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低碳城市规划:目标选择与关键领域

2011-04-08陈洪波中国社会科学院城市发展与环境研究所北京100732

关键词:城市规划排放量建筑

陈洪波,中国社会科学院城市发展与环境研究所,北京 100732

低碳城市规划:目标选择与关键领域

陈洪波,中国社会科学院城市发展与环境研究所,北京 100732

低碳规划是低碳城市建设的第一步,也是最重要的一步。低碳城市规划的首要问题是,确立合理的低碳发展目标,碳排放与城市的发展阶段密切相关,我国多数城市仍适合把降低碳强度作为总体目标,而少数发达城市可以采用总量控制目标。其次是明确重点领域,低碳城市规划应着重关注空间布局、产业、建筑、交通和基础设施五大领域。再次是建立适当的保障机制,要通过目标考核机制、市场机制和舆论引导,保证低碳规划的实施。

低碳城市;城市规划;关键领域

一、引言

近年来,低碳城市已经成为理论研究和政策实践的热门话题。从政策实践来看,随着我国政府宣布到2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%的目标和国家发改委公布“五省八市”作为低碳发展试点,各地建设低碳城市热情高涨,许多城市都提出要建设低碳城市。但如何建设低碳城市,有些城市的目标不够明确,认识上还存在偏差。从理论研究来看,目前已有大量文献对低碳城市的概念以及建设低碳城市的意义、作用、途径和模式进行了较为详尽的分析,这些研究对于开阔视野、增强意识、启迪思维发挥了重要作用。但有些研究只是停留在宏观层面,难以对低碳城市建设的实践给予指导。低碳城市研究实践性很强,需要建立一套既有理论高度、又能立足现实的低碳城市理论体系。

低碳城市规划是低碳城市理论研究的核心。低碳城市规划是低碳城市建设的路线图和行动指南,它必须具有先导性、科学性和可操作性,对于低碳城市建设具有十分重要的作用。目前,我国已有不少学者对低碳城市规划进行了较为深入的研究。潘海啸等从空间规划的角度,提出了区域层面的公共交通导向的走廊式发展模式、总规层面的绿色交通支撑的空间结构和详规层面的小街区模式,通过合理的交通布局来减少交通排放[1]。张泉等在回顾国内外低碳城市规划相关研究的基础上,提出了低碳城市规划需要解决的几个问题,如低碳城市规划的定位问题、理论研究问题和指标体系问题[2],其观点鲜明新颖,但尚需更深入的分析。陈飞、诸大建在对上海市建筑、交通和生产碳排放的现实情景进行了详尽分析的基础上,提出了脱钩发展和可再生能源利用及碳汇捕捉的规划思路[3]。陈群元、喻定权探讨了城市降低能源消耗、优化能源结构和增强碳汇能力的规划手段[4]。叶祖达对低碳城市规划建设的成本效益进行了界定和详尽的分析[5],等等。总的来看,目前低碳城市规划理论研究相对较少,未能发挥对当前各地低碳城市建设的指导作用。

低碳城市规划涉及面广,涵盖了能源、产业、交通、建筑、空间布局及各种基础设施等,涉及城市形态、发展模式、城市建设、运行、管理的各个方面。但低碳城市规划又不能无所不包,面面俱到。低碳城市规划应该抓住几个核心要素,尤其是城市低碳发展的目标定位、关键领域和保障机制。本文试对这几个核心要素进行初步探讨。

二、低碳城市规划的总体目标选择

与生态城市、绿色城市不同,衡量低碳城市的标准相对单一,通过一个综合的碳排放量指标就可以衡量一个城市的低碳发展水平。因而,在选择城市低碳发展的总体目标时,应明确界定一个综合碳排放量指标作为总体目标。

衡量碳排放水平的综合指标通常有三个:一是碳排放总量,指一个国家、地区或城市在一定时期的总的温室气体排放量;二是人均排放量,指一个国家、地区或城市的二氧化碳排放总量除以人口数量得出的二氧化碳排放均值;三是碳排放强度,指单位国内生产总值所产生的碳排放量,它主要是用来衡量一国、地区或城市经济发展水平与碳排放量之间关系。前两项指标为绝对量指标,后一项指标为相对量指标。

