爱华网中国低碳城市规划
图2 世界主要城市人均温室气体排放
气候变化是目前人类面临最具挑战的环境问题，也是当今影响最为深远的全球性问题。低碳经济成为世界各国应对气候变化、保持经济增长和维护国家能源安全的唯一出路。低碳经济是指在保持经济可持续发展的前提下，最大限度降低温室气体排放(CO2当量计)的经济发展模式。低碳经济是全球历经工业化、信息化之后向低碳化发展的大势所趋。城市作为人类社会经济活动中心和温室气体排放的关键源，在全球低碳经济发展中承担着核心历史使命并发挥领导作用。低碳城市规划是城市实现低碳发展最重要的第一步。
一、低碳城市的意义
2008年11月联合国人居署编著出版的《世界城市状况报告》指出城市目前集中了全球50%以上的人口，并且仍在不断增长过程中，在未来20年内，城市居民将占到世界人口近60%。城市占地球表面不到1%的面积，却消耗世界约75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是能源消耗的高强度地区，因此必然就成为温室气体排放的热点和重点地区。C40(大城市领导组织)的研究报告认为：城市蔓延、对机动交通的高度依赖和城市生活方式等因素消耗了大量的能源，产生了过多的垃圾，城市排放了占世界80%的人为温室气体，因而城市温室气体排放的快速增长成为全球温室气体排放上升的重要原因————，尽管这一结论存在一定争议(IEA认为约为71%)，但是城市温室气体直接排放和受城市地区消费引发的间接排放总量无疑是非常巨大的。IEA认为在基准情景下，全球城市能源消耗CO2排放在2006～2030年的增长速度是1.8%(全球排放增长速度是1.6%)，城市排放占全球的比例会从当前的71%增长到76%。发展中国家(非OECD国家)城市CO2排放增长速度和幅度会更大(见图1)。
图1 全球城市二氧化碳排放水平及预测
城市不但是温室气体的主要排放源，同时城市也非常容易受到气候变化的影响，气候变化最不利的影响可能出现在城市地区，因为那里的人口、资源和基础设施相对集中。因而城市在应对全球气候变化和温室气体减排方面发挥着决定性的作用。
中国作为温室气体排放大国和负责任的环境大国，承诺到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%～45%，因而中国城市必然成为温室气体排放控制的主体。
中国从1978年到2008年，城市总数从193个增加到655个(283个地级市、368个县级市，4个直辖市)，中国近10年间每年约有1600万人涌入城市，2008年城镇人口约6.07亿，城市化水平达到45.68%。据估计，到2020年，将有50%的人口居住在城市，2050年则有75%的人口居住在城市。然而随着城市化水平的不断提高，城市基础设施和住宅、能源等需求也在不断膨胀，由于能源消耗带来的污染物排放和温室气体排放也在急剧增加。低能耗、低污染、低排放的低碳城市发展形态已经成为中国城市可持续发展的必然选择。
二、国际低碳城市发展
从上世纪90年代开始，国际上一些城市就在气候变化和能源紧张的双重压力下，走上了低碳城市发展之路。发达国家城市自治性很强，所以城市在碳减排方面非常活跃，许多低碳城市规划的目标和措施相比国家还要严格和激进。
截止2010年初，全球已经有68个国家的1107个城市(近4亿人口)加入了ICLEI(地方环境理事会)的城市应对气候变化组织，提交了自身城市的温室气体排放清单和低碳城市规划方案，实施低碳城市发展战略。ICLEI是目前国际低碳城市发展最具影响力的组织。其提出的五个里程碑式的低碳发展框架和城市温室气体核算原则方法受到广泛的认可。
国际C40组织也是全球范围研究城市气候变化和低碳发展的重要组织。北京、上海、香港等城市先后参加了2005年和2007年C40组织的大城市气候变化峰会。中国作为发展中国家，出于对发展和环境关系积极而谨慎的态度，国内各与会城市均为联系观察成员(Affiliatecities)，而不是核心成员(Membership cities)。
