我国低碳城市建设路径研究

杨偲越

(南京林业大学 生物与环境学院，南京 210037)

自工业革命以来，生产力的迅速提高创造了繁荣的工业文明，但随之而来的是严重的环境污染和生态破坏。IPCC第六次评估报告指出，人类的影响使得大气、海洋和陆地变暖，大气、海洋、冰冻圈和生物圈都已发生广泛而迅速的变化。至少在过去2000年里，人类的影响正在以前所未有的速度使气候变暖[1]。在此形势下，各国必须大力持续减少温室气体排放，以限制气候变化并将其影响控制在一定范围内。正如习近平总书记强调的那样，实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设的总体布局。

城市在未来区域和国家经济社会发展中发挥重要作用。同时，城市也是温室气体排放的主要来源，仅伦敦一地就占英国碳排放量的8%，到2025年可能上升至15%[2]。中国已进入城市化加速期，2020年，我国常住人口城镇化率已达到63.89 %[3]，城市正成为我国实现“双碳”目标的主战场。工业化和城市化的快速推进，不仅给城市经济发展带来了机遇，也对城市资源和环境提出了挑战[2]，作为能源消费增长的主要来源和快速增长行业，城市交通和产业经济的迅猛发展无疑对低碳城市的双碳目标实现带来了巨大压力。因此，在国家大力推进生态文明建设的背景下，低碳城市是有效响应新时代城市建设要求、实现城市可持续发展的创新建设模式。

低碳城市理念的提出及其具体实践在我国已有十余年的历程，部分城市已经取得了积极的成效。2008年01月28日，全球性保护组织WWF(世界自然基金会)在北京正式启动“中国低碳城市发展项目”，上海、保定入选首批试点城市。2010年，国家发展改革委下发了《关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知》。截至2021年，我国已先后推出三批87个低碳省市试点，在低碳城市建设上积累了一定的经验。但是从整体来看，我国的低碳城市建设仍然存在建设领域不平衡、区域不协调、产业与能源结构不合理、交通运输业能源消耗高等一系列问题。本文从产业经济和城市交通在低碳城市建设中所面临的压力入手，探究低碳城市建设中的影响因素及其应对策略，为我国城市实现可持续发展中的绿色低碳转型提供参考方案。

1 我国低碳城市建设的压力分析

据国家统计局数据[4]，近十年间我国国内生产总值不断增加，2020年较2011年增长了107.7%，其中工业是国内生产总值增加的主要来源行业。与此同时，交通运输业也实现快速发展，2020年交通运输、仓储和邮政业扩增项目固定资产投资较上年增长67.4%，是扩增项目中增长比例最快的行业。而随着产业经济和交通系统的快速发展，碳排放总量也在不断增加。根据中国统计年鉴2010—2019年间的能源数据，工业和建筑业等行业的能源消费占全国总量65%以上，远远大于其他行业；交通运输、仓储和邮政业在能源消费总量中的比重在近十年间也呈现总体上升趋势，成为我国第三大能源消费行业。目前，我国的能源消费结构上仍以煤炭、石油等传统能源为主，城市碳排放水平受到产业和交通系统的双重考验。

1.1 产业系统带来的低碳城市建设压力

城市产业经济的发展依赖于能源的使用。自工业革命以来，煤炭、石油和天然气已成为世界经济发展的主要能源。尽管全球各国都已意识到传统能源对环境的污染，但根据《bp世界能源统计年鉴》，截至2020 年，石油仍然占据世界能源消费结构的最大份额(31.2%)；煤炭是2020年第二大消费能源，占一次能源消费总量的27.2%，略高于上年的27.1%。我国是世界上为数不多的石油和煤炭需求不断增加、消费持续增长的国家之一，这在一定程度上与世界向净零排放过度，以及中国的“双碳”目标不适应[5]。而我国石油和天然气资源缺乏的现实使我们的贸易依存度日益增加，并导致煤炭成为我国能源消费结构中的主体[6]，低碳城市建设正受到来自产业系统的巨大压力。