从目前国际知名的几大温室气体排放数据库发布的数据来看,温室气体排放总量是常用指标,但该指标受人口规模影响较大,不能反映实际排放水平。例如中国目前碳排放总量已超过美国,但人均碳排放量不足美国的1/4。人均碳排放量可以克服碳排放总量受人口因素影响的问题,相对比较公平,但人均碳排放量与发展阶段密切相关。根据国际能源机构的数据,2008年丹麦化石能源消耗的人均碳排放量为8.82吨/人,而孟加拉国为0.28吨/人[6],但并不能因此认为孟加拉国相对于丹麦来说是低碳国家。因为,丹麦是公认的在低碳发展方面走在世界前列的国家,1990年至2008年,丹麦人均碳排放下降了10.2%。而孟加拉国是生产力发展水平较低的发展中国家,尽管现实排放很低,但并不意味着是低碳发展的结果。相反,该国能源利用效率较低,人均碳排放随着经济的发展呈现上升的趋势,1990年至2008年,孟加拉国人均碳排放增长了147.4%。[6]

根据陈劭峰等人的研究成果,一个国家或地区碳排放总量、人均碳排放量和碳排放强度都呈现出倒 U型曲线(即库兹涅茨曲线,Kuznets Curve)的性状[7],即:随着经济的发展,碳排放总量、人均碳排放和碳排放强度都经历先上升后下降的演化过程。在这个过程中,碳排放强度首先达到峰值,其次是人均碳排放量,最后是碳排放总量。尽管各国的发展路径不同,三个指标出现峰值的时点不同,但这种规律是存在的。由此可知,一个城市、地区或国家所处的发展阶段不同,其碳排放强度、人均碳排放量和碳排放总量的变动趋势也不同,对其低碳发展水平的衡量标准也应有所不同。同时也说明,低碳发展是一种动态演化的趋势,是一个过程。衡量低碳水平没有绝对标准,只有不同情形的相对比较。

我国目前处在城市化快速推进阶段,城市的经济总量和人口规模都呈现快速上升的趋势,绝大多数城市的碳排放水平都处在碳排放总量和人均碳排放量上升、碳排放强度下降的阶段。即使很多城市采取积极的低碳发展策略,这种趋势在未来若干年仍将存在。如果采用碳排放总量和人均碳排放作为城市低碳发展的目标,将难以反映城市为低碳发展所作出的努力。因而,对于大多数城市来说,在制定低碳发展的总体目标时,应选择碳排放强度作为标准。通过对基准情形的深入分析,选择适当的碳排放强度下降幅度作为总体目标。并且,这种目标与国家2020年的应对气候变化目标一致,便于横向和纵向比较与考核。但对于少数城市,如北京、上海和深圳,经济发展水平接近发达经济体,人均碳排放量相对较高,目前正处在转型发展阶段,可选择人均碳排放量作为城市低碳发展的总体目标。

三、低碳城市规划的关键领域

虽然衡量低碳城市的标准相对单一,但低碳城市建设涉及到城市社会经济发展的各个方面,从生产到消费,从城市的发展战略到居民的衣食住行,无不涉及到低碳问题。因而,低碳城市规划不是专项规划,应该是一个全面、综合的城市发展规划。但同时,低碳城市规划不能只是宏观的规划,还应该是一个能够落到实处、具有可操作性的实用性很强的规划。要做到既综合又实用,必须深入分析城市碳排放的特点,抓住关键领域。我们认为,低碳城市规划的关键领域是空间布局、产业、建筑、交通和基础设施。

1.低碳空间布局

城市空间布局与碳排放有着密切的关系,方伟坚等[8]、格莱泽和卡恩[9]和克劳福德和弗伦奇[10]都分别从城市形态结构、土地利用和空间规划的角度,研究了通过优化空间布局来实现低碳发展目标。不合理的城市空间布局,会增加交通出行的次数和距离,人为增加交通能耗和碳排放。城市规划中传统的功能分区理念和“摊大饼”的城市空间发展模型,已经证明是一个高碳的城市空间模式。并且,城市的空间形态一旦形成,具有很强的锁定效应,将会导致城市在很长时间内沿着高碳的轨迹运行。因而,在城市规划初期,引入低碳的规划理念,对于低碳城市建设具有重要的意义。

