低碳城市技術(shù)在城市規(guī)劃中應(yīng)用初探

1. 低碳城市的內(nèi)涵
　　城市在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。作為人口眾多的發(fā)展中大國(guó)，中國(guó)連續(xù)多年9%-10%的GDP 增長(zhǎng)速度，不僅引起世界對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)注，同時(shí)對(duì)中國(guó)的能源消耗、環(huán)境污染及氣候變化責(zé)任也有了更多的關(guān)注。我國(guó)城市在發(fā)展和繁榮的同時(shí)，也面臨很多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其中城市碳的消耗與排放問題是亟待解決的核心問題之一。
　　在全球金融危機(jī)和我國(guó)能源緊張的宏觀背景下，建設(shè)“低碳城市”在國(guó)家節(jié)能減排的新形勢(shì)下會(huì)產(chǎn)生放大效應(yīng)。所謂“低碳城市”，是指在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，城市保持能源消耗和二氧化碳排放處于低水平?！暗吞汲鞘小钡膬?nèi)容具體可以包括：在城市化進(jìn)程中以低排放、高能效、高效率為特征來進(jìn)行“低碳城市”的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)；通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，使低碳經(jīng)濟(jì)最低限度地影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，平衡經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，增加就業(yè)機(jī)會(huì)；制定生態(tài)城市建設(shè)戰(zhàn)略規(guī)劃，推動(dòng)地方政府、金融企業(yè)通過政策激勵(lì)和融資支持，驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和資本流動(dòng)，在城市中推廣能有效節(jié)能減排的低碳技術(shù)。
2. 城市規(guī)劃關(guān)注“低碳城市”的必要
2.1 城市化帶來的高能耗
　　2007 年，中國(guó)GDP 占世界總量的6%左右，而鋼材消費(fèi)量大約占世界鋼材消耗的30%以上，水泥消耗大約占世界水泥消耗量的55%。根據(jù)研究，城市人口的能源消費(fèi)大約是農(nóng)村人口的3.5～4 倍，城市化進(jìn)程推動(dòng)大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施和住房建設(shè)，所需要的大量水泥和鋼鐵只能在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，因?yàn)闆]有任何其他國(guó)家能夠?yàn)橹袊?guó)提供如此大規(guī)模的鋼材和水泥，因此，中國(guó)的城市化對(duì)高耗能產(chǎn)業(yè)的需求是剛性的。即使技術(shù)進(jìn)步有可能提高能源使用效率，為滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)現(xiàn)代化的需要，中國(guó)能源消費(fèi)總量仍將經(jīng)歷一段剛性的高增長(zhǎng)階段。這些切實(shí)說明我國(guó)正處于城市化進(jìn)程中。2003 到2008 年間，各年能源消費(fèi)總量以近雙位數(shù)的速度增長(zhǎng)，究其原因是高耗能產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，也說明城市化進(jìn)程在加速[1]?？梢钥隙ǖ氖牵袊?guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程必然會(huì)呈現(xiàn)出一些發(fā)達(dá)國(guó)家曾出現(xiàn)過的能源需求特征。
2.2 工業(yè)化帶來的高能耗
　　國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，在城市化進(jìn)程中，國(guó)家經(jīng)濟(jì)一般呈現(xiàn)出工業(yè)化的特征，勞動(dòng)力逐漸從農(nóng)村進(jìn)入城市，并且逐步呈現(xiàn)出明確的專業(yè)化分工。專業(yè)化生產(chǎn)意味著生產(chǎn)者不能為自己提供全面的商品和服務(wù)。專業(yè)化分工的轉(zhuǎn)變促進(jìn)了市場(chǎng)和交換行為。在工業(yè)化過程中，生產(chǎn)要素不斷在城市進(jìn)一步集中。然而，現(xiàn)代工業(yè)分工需要將各種要素運(yùn)輸并集中在城市，完成生產(chǎn)后再將產(chǎn)品送至消費(fèi)地。因此，需要為市場(chǎng)供需雙方提供一個(gè)高效、便利的運(yùn)輸體系。工業(yè)化過程不僅是其本身生產(chǎn)帶來的能源消耗增加，也帶來相關(guān)交通系統(tǒng)的能耗增加。