1.2 交通系统带来的低碳城市建设压力

交通运输业不仅是城市间连接的纽带，也在城市发展中担当着运送人流、物流的重要角色，是城市发展不可或缺的一环。作为能源消耗及高碳排放的三大行业之一，交通运输业是城市温室气体的主要来源之一，也是建设低碳城市、应对气候变化的重点领域。据统计，2010年以来，我国交通运输、仓储和邮政业除了2012—2013、2017—2019年之外，其余年份的能源消费增长率均大于全社会能源增长率。2019年，我国交通运输、仓储和邮政业能源消费占到全国总量的9.01%[4]。根据国际经验，当一个经济快速发展的国家进入汽车社会后，交通运输业在能源消费中的比重还会不断提高。毋庸置疑，在现有能源、技术和政策情景下，我国交通运输系统的碳排放量在2030年碳达峰前的一段时间内还将继续增加。从长远来看，交通污染排放的增加不仅会带来环境污染问题，而且会对城市人口和经济系统产生负面影响[7]。因此，构建城市低碳交通系统，将是缓解我国碳排放增长速率，继而实现2030年碳达峰目标的关键举措之一[8-9]。

2 应对产业系统压力下的低碳城市建设路径

2.1 调整城市产业结构

建设低碳城市的核心是调整产业结构，发展低碳绿色产业，限制高碳产业的市场准入[2]。当前，我国城市产业发展中，制造环节是高能耗、高物耗、高污染、高排放的主要环节之一，必须努力向制造业的前端和后端迈进，实现“中国制造”向“中国智造”的转变。另外，与发达国家相比，我国现代服务业占GDP的比重较低，提升空间巨大。研究表明，低碳城市服务业比重每上升1%，PM2.5强度可以下降0. 123%[10]。鉴于现代服务业是低能耗、低污染、就业容量大的低碳产业，我国城市建设中应加快现代服务业的发展。

除服务业外，工业和产业园区在低碳城市建设中的作用也不容忽视。我国工业和产业园区数量多、种类丰富、发展阶段各异，在城市低碳可持续发展中具有重要地位。多项研究表明，与能源相关的温室气体排放，包括燃料燃烧的直接排放和上游过程(如燃料生产和运输、外包电力和热量生产与传输)的间接排放，是工业园区和产业园区排放的主要来源[11-14]。由于密集的能源消耗和对化石燃料的依赖，园区已成为温室气体排放的主要区域。在当前双碳政策背景下，我国众多工业和产业园区如何迎接挑战与机遇已成为城市低碳发展进程中的关键节点[15]。自2011年国务院发布《“十二五”控制温室气体排放工作方案》，明确提出“建设以低碳、清洁、循环为特征，以低碳能源、物流、建筑为支撑的低碳园区”以来，我国一直致力于积极推进国家低碳产业示范园区的试点工作。在后续工作中，需要选择科学的园区碳排放核算方法，为国家低碳园区建设提供坚实的方法学和数据基础，有条件的园区还可以建立健全能源和碳排放监测机制。

2.2 优化城市能源结构

根据国家统计局数据，2010—2019 年，中国非化石能源消费年均增长9.1%，非化石能源占能源消费总量的比重从2010年的9.4%上升到2019年的15.3%，表明我国的能源结构正逐步向低碳目标迈进[16]。在当前煤转油、转气的背景下，煤炭仍占能源匹配的60%以上[17]。因此，煤炭作为传统能源的代表之一，还有巨大的转型优化空间。城市在调整产业结构的同时，应进一步优化能源结构，降低化石能源的消耗，持续推进清洁能源的利用。