在规划中要实现空间布局低碳化,着重把握三个要素:一是职住平衡,首先是土地的混合使用,在符合相关法律法规和规划管理的前提下,开发者或使用者可以在不受明令禁止的范围内主动、自发地配置最有收益的使用功能组合,形成土地的混合使用,使在一定规模的地块上就业和居住人数大致平衡。其次是街区功能混合,在同一街区的土地利用性质达到两种或两种以上(大类),不提倡功能分区。二是密度引导,城市组成要素(包括物质设施、社会群体、经济活动和公共机构等)在空间上的分布上达到一定的强度,即容积率达到合理的水平,倡导城市空间上紧凑发展。通过以上两点,减少城市的机动车出行需求,降低交通碳排放。三是绿色布局,在保证一定绿化面积的前提下,实行绿化带、小公园在空间上分散设置,以减缓城市的热岛效应,减少建筑的供冷需求。同时,尽可能增加乔木数量,以增加碳汇吸收能力。

2.低碳产业

我国工业领域能耗和温室气体排放占全国总能耗和温室气候排放总量的比例大约接近70%,而工业主要集中在城市。没有产业的低碳化,就谈不上城市的低碳发展。同时,建设低碳城市的目的,除了控制温室气体排放以外,更重要的是增强城市的碳竞争力,而城市碳竞争力的主要标志就是产业的碳竞争力。因而,低碳产业在低碳城市建设中处于核心地位。

对于低碳产业的理解,目前普遍存在一种误区,认为只有低能耗、低排放的行业才是低碳产业,而像水泥、钢铁等高能耗的行业不能发展低碳产业。事实上,行业之间是很难衡量低碳水平的。我们认为,企业的低碳水平只有在行业内比较才有意义。在同一个行业内部,只有技术水平先进、单位产品的碳排放量相对较低的企业才是低碳企业,而不论该行业本身是否是高耗能行业。清洁技术的研发、推广与应用具有重要作用。

基于这种理解,在低碳城市规划中,对于产业发展规划,着重抓住两个重要方面:一是传统产业的改造升级。摸清城市中现有产业发展状况,根据企业的技术水平,列出需要关停企业的名录,制定现有产业改造升级的路线图,推动现有产业的转型发展。二是推动低碳新型产业的发展,构建低碳排放特征的产业体系。《中共中央关于制定“十二五”规划建议》中列出了信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等七大战略新兴产业,具有资源能源消耗低、产业带动系数大、就业机会多、综合效益好等特征,同时也具有低碳排放特征,是低碳产业发展的主攻方向。

3.低碳建筑

我国建筑能耗约占社会总能耗的23%左右[11]。随着城市建筑面临的不断增加和居民生活水平的不断提高,建筑能耗和碳排放呈快速增长的趋势。控制建筑领域的碳排放是低碳城市建设的重点领域。

影响建筑碳排放的因素很多。首先,从建筑的类型来看,可分为公共建筑和居住建筑,既有建筑和新建建筑,北方采暖地区建筑和南方建筑,每一类建筑的能耗都有显著不同的特征;其次,从能耗和碳排放的计算方法来看,有全生命周期法,即:从建材生产、建筑施工、建筑运行(使用)、建筑拆除和建筑垃圾处理等整个全生命周期,也有只计算建筑运行阶段的,由于统计数据和管理方面的原因,通常关注的只是建筑运行环节的碳排放问题。再次,从建筑能耗的直接相关因素来看,既有建筑物本身的因素,如维护结构、建筑体量等,也有人的行为因素,如通风、采暖、照明时间等。在低碳城市规划中,如何处理各种复杂因素,使其能控制,易实施,达到建筑低碳目标,必须适当简化,控制关键环节。一是要控制建筑运行阶段的碳排放,通过关注建筑运行的碳排放来约束建材选用和建筑物建造过程的碳排放,生命周期法虽然科学,但难以实施;二是首先关注新建建筑,既有建筑改造复杂且成本较高,可分步实施;三是对公共建筑和居住建筑区别对待,实行不同的控制标准。

