城市功能与低碳化关系的几个层面*

◎ 戴星翼 陈红敏

我国正处于城市化高速发展时期，大量的农村人口进入城市。城市越来越成为未来能源消费和碳排放的主要载体。因此，低碳城市建设将成为我国应对气候变化的主战场。最近，许多城市已宣布要推进低碳城市建设，国家也致力于在一些城市开展试点。但必须承认，低碳城市理论和方法论架构依然是不清楚的，由此导致实践中有无从着手之感。本文将从城市周边生态系统的支撑、城市规划与建设的低碳化、城市运行低碳化以及生活方式低碳化四个层面，来论述低碳城市建设的架构。

需要指出的是，本文将避免讨论产业对于低碳城市的影响。这是因为笔者认为一座城市的产业发展需要放在一个更大的范围内统筹考虑，如在一个区域内，有金融中心、有工业城市，但是不能每个城市都包括这些功能。有的城市可以定位于重工业，因此其人均碳排放理所当然地较高，但不应该所有城市都定位于重工业。所以不能就城市来谈产业。作为各类生产要素高度聚合的城市，低碳城市建设主要应该考虑以城市功能的整合和辐射为依托，为市场、社会与政府三方合力推进节能减排提供广阔的空间。在完善城市功能和服务的过程中建设低碳城市。从城市功能与碳减排的关系出发，我们认为低碳城市建设应该包括四个层面的内容。

一、城市周边生态服务体系保障与低碳城市建设

保障城市周边良好的生态服务体系，是低碳城市建设的重要前提。城市周边良好的生态服务体系对低碳城市建设的作用主要体现在以下几个方面：

首先，城市周边良好的生态服务体系，保障了城市能够更为有效的享受大自然提供的服务，由此减少对由能源驱动的服务的需求。如良好的生态服务体系能够局部改善城市的小气候，缓解城市的热岛效应，减少城市对于空调等设备的需求和依赖。城市周边良好的生态服务体系，如较高比例的森林覆盖面积，或较大面积的湿地，能够显著降低洪水和干旱的发生频率，有助于提高城市的防灾减灾能力。由此一方面能够减少因抵抗自然灾害导致的能源消费，另一方面则能够减少因自然灾害导致的财富损失，提高城市适应气候变化的能力。

其次，良好的生态服务体系会有效帮助人类处理其自身导致的环境污染。湿地和森林有助于净化水质。因此，如果水源地水质得以保持在较高质量，就意味着供水体系的成本会相应降低。如果湿地或林地能够部分地取代污水处理厂的功能，就会降低污水处理的成本。所有这些都具有直接的经济价值。

保障城市周边良好的生态服务体系，意味着将更多的人类经济活动限制在城市区域，减少对城市周边生态用地的侵占，进而弱化其生态服务功能。这就意味着更为高效的土地利用方式和城市管理，避免城市的无休止扩张，从而减少基础设施无序蔓延导致的低效运行和资源浪费，而一切浪费必然是高碳的。因此，保障城市周边良好的生态服务体系，以此作为提高城市综合服务功能和运行效率的约束，将有助于低碳城市的建设。

最后，保障城市周边良好的生态服务体系，意味着农业和林业的合理高效发展。在保障城市周边生态服务体系的要求下，农业的发展将更趋向于环境友好，化肥、农药等的使用将逐步减少，更为科学的农业作业方式被用来指导耕作。与此同时，林业的发展也将更为注重本地物种和生态的培育，避免单一物种的林业发展，从而有助于增强森林的生态服务功能，同时减少其对化石能源投入的依赖。因此，在保障城市周边生态系统功能的基础上，有助于土壤碳汇和林业碳汇的发展。

二、低碳城市的规划与建设

在理顺城市周边环境与低碳城市关系的基础上，低碳城市的建设需要从城市内部着力。科学的城市规划是建设低碳城市的第一步。在城市功能区划分、功能区组团规划、交通规划、建筑设计等“硬件设施”规划中融入低碳元素，有助于从源头降低刚性碳排放、避免陷入先制造高碳项目然后再思考如何对其进行减碳优化的被动局面。

当前各地都在倡导建设低碳城市，但是，作为低碳城市建设第一步的低碳城市规划问题尚未得到解决。许多与低碳城市规划相关的问题都很值得探索。如城市的紧凑性与能源消费的问题，显然，密度过低的城市是高碳的。我国有的新城空空荡荡，大马路，大广场，不利于居民的出行尤其是步行，不利于商业的集聚和服务业的发展，不利于居民的就业和创业，解决这些问题都需要额外的碳消费。但反之，人口密度过大也会是高碳的，交通拥堵和昂贵的交通设施投入，都会增加城市的碳排放。于是就有一个适度的问题，有待于我们探索。