为了保证我国经济的高质量发展对能源总量的需求，需要充分考虑天然气、电力、石油等能源的利用潜力。天然气在我国未来能源发展中具有重要地位，2000—2019年的20年间，天然气增长速度最快，已成为我国经济发展进程中需求潜力最大的低碳能源。根据预计，2020—2030年，在进一步提高能效、控制中国高碳能源消费总量增长的背景下，天然气将成为我国经济高质量发展阶段最重要的高效、低碳、清洁能源[18]。另外，在提高清洁能源消费比重的同时，能源开发利用模式也应作出相应的改变。与传统的集中式开发利用相比，分布式、去中心化的模式更有利于实现清洁能源的可持续发展[19]。

3 应对交通系统压力下的低碳城市建设路径

3.1 明确新能源技术导向

技术创新将有效减少城市交通的碳排放。在交通燃料替代方面，新能源汽车有望成为我国交通节能减排的主力军[20]。新能源汽车的发展将改变我国交通能源消费格局，从而有效减缓传统燃料造成的二氧化碳和污染物排放，是调整我国能源结构，加快节能减排工作的重要内容和重点领域。有学者认为，在当前国际形势下，新能源汽车必将成为未来交通工具发展的新方向[17]。通过对公交车和出租车的新能源化率进行敏感度分析发现：与基准情景相比，若两者的新能源化率均提高，碳排放将直接受到影响，交通总碳排放量将显著降低[8]。从物流经济和绿色价值角度来看，将新能源汽车运用到绿色物流运输系统管理中，能够显著节省物流经济成本，减少传统燃料带来的空气污染[21]。例如，氢燃料电池物流车以电力为能源系统，在满足一定距离物流运输要求的基础上，有利于实现绿色物流的节能减排，可再生能源通过电解生产的氢气具有最佳的环境特征[22]。一项针对道路交通能源效果的研究表明，在印度尼西亚，相比石油替代燃料如生物燃料、压缩天然气等，乙醇具有最佳的减排效果[23]。

3.2 优化运输结构与交通方式

汽车的快速增长和过度使用不仅是交通能耗和二氧化碳排放快速增长的重要原因，也是城市交通拥堵和城市环境污染的罪魁祸首。以北京为例，2015年汽车年碳排放量占全年碳排放总量的72%，公交车占比11%，轨道交通占比12%[9]。因此，城市可以采取结构性减排措施优化交通运输结构和转变交通运输方式。在物流领域，可以大力发展多式联运，通过增加铁路和水路运输的承运比例，促进低碳运输的发展[7]。运输方式上，火车服务增加10%，与铁路有明显联系的污染物如一氧化碳和氮氧化物将会分别下降1%和2%[24]。另外，铁路服务增加对汽车使用量的降低以及空气污染的改善作用将随时间推移逐渐展现。研究表明，地铁密度每增加1个标准差，空气质量可改善2%[25]。

在出行领域，新能源汽车和非机动车相对于传统机动车要更为低碳。城市经济的增长导致机动车保有量和出行量的增加，但由于城市交通网络的供给能力有限，城市机动车出行量的增加所造成的交通拥堵将导致能耗的额外增加，进而加剧城市交通污染排放[8]。因此，交通运输业要深化供给侧改革，通过控制全国汽车总生产能力、优化产业结构等措施减轻城市生态环境压力[26]。另外，在城市规划建设中要实施公交优先和需求管理战略，这是降低能耗、减少环境污染、方便居民出行的重要途径[27]。近年来，中国共享经济的快速发展推动了一系列以提供出行服务为目的的平台出现，如各种共享单车、共享汽车等。这些服务有助于缓解交通工具供需矛盾，实现闲置交通资源的有效配置，为个人绿色出行提供更多可能性[28]。相比而言，自行车或步行是最绿色、低碳的出行方式，未来城市交通的发展必须建立以“公共交通+自行车/步行”为主体的低碳交通体系。

