排放的经济产出可能非常高。但社会发展水平整体低下,显然不是人类社会发展进程中所寻求的低碳经济。而在另一方面,工业化进程消耗大量化石能源,排放大量温室气体,虽然积累了大量的物质财富,但对人类长远未来可能带来灾难性的后果,也不是我们所追求的目标。

我们认为,低碳经济是指碳生产率和人文发展(human development)均达到一定水平的经济形态。碳生产率指的是单位碳排放所产出的GDP,碳生产率的提高意味着用更少的物质和能源消耗产生更多的社会财富。人文发展意味着在经济能力、健康、教育、生态保护、社会公平等人文尺度(human dimensions)上实现经济发展和社会进步。这一概念的特点在于,一方面对于人文发展施加了碳排放的约束,另一方面强调碳排放约束不能损害人文发展目标,其解决途径便是通过技术进步和节能等手段提高碳生产率。这一概念并未刻意区分绝对或相对的低碳排放,但是,从短期来看,可以在不改变其能源结构和产业结构的前提下,提高能源利用效率和碳产出效率,实现相对的低碳排放;从长期来看,技术进步能够借助清洁能源替代、低碳技术应用等手段实现一国碳排放总量的绝对下降。

低碳经济与发展阶段、资源禀赋、消费模式和技术水平等驱动因素密切相关,并且通过低碳化(decarbonization)进程得以实现。可见,低碳经济指的是一种经济形态,这种经济形态需要借助低碳化的发展模式来实现。低碳化具有两个方面的含义,一是能源消费与碳排放的比重不断下降,即能源结构的清洁化,资源禀赋存在着决定性因素;二是单位产出所需要的能源消耗不断下降,即能源利用效率不断提高。从社会经济发展的长期趋势来看,由于技术进步、能源结构优化和采取节能措施,碳生产率也在不断提高。

(二)低碳发展水平的测度指标

衡量低碳发展水平,除了发展阶段这一基本背景之外,核心是在以下三个方面是否具备低碳发展的潜力:资源禀赋、技术水平及消费方式。根据以上分析,选择最能体现这三个要素内涵的指标构建低碳发展指标,即人均碳排放、碳生产率和碳能源排放系数(见表1)。

三、 城市低碳发展水平测度

城市作为区域发展的主体,其低碳发展水平决定着国家层面的整体水平。但由于城市之间发展不平衡,低碳发展指标区域差异显著。本文选取北京、天津、上海、广州、重庆5大城市作为研究对象,探讨城市低碳发展水平的差异,由于缺乏各城市碳能源排放系数数据,故统一采用国家碳能源排放系数计算省区碳排放量。

(一)城市经济社会发展水平比较

从5大城市经济社会发展水平分析,2007年北京、天津、上海和广州4市人均GDP均超出全国平均水平1倍以上。重庆由于幅员较广,区域发展不平衡,经济相对落后,人均GDP仅为全国平均水平77.4%。从产业结构来看,北京、上海和广州3市均为“三二一”结构,第三产业在国民经济中的结构超出50%。与全国平均水平类似,天津和重庆的产业结构仍是第二产业居主导地位。从城市化发展水平来看,北京、天津、上海和广州4市城市化率均超出70%,根据诺瑟姆曲线理论,均达到城市化后期发展阶段,重庆的城市化水平接近50%,正处于快速增长阶段。从单位地区生产总值能耗和单位工业增加值能耗分析,北京、天津、上海和广州4市能耗均超过全国平均水平,而重庆单位工业增加值能耗则为全国平均水平的1.5倍,上海的2.4倍,尚有较大的节能空间。

(二)城市低碳发展水平比较

1.人均碳排放

由于碳排放主要受能源消费总量、能源消费结构及技术水平等的影响,加上经济发展水平的差异,城市人口数量与碳排放并不存在显著的相关关系,人均碳排放最高的城市,人口却并不是最少的,反之亦然。除重庆外,北京、天津、上海和广州4大城市人均碳排放均超过全国平均水平,其中广州人均碳排放是全国平均水平的2.1倍(见表3)。

2. 碳生产率

碳生产率作为衡量低碳发展水平的重要指标,在城市间也表现出显著差异。5大城市碳生产率均超出全国平均水平,而北京、上海和广州3市碳生产率相对较高,为全国平均水平的2倍以上,天津、重庆2市碳生产率超出全国平均水平仅22%(见表3)。与城市人口与碳排放的关系类似,城市经济发展水平与碳排放也呈现明显的离散特征。