2.3 生活方式的改變
　　隨著城市化推進(jìn)和收入水平提高，能源消費(fèi)特征會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。農(nóng)村人口移居城市后，將以電力替代煤炭、木材等傳統(tǒng)能源；收入水平提高使人們更傾向于消費(fèi)清潔、方便的電力。最為顯著的是城市交通發(fā)展會(huì)導(dǎo)致更多化石燃料及電力消費(fèi)。中國(guó)私人轎車擁有量隨收入水平提高而快速增加，2007 年轎車產(chǎn)量(480 萬(wàn)輛)是2000 年的近8 倍。另外，勞動(dòng)力從農(nóng)村流向城市后，收入提高，特別是更具流動(dòng)性的現(xiàn)金收入增加，因而購(gòu)買力提高，刺激家用電器需求增加，意味著更高的人均能源消費(fèi)，如果家電由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，又會(huì)帶動(dòng)制造業(yè)的能源消耗增加。
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　　與發(fā)達(dá)國(guó)家相同，中國(guó)必將經(jīng)歷城市化進(jìn)程，這一進(jìn)程具有高能源消費(fèi)、高排放的特點(diǎn)；與發(fā)達(dá)國(guó)家不相同的是，中國(guó)城市化進(jìn)程面臨著氣候變化、糧食安全、能源稀缺等諸多全球化的挑戰(zhàn)。面對(duì)能源和環(huán)境問題，中國(guó)不可能人為地減緩城市化進(jìn)程，但是，可以把城市化進(jìn)程作為節(jié)能減排的機(jī)會(huì)。在不同政策引導(dǎo)下，能源消費(fèi)顯然會(huì)具有不同的特征。
作為對(duì)城鄉(xiāng)發(fā)展具有先導(dǎo)作用的城鄉(xiāng)規(guī)劃，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、住房、交通、產(chǎn)業(yè)等方面的建設(shè)發(fā)展具有直接的引導(dǎo)和控制性，對(duì)能源的需求和使用有很強(qiáng)的推動(dòng)作用。如果我們要建設(shè)低碳城市，在規(guī)劃階段引入“低碳”的理念，規(guī)劃中注重節(jié)能減排，可以具有前瞻性和戰(zhàn)略性的有效控制碳的使用和排放。
　　通過制定和執(zhí)行積極的城市規(guī)劃，可以使城市化進(jìn)程中的能源效率提高、能源結(jié)構(gòu)更為清潔。城市化進(jìn)程也是一個(gè)選擇生活方式的過程，而生活方式直接影響能源消費(fèi)。通過規(guī)劃引導(dǎo)來提倡節(jié)能生活方式，也是城市可持續(xù)的一個(gè)重要方面。在城市化進(jìn)程中節(jié)能減排，實(shí)質(zhì)上就是包含“低碳城市”的概念。
3. 相關(guān)的低碳技術(shù)及分析
　　低碳城市的核心是能源利用效率提高和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，這意味著更清潔、更有效和盡可能低的溫室氣體排放。我們可以把“低碳城市”的理念融入到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各方面，通過在“低碳城市”探索并建立低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，可以降低二氧化碳排放。如在城市道路、廣場(chǎng)、辦公樓公共空間、庭院、公園等地方可采用太陽(yáng)能照明；在賓館飯店、洗浴中心采用太陽(yáng)能加電輔助熱水系統(tǒng)；地源熱泵、水源熱泵的應(yīng)用，垃圾填埋場(chǎng)的填埋氣體回收利用等。
　　低碳技術(shù)能與城市規(guī)劃發(fā)生聯(lián)系，按照技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)大致分為3大類：一類是利用可持續(xù)的能源資源，如可再生能源、太陽(yáng)能等；第二類是利用者的技術(shù)改進(jìn)，如節(jié)能建筑、節(jié)能汽車等；其他低碳或無(wú)碳技術(shù)，如核能、碳捕獲及封存技術(shù)等。