3.3 完善市场机制，健全政策保障

完善的市场机制和积极的政策支持是实现交通减排的有力保证。一方面，市场机制包括碳交易机制、制定进阶性燃油经济性标准、发展交通行业绿色信贷产品等等。碳交易机制的建立和完善将有助于形成全新的交通运输碳减排激励机制，以最优成本控制交通运输碳排放[29]。制定进阶性燃油经济性标准，不断完善汽车尾气排放标准，严格奖惩机制，有利于提高企业技术创新的积极性[30]。从银行信贷的角度，明确绿色交通信贷扶持项目是顺利推进我国节能减排整体发展的保障[31]。为此，交通部门应加强与银行等金融机构的合作，建立低碳交通基金，完善低碳交通体系建设的投融资渠道，形成全新的低碳交通发展激励体系[32]。另一方面，通过立法和政策保障，确保公共交通在土地使用、投资、路权分配、财税支持等方面的优先地位，可以提高公共交通出行分担率和服务质量[28]。地方政府可以制定专项公共交通发展条例，完善和落实城市公共交通优先发展的各项扶持政策，并将公共交通建设管理、用地保障、运营监督、财政补贴等提升至法律制度层面，以促进城市公共交通事业发展的制度化和规范化[33]。同时，支持新技术车辆的政策也至关重要，例如建立节能低碳公交车购车补贴长效机制、新能源汽车市场补贴和标准的动态调整机制、完善后补贴政策等[20,30]，引导汽车行业的技术进步，避免新能源汽车的竞争出现“路径锁定”。此外，可以借鉴其他国家的经验，积极开展城市汽车需求侧管理，如提高停车费、燃油费，实施汽车购买限制性政策等[34-35]，限制燃油私家车的增长和出行。

3.4 完善城市道路基础设施

绿色交通的发展不应局限于污染排放量，还应从城市的角度对城市交通网进行整体规划[36]。其中，完善城市慢行交通系统是重要举措之一。近年来，共享单车充分发挥了自行车低碳、环保、经济、灵活的优势，满足了近距离出行的需求。但慢行交通系统的建立除了需要市民和交通工具的参与外，还需完善城市道路基础设施，如优化非机动车道建设，确保非机动车交通安全，从而促进低碳出行方式的健康可持续发展。此外，构建科学的道路交通网络是城市交通建设的重点，要因地制宜地建立科学的道路运输网络。新能源空铁作为一种绿色、环保、经济的新型空中轨道交通制式，运营期间无废气排放且建设成本低，不仅具有环境协调性，而且可以有效推进城市立体交通的发展[37]，应用前景广阔。

4 结论与展望

4.1 研究结论

(1)产业经济是衡量城市发展的重要指标，产业的低碳化发展与低碳城市建设密不可分。城市产业系统的发展依赖于能源的使用，作为我国第三大能源消费行业的交通运输业，其低碳发展水平对于城市的双碳目标实现具有重要作用。

(2)低碳城市建设是缓解资源和能源危机、避免区域生态环境恶化和应对全球气候变化的必然途径，也是我国城市化建设进程中不可或缺的重要组成部分，但在实践中面临着产业、交通发展的现实需求与高碳排放之间的矛盾和压力。

(3)调整产业结构、优化能源结构是应对产业系统压力下我国低碳城市建设的关键路径；明确交通新能源技术导向、优化运输结构与交通方式、完善市场机制和政策保障，以及健全城市慢行交通系统等城市基础设施是应对交通系统压力下低碳城市建设的有效举措。

4.2 研究展望

发展低碳城市必须聚焦产业的低碳化转型，在产业结构上要大力发展科技含量高、节能环保的产业，严控高污染、高能耗、高排放的产业，优化能源结构、提高能源效率，综合各种因素协同推进低碳城市建设。发展城市低碳交通，不仅要从技术、结构、管理等方面把握全局，还要构建更为科学的城市道路交通网络，发展新型轨道交通制式，以系统化思维谋划低碳城市的发展路线图。随着城市规模的扩大和城际之间交通条件的改善，城市群逐渐形成并将在区域高质量发展中起到更为重要的引领、示范和集成作用。未来低碳城市群的建设，必须综合考虑经济、社会系统与生态环境系统之间的协调和均衡，将绿色低碳理念全面融入城市群的区域规划和管理，以寻求城市群建设与更大区域系统的协调可持续发展。