从规模以上工业企业单位增加值能耗分析,北京、哈尔滨、广州和重庆4大城市8个主要行业单位增加值能耗差异显著。其中,广州规模以上工业企业单位增加值能耗最低,仅为1.12吨标准煤/万元,为北京的38%。8个行业单位增加值能耗城市间水平参差不齐,产业节能潜力巨大(见表4)。

3.碳能源排放系数

与前两项指标不同,城市能源消费量与碳排放量呈现出高度的相关性,除北京外,其余4大城市碳能源排放系数均在0.6以上,但略低于全国平均水平,反映碳能源排放系数在城市间差别较小。碳能源排放系数的差别主要体现在区域能源利用结构、利用效率和利用技术水平等方面。

(三)城市低碳发展潜力分析

通过对低碳发展3个核心指标的测度,可以看出城市间低碳发展水平差异显著,同样各城市低碳发展潜力也不尽相同。

为进一步分析城市低碳发展潜力,可应用2项经济与社会发展指标进行预测。首先是产业结构多元化演进水平(Evolution of industrial structure diversification degree,简称ESD)。ESD的计算公式为

ESD=∑(P/P, S/P, T/P)

式中,P为第一产业产值;S为第二业产值;T为第三产业产值。ESD的值域为1至无穷大。

通过计算得出,除重庆外,2007年上海、北京、天津和广州4大城市ESD均超过40,而重庆ESD为8.54,略低于全国平均水平,产业结构有待进一步优化(见表5)。由于产业结构与碳排放之间具有显著的相关性,因此,产业结构的调整是提高碳生产率的重要途径。

其次是非煤能源消费比重,煤炭是含碳量最高的化石能源,非煤能源消费比重越高,单位能源消费产生的碳排放越小,同样也有利于低碳发展。2007年,北京、上海和广州3大城市的非煤能源消费比重超过60%,能源消费结构的优化也是促进低碳发展的重要途径。

根据两个指标的分析,低碳发展水平走在前列的城市,产业结构和能源消费结构调整空间较小。而多数城市社会经济发展水平相对滞后,产业结构不尽合理,煤炭等高碳能源消费比重较高,低碳发展尚处于萌芽或起步阶段。所以要实现低碳发展,必须克服资源禀赋、技术进步和政策因素等影响,适度优化产业结构,多开发低碳能源,尤其是可再生能源,从而缩小低碳发展水平的区域差异,共同迈向低碳社会。

四、结论与建议

新中国成立以来,中国现代城市化的资源环境压力增长了近18.1倍,其中以20世纪80年代以来资源环境压力增长的变化最为明显。现代城市化发育资源环境压力的国际比较则表明,自1950年以来,中国现代城市化的资源环境压力增长在整体上始终落后于全球。进入20世纪90年代中期后,资源环境压力增长不仅反超了全球,并且不断地拉大与全球间的距离。鉴于中国自身的资源环境基础特征,提高资源环境的投入产出效益便理所当然地成为今后城市化持续发育的第一要务。

低碳经济是发达国家为应对全球气候变化而提出的新的经济发展模式,它强调以较少的温室气体排放获得较大的经济产出。目前它正成为一种新的国际潮流,影响着各国的经济社会发展进程。作为区域经济发展的主体,城市担负着发展低碳经济领导者角色,从产业结构、能源消费结构、政策管理等方面进行优化调整,能在全国率先实现低碳发展,从而推动区域和全国低碳化进程。

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On Levels of Urban Low Carbon Economy and Analysis of the Potentials

Zhu Shouxian

(Research Center for Urban Development and Environment, Chinese Academy of Social Sciences, Beijing 100005, China)

Abstract: Cities' development represents the spatial agglomeration process of production and daily living activities. In contrast, natural resources and ecological environment of the surface has obvious spatial distribution of non-equilibrium character. Therefore, resources and environment safeguard has become the necessary material foundation and basic premise of countries or cities' development. The key factors lie in effective and rational organization of resources and environment. Low-carbon development is an important concept to solve resources and environment safeguard during urban development. The paper uses carbon productivity, carbon emission factor, per capita carbon emissions as quantitative indicators to evaluate low-carbon development level and potential in cities. And it explores roadmap for low-carbon development and presents policy recommendations for cities' coordinated development.

Key words: Low carbon; Development level; Potential; Comparison

(收稿日期: 2009-07-20 责任编辑: 垠喜)