美国城市西雅图行动计划-全美市长气候保护协议是美国城市低碳发展的重要承诺和协议。到2009年，美国已经有超过900个城市签署了该项协议，这些城市覆盖美国人口超过8100万。参加城市承诺采取积极的低碳发展战略，到2012年比1990年排放水平减少7%。此外，2007年十二月UNFCCC的巴厘岛会议上达成的世界市长和地方政府气候保护协定，承诺积极实施低碳战略，实现到2050年，全球的温室气体排放量比1990年时的水平低60%。截止2009年12月，已有112个城市签署。
（注：图中数据参考各城市的温室气体清单及世界银行对个别城市的计算，选择的城市均是基于ICLEI的标准方法或者与ICLEI基本一致的方法。世界各国人均排放量数据来自世界资源研究所的CAIT数据库）
国际低碳城市规划紧密服务于低碳城市发展的需求。早期低碳城市规划核心内容是建立城市温室气体清单，在此基础上制定未来减排计划和实施方案。尽管国际低碳城市规划迄今已经取得了很大发展，但完整、详尽的温室气体清单依然是低碳城市规划的核心内容之一。
由于发达国家城市的行政自治和民主管理的特点，低碳城市规划往往侧重政策手段和经济刺激，要想采取强制手段，必须通过地方政府立法，其操作和实施非常困难。所以发达国家低碳城市规划相对于中国城市专题规划而言显得更加原则性和框架性。
从图2可以看出，世界上绝大部分重点城市的人均排放都高于其所在国家，然而经过积极的低碳城市规划和发展，许多城市的排放已经大幅下降，一些城市的人均温室气体排放已经低于其所在国家的水平，例如纽约市2008年人均温室气体排放量已经降至6.4tCO2当量。
三、中国低碳城市发展
中国城市对于低碳发展的积极性和热情要高于中央政府。许多城市都明确提出低碳发展，更多的地方政府则把低碳经济、低碳发展写入了每年的政府工作报告。
2008年WWF（世界自然基金会）选定上海和保定作为低碳城市试点开始，中国低碳城市进入发展阶段。保定提出“中国电谷.低碳保定”目标，上海在世博会期间践行“低碳世博”。2008年，中国科技部启动了“十城千辆”计划，在城市大规模推广使用新能源和电动汽车。这一计划是中国低碳城市发展的重要举措。
2010年8月，国家发展和改革委员会启动国家低碳省和低碳城市试点工作，确定广东、辽宁、湖北、陕西、云南5省和天津、重庆、深圳、厦门、杭州、南昌、贵阳、保定8市为低碳试点省市，标志着中国低碳发展和低碳城市正式进入实践阶段。图3中显示的是国家发改委确定的低碳城市试点，以及地方城市明确低碳城市目标并且开始或完成了低碳城市规划。低碳试点省市要求编制低碳发展规划，明确提出本地区控制温室气体排放的行动目标、重点任务和具体措施；制定支持低碳绿色发展的配套政策；加快建立以低碳排放为特征的产业体系；建立温室气体排放数据统计和管理体系；积极倡导低碳绿色生活方式和消费模式。
日照市、成都市温江区都加入了联合国UNEP的碳中和网络，承诺公开温室气体排放信息，努力消减温室气体排放，未来实现低碳发展和碳中和。日照市于2007年获得了首届“世界清洁能源奖”，其低碳城市发展战略是发展“太阳能之城”。青岛市、北京市、杭州市和德州市都签署了《大邱宣言》，成为世界太阳城组织的一员，承诺积极采取行动控制CO2排放，德州市还取得了2010年世界太阳城大会举办资格。
图3 中国低碳发展试点五省八市
四、中国低碳城市规划方法
低碳城市规划是城市低碳发展的关键步骤。当前中国尚没有成熟的、系统的低碳城市规划方法体系和指标体系。但低碳城市规划至少要包括以下4个方面内容：城市温室气体清单；城市低碳发展指标体系；城市未来温室气体排放目标；城市经济发展、能源结构、消费方式的低碳化措施和方案。
(1) 城市温室气体清单
中国城市温室气体清单研究工作严重落后于世界水平。中国城市缺乏温室气体清单编制方法体系成为制约中国城市低碳发展的因素之一，许多城市依然沿用IPCC的方法核算碳排放，而IPCC方法不适用于城市尺度已经是国际共识。
考虑中国城市温室气体清单工作尚处起步阶段，因而建议清单主要针对CO2、CH4、N2O三种温室气体，随着方法的成熟和数据的完备，逐步将其它温室气体纳入清单。