本文想要指出的是在低碳城市的规划与建设中需要融入的一个核心的低碳理念，即全生命周期的碳排放管理。从碳排放的来源来说，可以区分为两种类型。一种是生产过程中的碳排放，另一种是消费（运行）过程中的碳排放。城市的规划和建设将这两者联系起来。城市规划和建设的需求向上引导产业链生产环节的产品生产需求，从而导致生产过程中的碳排放。而产品被投入使用，则又会形成消费过程中的碳排放。比如基础设施建设，消耗大量的钢铁、水泥等产品，这些产品在生产过程中消耗了大量能源，产生了大量生产过程碳排放；而基础设施在运行维护过程中，又开始消耗大量的能源，产生了大量消费过程碳排放。因此，城市规划与建设过程中需要考虑全生命周期的碳排放，并使之最小化。

这就要求规划建设实现两个目标。其一，城市的设施必须是有效率的，闲置和利用不足意味着无谓的碳排放。门庭冷落的机场就是一种典型的无效率。其二是设施生命周期的长度，尽可能延长其使用寿命，意味着其碳足迹能够被尽可能摊薄，这就要求设施建设的高质量。从低碳角度来看，重复建设、盲目建设、过度超前、贪大求洋等现象的存在带来了极大的资源浪费，造成了无效的碳排放增加。解决这些问题需要依靠城市管理和城市规划的结合。一旦规划和建设不合理，直接就会影响运行过程的碳排放。一座城市，如果建设上是不合理的，运行过程碳排放的节约也就很困难。简单的例子是一座大楼的建造，如果建设时追求豪华奢侈，那么在运行中再怎样管理控制，其能耗也很难降下来。一个人开着悍马车，然后琢磨如何节约燃油，这种情形是具有讽刺意味的。

通过合理的城市规划，减少这些现象的发生，这本质上是一种需求管理，即通过包含全生命周期碳排放管理理念的合理的规划和设计，以尽可能少的建设需求来满足社会的福利要求，从而减少生产建设过程的碳排放和潜在的消费过程中的碳排放。因此，从需求角度出发，在规划环节将低碳运行问题纳入城市布局、规模、功能等各方面的考虑范围，是保障城市低碳运行的源头。

三、城市运行的低碳化

规划和建设对于城市的碳排放具有一定的“锁定”效应，特别是对于许多大城市来说，规划和建设已经达到一定阶段，这些规划和建设项目逐渐转变成对于运行过程碳排放的需求。因此，城市运行的低碳化不可避免的成为城市碳排放管理的重要内容。

城市运行过程中，能源与碳排放主要来自于三大部门，即产业部门、交通部门和建筑部门（包括居住和公共建筑的碳排放）。对于产业部门而言，城市运行管理的减排，最主要的是通过技术、咨询、金融等服务业的发展和政策激励，为产业部门的节能减排提供支撑和通道，一旦建立了可行的渠道，产业部门的节能减排可以在市场机制下有效运行。

城市运行中交通部门的低碳管理主要体现为两方面，一是出行需求管理。出行需求管理中很重要的一点是对城市居民的汽车使用行为的管理，如新加坡和香港等采取了一系列措施限制私人交通工具的使用。随着城市化的进一步发展，交通碳排放在城市碳排放中的比重将会上升，其主要原因在于汽车需求的上升。有学者指出收入与汽车使用之间的关系并非线性，而是在人均收入达到某一阶段时，会出现一个需求高增长期（Soligo等，1997）。而对居民使用个人交通工具的原因分析指出，人们选择交通出行方式最根本的影响因素中，价格因素影响很小，主要还是出于对可得性和舒适性的考虑（Mackett，2003）。因此，不论是发达国家还是落后国家，人们对于私家车的需求的趋势是明确的：人们希望拥有更多的车；当拥有后，会更多地使用汽车，这是源于对私家车提供的更高生活品质的追求。因此，虽然对个人交通工具的使用进行限制的政策会有一定效果，但环境压力仍然存在并持续增加。因此，除了对汽车使用行为的管理之外，还需要鼓励使用公共交通。研究指出，在鼓励公共交通出行方面，投入服务和质量水平低下的城市公共交通并不是一个好选择，城市需要提供更加有吸引力、与私人交通工具有同等竞争力的公共交通系统，要把服务质量的提高优先于服务数量的扩展；同时也为使用非机动车的居民提供更好的道路设施（Pascal，2008）。因此，限制汽车使用，和以公共交通系统功能改善为前提的鼓励公共交通需要相辅相成。最后，出行需求管理中，更为重要的一点是减少居民的出行需求，这方面的实践如远程办公、远程会议、网上办事和社区化就业方式的推广。自上世纪90年代初，远程办公作为一种交通需求管理策略被人关注，远程办公的基础是信息技术的应用和脑力劳动者比例的提高。