在具体规划中,要通过设置不同的建筑标准,通过标准的控制,首先使新建建筑达到低碳目标。这些标准主要包括三个方面,第一,建筑节能标准。国家和各省市都制定了建筑节能设计标准,现阶段各地采用较严格的是公共建筑50%和住宅65%的建筑节能标准。但这些标准与低碳建筑的要求还有差距,在规划中可在现有基础上直接提高标准,如公共建筑65%和住宅75%节能设计标准。第二,绿色建筑标准。这里的绿色建筑标准是指目前通行的中国绿色建筑评价标准,或美国LEED绿色建筑评价体系。绿色建筑标准涵盖了节地、节能、节水、节材,都与降低碳排放相关。之所以同时考虑建筑节能标准和绿色建筑标准,是因为绿色建筑评价标准实行打分制,有的绿色建筑并不节能。低碳建筑既要满足绿色建筑标准,也要满足节能建筑标准。三是可再生能源利用比例,指建筑的终端能耗中可再生能源所占的比例。该标准作为上述两条标准的补充,目的是鼓励建筑设计和建造过程中尽可能多的太阳能和地缘热泵等可再生能源,优化建筑的能源消费结构,降低碳排放。

4.低碳交通

我国交通碳排放大约占排放总量的8%左右,而发达国家这一比例大约在30%左右,交通碳排放是未来我国城市碳排放增长最快的领域。低碳城市建设将面临交通排放需求日益旺盛的严峻挑战,低碳城市规划必须把交通放在突出的位置。

交通碳排放几乎与城市发展的各个方面都相关,大到城市的发展战略、发展模式和空间布局,小到居民的出行习惯,都影响交通的碳排放。在低碳城市规划中,要实现低碳交通,应着重关注一下几个方面:一是加强交通的需求管理,优化城市的空间布局。通过紧凑、混合的土地利用模式和一定空间范围内居住与就业岗位的平衡、公共服务性设施的合理覆盖,减少居民日常出行的总量、缩短出行距离,减少机动车出行需求;二是确定公交优先的理念和交通发展模式。在控制城市交通需求总量的同时,通过优先发展城市公共交通、提高公共交通分担率、减少道路上的机动车交通量,减少交通碳排放总量。三是车辆管理,提高车辆技术、制定严格的排放标准、实现降低机动车单车排放量的目的。四是燃料替代,通过相对低碳的天然气和碳中性的生物燃料替代高碳汽油、柴油,通过设置充电桩和相应的优惠政策,推广电动车、混合动力车的使用。五是推广LED等节能灯的使用,减少道路照明的碳排放。

5.低碳基础设施

城市基础设施指为城市和市民提供服务的设施和系统,包含煤、电、气、热等能源供应设施、给排水设施、垃圾处理等,是城市存在和发展的物质载体,是城市运行的必要基础。按照目前的计算方法,基础设施的排放量没有单独计算,而是包含在产业、建筑等领域。由于基础设施规划、设计、建设方案的选择,很大程度上决定了后续运行过程所消耗的能源数量和能源种类,决定了土地利用效率和资源利用效率。并且,基础设施具有很强的锁定效应,一旦建成,就会在很长时间内运行,消耗大量能源和排放温室气体。因此,基础设施也是低碳城市规划中的主要组成部分。

对于基础设施的低碳规划,一般需根据不同基础设施的特别,分别实行不同的指标和措施进行控制。对于能源供应设施,一是要提高非化石能源比例,尽可能开发利用风能、太阳能等可再生能源,建设化石能源的消耗;二是要用相对低碳的能源,如天然气,替代高碳能源;三是要提高能源转换和传输效率,减少单位能源供应量的碳排放;四是预留碳捕获与埋存(CCS)场地,待技术成熟和成本降低后,可安装CCS设施。对于给排水设施,一方面要节水,减少水需求总量,另一方面要供水效率,减少漏损率,提高供水排水环节的能源利用效率。对于污水处理,一方面要提高污水处理环节的能源利用效率,另一方面要回收利用污水、淤泥中的甲烷,减少甲烷排放,并替代化石能源。对于垃圾处理,要规划合理的垃圾处理方式,使垃圾得到资源化利用,推广垃圾发电,或垃圾填埋气发电,减少化石能源排放。

四、低碳城市规划实施的保障机制

在低碳城市规划中,在确立总体目标和关键领域之后,还需要建立适当的保障机制,使规划的目标和任务得以落实。保障措施在城市规划中是常见的部分,一般都包括很多措施,但我们认为,以下几个方面值得着重强调。

第一,建立指标落实与评估考核机制。要将总体目标分解成各个可控制、可实施的指标,建立指标体系,并将指标落实到各个责任单位,明确控制的内容、标准、环节和时限,便于责任单位在用地审批、建设招标和招商引资等实际操作中直接控制,在进入环节阻止高碳项目。同时,建立评估与考核体系,对指标的完成情况进行评估,对责任单位进行定期考核,给予奖惩。