城市温室气体清单范围一般可分为直接排放过程和间接排放过程。具体可分为三个尺度(见图4)：尺度1：所有直接排放过程，主要是指发生在城市边界内的温室气体排放过程；尺度2：由于电力、供热的购买和外调发生的间接排放过程。大部分城市的电力依靠购买或外调，所以并不直接产生温室气体排放，但可能所购电力来自火力发电，而火力发电产生温室气体，所以这部分温室气体算为城市间接排放。尺度3：未被尺度2包括的其它所有间接排放。这一尺度所包括的范围很广，包括城市从外部购买的燃料、建材、机械设备、食物、水资源、衣物等，生产和运输这些原材料和商品都会排放温室气体，这些温室气体为城市的尺度3间接排放。
图4 城市温室气体清单范围
西方城市温室气体清单范围绝大多数包括尺度1和尺度2，个别城市仅包括尺度1，但基本没有将尺度3包括在核算范围内的。部分发达城市，如纽约等，已经开始考虑尺度3的温室气体排放，但并不把这部分排放量计入城市总排放量中，仅作为参考值列出。但从发展趋势看，尺度3很有可能会逐步纳入城市温室气体清单范围内。
清单范围包括尺度1和尺度2，其实质是温室气体核算的“生产”模式和“消费”模式相结合的一种混合模式。结合我国城市实际情况，其实就是除电力、供暖采用“消费”模式计算外，其它一律采用“生产”模式。因为我国城市的电力消耗所产生的间接排放在城市温室气体中所占比例也较大，并且电力往往来源于异地生产，因而如果采用“生产”模式，将严重低估城市温室气体排放量。正是基于此，国际上绝大部分城市都是采用这一“混和”模式计算温室气体排放情况。中国城市在这一问题上和国际城市是一致的。
(2) 低碳城市指标体系
指标体系是低碳城市规划的核心内容之一，合理完善的指标体系不仅可以有效地评价城市低碳发展现状，并且可以明确城市今后发展方向。低碳城市规划的指标体系应充分体现低碳城市发展的各个方面，同时要考虑指标的可计算性和可考核性。指标体系的原则应该是协调发展和减排的关系；反映不同城市发展阶段特征；突出低碳城市发展的主要矛盾和核心原因。当前中国缺乏系统、完善的低碳城市指标体系，本文提出一些指标供研究者参考和借鉴。
表1低碳城市指标体系
指标 | 单位 | 说明 |
CO2排放总量 | 万t CO2 | 总量目标，西方城市的核心指标和目标，约束性最强的指标 |
碳排放强度 | t CO2/万元GDP | 强度指标，适宜处于经济发展中的城市，和我国CO2排放承诺一致； |
碳生产率 | 万元GDP/t CO2 | 单位GDPCO2排放量，和碳排放强度是倒数关系，但反映了碳排放情景下的生产力水平，并且可以和减排成本曲线等直接建立联系和比较。 |
人均碳排放 | t CO2/人 | 反映公平性的一项指标，国际通用 |
低碳能源比重 | % | 非化石能源占一次能源消费的比重，反映能源低碳化水平 |
可再生能源电力比例 | % | 从电力角度评价可再生能源的比例 |
森林面积和蓄积量 | ha m3 | 和森林碳汇相关的指标，但两个指标都不能直接反映森林碳汇量，面积和碳汇量没有生态机理上的相关性，蓄积量直接反映碳库量，但和年碳汇量并不显著相关；考虑碳汇测量的困难，短期内这两项作为替代。 |
低碳技术占有率 | % | 反映技术发展水平，但对低碳技术的定义和衡量存在困难 |
重点行业单位产品能耗/碳排放 | tce t CO2/单位产品 | 从重点行业角度出发控制能耗和碳排放量 |
政府及事业单位CO2排放量 | 万t CO2 | 这部分排放在西方城市低碳规划中比较重要，属于Governmentinventory。决策者可以对这部分排放采取强制减排手段。 |
采暖天数 | 天 | 采暖是城市温室气体的重要排放来源，采暖天数的变化直接影响城市当年碳排放量，而采暖天数直接受气候情况影响，因而这一因子是剥离城市低碳发展中自然因素的重要参考。 |
(3) 城市温室气体排放目标和低碳路线图