二是运行效率的管理，包括公共交通的运行效率和道路的使用效率等。交通拥堵造成道路利用效率的低下和交通秩序的混乱，会带来额外的碳排放。因此，引起交通拥堵的原因，如不断开挖道路、乱设摊、违章搭建、不遵守交通规则等可以被认为是引起高碳排放的因素，因而在低碳城市管理中必须得到有效遏制，而有助于交通疏导的，如交通信息的及时有效传播、智能化的汽车导航系统等则值得推广。

城市管理中建筑运行的低碳化主要体现为两种，一是设定建筑节能标准，通过技术和管理的改善，减少建筑的能量耗散和碳排放，如通过合同能源管理或者建筑的节能改造，提高建筑内耗能系统的能源利用效率和建筑围护结构的保温隔热性能，减少为获得同等的舒适度所需要的能耗和碳排放。

二是在设施的使用期限内提高其利用效率。如前所述，建设过程将产品的生产过程碳排放和消费过程碳排放联系起来。各类城市建筑和设施在生产和建设过程中的碳排放可以看成是建筑和设施中隐含的碳排放，那么其运行过程中的高效的利用，将是低碳化的目标，否则就是浪费资源和碳排放。一条城市道路，建设时消耗各类材料，使用机械人工，所有这一切都排放了碳。以后的养护，需要继续实现碳排放。那么，怎样才能实现低碳目标呢？显然，最重要的是让这条道路的使用寿命尽可能延长。车辆超载损坏道路，意味着额外的碳排放，开挖道路也是如此。对这些行为的有效遏制，道路的低碳化就有了保证。不浪费对碳减排有着根本性的作用。而各类过度超前的基础设施建设，过度豪华的大楼，各类重复建设等，在建设过程中积累了大量的“存量碳”，但是由于使用率不足，导致同等碳排放所提供的社会福利的低下。反过来，一些企事业单位的设施、空间等向社区（社会）的开放共享，使其发挥更为高效的利用，则是低碳的，它提高了同等碳排放所创造的社会福利，同时减少对新建设施的需求以及由此造成的新增碳排放。在新产品/设备更高的使用效率的名义下，不断更新设施设备和产品，不仅加速设备和产品的折旧，而且增加了废弃产品的处置量。如果从全生命周期的碳足迹考虑，这样的做法是否合理需要更为全面的评估。

由于当前缺乏对于各个产品碳足迹的核算，要真正区分不同类型的碳排放在实际中还有困难。但是在当前情况下，一个简单的原则至少是基本成立的，即一切高成本的都是不利于低碳化的，这里不包括那些处于研发试验阶段的成果。一切资源的滥用、浪费必然是高碳的，因而是低碳城市管理中所必须杜绝的。

四、生活方式的低碳化

我国正处在城市化快速发展时期，城市的碳排放总量增加的趋势还将持续。其中，城市人口总量的增加和生活方式的改变是最大的影响因素。我国现有6亿城市人口，若按照21世纪中叶16亿的人口峰值和80%城市化的目标计算，还要有7亿人口进入城市。按照现有研究，城市人均能耗大约为农村人口的3倍。如此多农村人口接受城市生活方式，会显著提高人均能源消费水平，仅由于此因素，就会给我国带来沉重的碳减排压力。

城市化是必要的，但是城市生活方式是可以选择的。必须承认城市化进程具有其正当性，源于人们对体面、文明生活的追求。但是，达到同样生活水平，并不意味着同样的碳排放。OECD内部国家之间的差别也很大。美国的人均碳排放是日本的2倍，这其中生活方式差异的影响很大。我们是鼓励发展美国式“汽车轮子”的生活方式，还是重视公共交通？结合我国的国情来看，选择有自己特色的低碳城市生活方式，在较低人均能耗的水平实现城市化，是中国城市化的应有之义。