第二,建立基于市场的政策体系。在城市职权范围内,制定促进低碳发展的政策,引导市场行为。如:在促进低碳交通方面,可以制定指在市场准入、车辆购置、停车费政策、交通拥挤费等方面的政策,鼓励清洁能源汽车的购置,达到降低车辆能耗和碳排放的目的。在促进低碳产业方面,可以制定落后产能淘汰名录、新型低碳产业鼓励引进名录等;可以制定低碳政府采购计划,鼓励企业生产低碳产品;针对大型高耗能企业,可以实行总量控制与交易政策,使企业发现碳价值,加强碳资产管理,通过交易实现技术创新和降低碳排放的目的。

第三,建立舆论引导与公众参与机制。低碳城市建设离不开公众参与,要发挥基层组织和非政府机构的作用,通过教育、宣传和培训等方式进行舆论引导,使公众树立低碳理念,逐步养成节约、低碳行为习惯和生活方式,形成绿色消费、低碳消费和节约型消费模式;引导公众在不影响生活质量前提下,购买和使用节能、低碳产品,进而影响企业的生产行为;鼓励公众参与政府相关决策,保证资源管理和政策有效性实施;鼓励公众监督企业低碳生产与管理行为,帮助企业树立低碳经营理念,将低碳意识、环境保护理念植入企业决策中。

[1]潘海啸、汤啺、吴锦瑜等:《中国“低碳城市”的空间规划策略》,载《城市规划学刊》,2008年第6期。

[2]张泉、叶兴平、陈国伟:《低碳城市规划——一个新的视角》,载《城市规划》,2010年第2期。

[3]陈飞、诸大建:《低碳城市研究的理论方法与上海实证分析》,载《城市发展研究》2009年第10期。

[4]陈群元、喻定权:《低碳城市建设的城市规划手段》,载《城市》2010年第10期。

[5]叶祖达:《低碳城市规划建设:成本效益分析》,载《城市规划》,2010年第8期。

[6]国际能源机构(IEA):CO2EMISSIONS FROM FUEL COMBUSTION Highlights(2010 Edition),http://www.iea.org/publications/free_new_Desc.asp?PUBS_ID= 2143.

[7]陈劭峰、刘扬等:《碳排放的历史考察与减排驱动力分析》,载《2009中国可持续发展战略报告》,北京:科学出版社2009年版。

[8]Fong Wee-Kean,Hiroshi Matsumoto,Ho Chin-Siong,et al.Energy Consumption and Carbon Dioxide Emission Considerations in the Urban Planning Process in Malaysia.Journal of the Malaysia Institute of Planners 2008 (6).

[9]Claeser Edward L.,Kahn Matthew E.The Greenness of Cities:Carbon Dioxide Emissions and Urbon Development.2008[2008-08-06].http://www.nber.org/papers/wl4283.

[10]Crawford Jenny,French Will.A Low-carbon Future: Spatial Planning’s Role in Enhancing Technological Innovation in the Built Environment.Energy Policy,2008 (12).

[11]清华大学建筑节能研究中心:《中国建筑节能年度发展研究报告2010》,北京:中国建筑工业出版社2010年版。

责任编辑 蔡虹

Low-carbon City Planning:Targeting and Key Areas

CHEN Hong-bo

(Institute for Urban and Environmental Studies,Chinese Academy of Social Science,Beijing 100732,China)

Low-carbon planning is the first and most important step for construction of low-carbon cities.For low-carbon planning,there are several issues that should be paid more attention.The first one is the establishment of low carbon goals.As carbon emissions are related to the development phase of cities,less developed cities in China should focus on decreasing their carbon density;while more developed cities should focus on decreasing their gross carbon emissions.The second issue concerns those key areas that constituent the main parts of low-carbon planning,such as urban space layout,industries,buildings,transportation and infrastructure.The last but not the least important is to establish the mechanisms,which ensure the implementation of low carbon planning,including evaluation mechanisms,market mechanisms and public participation.

low carbon cities;planning;key areas

陈洪波(1967-),男,湖北竹山人,经济学博士,中国社会科学院城市发展与环境研究所副研究员,研究方向为碳市场、碳金融与低碳发展。

2011-01-19

F124.5

A

1671-7023(2011)02-0082-05

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