城市未来温室气体排放目标是城市低碳发展的方向。这一目标可以是绝对总量目标，也可以是强度目标(例如单位GDPCO2排放量)。但绝对总量目标可分解性、可操作性和可考核性更强，通过碳排放的硬约束从各个方面驱动整个城市向低碳方向发展。2009年，中国政府郑重承诺2020年单位GDPCO2排放比2005年下降40%～45%，为中国低碳发展明确了目标，也为中国低碳城市发展设定了最低目标。实施低碳发展方案的城市，其目标不应低于这一国家目标。
低碳城市的短期目标是保证经济稳定增长的前提下，优化调整产业结构，优化资源利用结构，控制或减缓温室气体排放；低碳城市发展中长期目标是积极发展第三产业，探索有效的低碳转型模式，消减温室气体排放总量。
建立排放目标后，应该进一步分解目标，明确各主要部门和行业的排放目标。同时，展望实现上述目标的城市低碳情景和低碳未来。这对于城市决策者非常重要，低碳规划需要给决策者明确展示在低碳目标下，未来城市的低碳情景和城市面貌。
图5城市低碳未来（《国家电网绿色发展白皮书》）
(4) 城市低碳发展实施方案
根据CO2排放和经济发展的Kaya方程，即CO2排放量受到人口规模、生活水平、经济结构和能源结构的综合影响，因而实现低碳城市发展目标的实施方案也必然从这些角度出发。
图6 城市低碳战略
低碳城市发展不仅是一场能源革命，同时还是经济发展模式的变革，更是全社会生产生活方式的历史性转变。因而发展低碳城市，重点的实施措施包括：①调整产业结构、，加强工业去碳。大力发展低能耗、低碳排放的第三产业，特别是高新技术产业，对电力、冶金、建材、化工、交通和建筑等重点行业进行技术升级和结构调整都是促进低碳化的产业结构调整。但在生产过程，最大可能的降低碳排放，例如，在重点行业逐步开展碳捕捉和封存（CCS），水泥生产中添加替代材料和替代燃料、利用塑料替代高炉还原剂和焦炉原料等，都能有效降低工业过程中的碳排放。②提高能源效率、促进节能减排。我国当前的城市工业化阶段，提高能源效率是发展低碳经济最为有效的方式，也是最为可行的方式，并且我国能效提高的空间很大。我国单位产品能耗高出世界平均水平20%～45%，通过各种技术改进，例如提高燃烧效率、发展热、冷、电三联供分布式能源系统，工业低温余热发电技术等节能降耗，其温室气体减排的潜力很大。③发展低碳能源和洁净煤技术。以煤为主的能源结构是我国发展低碳经济首先要面对的困难。自然禀赋决定了我国能源生产与消费以煤为主的格局长期难以彻底改变。因此，在积极发展核电，大力发展风电、水电、太阳能和生物质能以提高非化石能源比例外，发展洁净煤技术是关键步骤。洁净煤技术是指在煤炭开采、运输到燃烧整个利用环节，实施清洁、低碳的技术体系。其中IGCC（煤气化联合循环发电）和煤基替代燃料（甲醇、二甲醚）都可以极大地推动煤炭的低碳化利用。同时提高非化石能源占一次能源消费的比重，积极发展可再生能源和核能。④提倡低碳生活，倡导低碳消费。通过提高公众节能、低碳意识来推动低碳城市自下而上的发展，是低碳经济发展的至关重要举措。城市终端消费产生的温室气体排放占总排放的很大比例。近20年来，中国CO2排放增加的42%是由生活消费驱动的。消费模式和行为对碳排放影响很大，并且公众消费是能耗终端，节能具有“放大作用”，以发电为例，达到终端的有效输出只有原开采能源的1/5～1/4。
表2中国城市可资利用的低碳城市政策和技术
行业 | 当前中国城市适用的关键技术和做法 | 有效的政策和措施 |
能源供应 | 改进能源供应和配送效率；煤改气；核电；可再生热和电（水电、风电、太阳能、地热、生物能）；热电联产；尽早使用CCS | 针对可再生能源技术的上网电价补贴差别电价 |
交通运输 | 城市布局及路桥结构的优化；更节约燃料的机动车；混合动力车；低碳燃料替代；公共交通优先；非机动化交通运输（自行车、步行等）；强制性节约燃料；制定公路交通的生物燃料混合比例要求和CO2排放标准。 | 利于节能的城市规划；加强排放标准；车辆购置税；有吸引力的公共交通低票政策；征收燃油税；实施《汽车燃料消耗量标识》 |
建筑 | 建筑节能标准；高效照明和采光；高效电器； 高效供热和制冷装置；节能墙体材料和建筑物护围结构；节水技术；智能化楼宇。 | 家电标准和能效标签；建筑法规；政府强制采购节能产品制度；绿色照明推广；阶梯电价；阶梯水价 |