生活方式的变化很大程度上影响居住部门的碳排放。比如1970-1993年间，日本居住部门的碳排放强度上升了90%，其中，日本“西方化”生活方式的普及和中央空调系统的普遍应用等生活方式的改变起到了40%以上的影响（Greening等，2001）。人均居住面积的提高对碳排放增加的影响是显著的。而随着家庭的小型化，家庭平均成员数减少，相对人均居住面积将更大、人均居住能耗也更高。根据世界银行的统计，我国大城市如北京、上海、广州，人均居住面积已经逐渐接近发达国家城市水平。因此，面对我国的能源环境压力与城市化发展需求，人均居住面积多少比较合理是一个值得深入研究的问题。

生活方式的变化对交通方式的选择影响很大，在汽车消费上尤其明显。汽车对消费者的出行方式具有“锚定效应”，即购买汽车之后，汽车成为必需品，驾驶的感觉会随时间增强。研究表明，一旦居民从使用公共交通系统转向私人交通工具，那么几乎会永久地减少公共交通工具的使用，这种转向具有单向性（Cullinane，2003）。

生活方式变化的影响力，不仅仅限于城市居民日常生活中的直接能源消费，而且会影响上游产业的能源消费和碳排放。通过影响消费者的行为，减少对高碳商品和服务的需求，可以带动经济结构的优化。当前，在发达国家流行的产品的“碳足迹”标识计划，就是旨在通过将产品全生命周期的碳排放以碳足迹的形式显示在产品包装上，一方面可以披露企业的碳排放信息，另一方面可以引导消费者选择低碳产品，并进而对产品的生产过程和产业链的低碳化产生影响。由于碳标识计划需要对产品全生命周期的碳排放进行核算量化，需要大量的基础研究，因此更为普遍的低碳化商品消费一般提倡减少商品从产地到销售地的运输距离、商店选址尽量靠近居民区以降低碳排放、购买更加耐用的产品、购买有机食品、不购买反季节食品等。其基本特点在于通过生活和消费方式的改变来引导生产和销售方式的变革。从这个角度上说，低碳生活方式是低碳经济的本源拉动力。

生活方式对碳排放的影响是根本性的，但是，低碳生活方式的研究又显得比较困难。首先，低碳生活方式涵盖的内容非常广泛，包括衣食住行、劳动工作、社会交往、人际关系、休闲娱乐等诸多方面，内容无所不包。其次，研究的主体是高度分散、差异巨大的民众。正因为如此，对相关实现路径、政策保障和推进机制的研究，一直停留在比较模糊的状态。城市管理中的一系列政策工具，如经济激励、强制性标准、管制和规制、信息标识、宣传教育等应该如何使用，它们如何影响城市居民的居住、交通、消费、公共生活，进而影响城市总体碳排放水平，这些政策工具需要怎样的配套条件等，还有待深入研究。

需要指出的是，城市周边生态服务体系的支撑，城市规划和建设低碳化、城市运行低碳化以及生活方式低碳化是一个有机的整体，在低碳城市建设中这些方面可以相互影响，协同作用。在保障城市周边生态系统服务功能的基础上，进行城市的合理规划；通过城市规划和建设的低碳化，来促进城市运行的低碳化，服务于生活方式的低碳化转变；通过城市运行管理中服务的优化来减少城市设施运行的碳排放，同时引导居民消费和生活方式的低碳化；通过居民生活方式的低碳化反过来激励城市经济结构的优化和运行方式的优化。因此，低碳城市建设是一项系统工程。

[1]Cullinane, S., Cullinane, K., Car dependence in a public transport dominated city: evidence from Hong Kong[J], Transportation Research Part D: Transport and Environment, 2003.8 (2), 129-138.

[2]Greening L.A.，Ting M., Thomas J, Krackler, Effects of changes in residential end-uses and behavior on aggregate carbon intensity: comparison of 10 OECD countries for the period 1970 through 1993[J], Energy Economics, ,2001,23 (1):153-178.

[3]Mackett, R., Why do people use their cars for short trips? [J], Transportation, 2003, 30 (3): 329-349.

[4]Pascal Poudenx, The effect of transportation policies on energy consumption and greenhouse gas emission from urban passenger transportation[J], Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2008, 42(6):901-909.

[5]Soligo, R., Medlock III, K., Economic structure: the level of development and energy demand.In:Proceedings of the 18th AnnualNorth American Conference of the USAEE & IAEE, 1997.