工业 | 限制高耗能产业发展；能源合理配置和利用；推广使用高能效终端设备；余热和可燃气体回收；材料回收利用和替代；控制非CO2气体排放 | 节能工程；企业能效审计制度；关停落后产能；针对能源服务公司的激励措施； |
林业 | 植树造林和再造林；减少毁林；木材替代；森林管理；使用林产品获得生物能以替代化石燃料的使用 | 鼓励城市公众购买碳汇 |
废弃物 | 填埋甲烷回收；废弃物回收利用；核废弃物回收利用和最小化；废水处理和利用。农村沼气利用；有机垃圾的堆肥 | 循环经济；有关废弃物管理的规章制度；限塑令；资源（包括废弃物）综合利用政策 |
经济激励政策 | 征税与自愿协议相结合；实施温室气体减排行动的企业应获得经济资助；对节能产品实施所得税优惠政策；政府设立节能专项拨款制度；实施政府采购计划，为新建筑提供廉价的可再生能源；鼓励开发商建造超前节能标准和绿色建筑；鼓励消费者购买节能和绿色建筑等。 | 鼓励企业参与自愿协议行动、利用经济手段激励各种利益涉及方参与低碳行为 |
国际国内低碳发展合作 | 扩展利用资金和引进技术的国际合作，包括现有的CDM项目，以及未来可能加入的碳贸易机会。 | 充分利用国际合作中的各种机会和基金与援助 |
CCS技术 | 利用国际合作和国家规划的示范项目，促进CCS在电力和水泥、钢铁等终端用能部门的利用 | CCS是降低CO2排放的重要手段 |
同时，低碳规划的各项实施方案应该估算出其成本或者对GDP的影响，和减排潜力大小以及对经济、就业的促进作用。从而使决策者明晰在多少投入的情况下，能获得多少环境、经济、社会收益，以便决策者的决策能得到各执行部门和广大公众的支持和理解。
图7 低碳城市行动
图8 低碳城市实施方案的成本效益估算
五、结语
中国是温室气体排放大国，同时又是发展中大国。中国的城市是经济、人口的高度集中区，因而低碳发展对中国城市来说是一个极大的挑战。当前我国城市的低碳发展依然面临着许多问题。
①中西方城市的差异，导致中国城市低碳发展缺乏国际参考
西方城市，是指城市本身，核心和主要部分是城市建成区，是专为城市而设立的一种建制类型，其强调的是城市自治，而不是行政区划等级。而中国城市由于已经成为一级行政区划等级，是以城市建成区为中心，包括周围的广大农村、城镇，还可能包括一些相对较小的城市的一种建制。而西方的建制市，几乎都是狭义市，更准确地说都是城市型建制，其建制与省(州、郡)、县建制是完全不同的两种区划建制类型。所以西方的county(县或郡)，在地域上可能会包含很多个城市，而其城市则一般不辖有农村地区。
② 中国城市温室气体清单研究比较薄弱
中国城市温室气体的研究仍处于初级阶段，核算源不全面，方法不深入，加上范围划分、研究方法侧重点的不同，导致结论很难直接与国际上发达国家城市温室气体结果作直接比较，特别是人均排放量的比较。中国城市缺乏温室气体清单编制方法体系，许多城市依然沿用IPCC的方法核算碳排放，而IPCC原则不适用于城市尺度已经是国际共识。因而，建立一套包括方法学和指标体系在内的城市低碳发展指南非常必要，对于推动中国低碳城市发展具有重要意义。
③ 公众低碳意识薄弱
尽管低碳经济和低碳发展在中国已经成为流行词汇，但“低碳”对于中国公众很大程度上还是一个名词，公众对于低碳社会的认识依然处于较低水平。2007年中国社会科学院对3001名城乡居民进行了公众环境意识调查，知道温室气体和温室效应仅占调查者的41%，位于环境问题知晓率的第四位；气候变化的严重性也仅排于环境问题的第四位。2009年的HorizonResearch ConsultancyGroup的相似样本调查也证实了这一结论，中国公民对气候变化问题的认识依然排名于10大环境问题的第四位，仅有6%的被调查者认为公众对气候变化负有责任。世界银行2009年在15个国家调查了13518名公众对于气候的变化态度，中国人认为气候变化是严重问题仅28%，低于印度、伊朗等国，是所调查的15国中最低的国家。这些调查都说明中国要发展低碳城市，在公众宣传、教育以及积极引导公众消费和行为模式转变方面尚需开展大量研究和实践工作。
《环境经济》2010.12（有增删）