　　這些低碳技術(shù)可以減少在能源消耗中的碳源排放，但減少碳源排放不是我們的唯一目的，由此引發(fā)的一些列問題，如其他環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)的接受程度、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本等。這些問題中，社會(huì)接受程度會(huì)隨著觀念改變而改變，社會(huì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本也會(huì)隨技術(shù)發(fā)展而變化，因此，環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)被放在首要考慮的位置，因?yàn)橛行┉h(huán)境影響一旦發(fā)生至少在一段時(shí)間是不可逆的。
　　這是從定性的角度對(duì)這些低碳技術(shù)進(jìn)行分類。
4. 城市規(guī)劃中的應(yīng)用
　　低碳城市作為一種理念支撐，不僅需要在規(guī)劃中推廣應(yīng)用相關(guān)的低碳技術(shù)，還應(yīng)該從城市發(fā)展的角度控制碳源的排放。因此，從城市規(guī)劃的建設(shè)用地來講，首先是控制土地的碳源排放，特別是林地的退化將急劇加大土地的二氧化碳排放量；其次是著眼今后城市發(fā)展過程中減少碳源的消耗，即能源的消耗；再次是為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活改善尋找恰當(dāng)?shù)奶娲茉?，在相等的能量消耗過程中釋放更少的溫室氣體。
4.1 控制建設(shè)用地規(guī)模
　　控制城市單位人口的用地指標(biāo)和加大城市綠地的比例，是任何有效的能源使用條件下減少城市向大氣排放二氧化碳的關(guān)鍵技術(shù)，也是城市規(guī)劃中控制土地利用規(guī)模和使用性質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　減少森林的砍伐和退化，并不是阻止可持續(xù)的利用林木。城市規(guī)劃中的綠地率在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)條件下，也是常常被挪作他用，造成城市綠地現(xiàn)實(shí)中的比例減少。另外一方面，城市規(guī)劃僅僅控制了綠地的用地性質(zhì)，但綠地的形式有時(shí)難以控制，例如有些綠地為了單純的景觀效果，建成需要大量資源消耗的草皮、高爾夫球場(chǎng)，澆水、施肥這些與其二氧化碳吸收能力遠(yuǎn)不成比例，生態(tài)效應(yīng)差。注重在城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的控制及綠地系統(tǒng)的規(guī)劃，是低碳城市的必經(jīng)之路。
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4.2 控制能源消耗
　　控制能源消耗包括兩方面內(nèi)容：能源的類型控制和能源需求量控制。在選擇能源時(shí)，在一些發(fā)達(dá)地區(qū)我們經(jīng)?？刂埔恍o(wú)煤區(qū)，利用天然氣代替煤作為能源燃料，天然氣作為“過度燃料”，為其他能源技術(shù)發(fā)展贏得時(shí)間；同時(shí)，天然氣不僅僅可以作為生活、商業(yè)中的能源，在有條件的城市完全可以作為工業(yè)能源，因?yàn)楣I(yè)采用燃?xì)庾髂茉词沟锰疾东@和封存技術(shù)（CCS）使用成為可能。其他能源風(fēng)能、水電、生物能、地?zé)?、太?yáng)能光伏、海浪和潮汐以及太陽(yáng)能，這些技術(shù)需要迅速規(guī)?；５俏覀円矐?yīng)該注意到，在一定環(huán)境和社會(huì)因素的制約條件下才可以保障這些技術(shù)的可持續(xù)性，如大型水電大壩，在規(guī)劃中屬于重大基礎(chǔ)設(shè)施，它的規(guī)劃建設(shè)可能引起物種、生態(tài)、地質(zhì)等環(huán)境特征改變，需要有限制的使用。在城市化過程中也會(huì)帶來能源的需求的必然增長(zhǎng)。提高能效是減少能源需求迄今為止最有效的、最經(jīng)濟(jì)的、并經(jīng)濟(jì)可行的減排方式。即使是使用化石燃料，可以延長(zhǎng)化石燃料資源的使用時(shí)間，在單位時(shí)間內(nèi)減少碳的排放，為其他技術(shù)發(fā)展贏得時(shí)間。規(guī)劃中的首要任務(wù)就是限制甚至禁止某些能源低效的建設(shè)活動(dòng)開展，如利用冷熱電聯(lián)供替代單純的供熱。
4.3 使用低碳和零碳能源
　　推廣低碳城市應(yīng)用技術(shù)，其節(jié)能減排效果是顯著的。據(jù)調(diào)查測(cè)算，使用10 平方米太陽(yáng)能熱水器，每年可節(jié)約1.8 噸標(biāo)準(zhǔn)煤；每年使用太陽(yáng)能電池1000兆瓦，每年相當(dāng)于減排二氧化碳100 萬(wàn)噸。如果用地源熱泵來代替集中供暖和夏季制冷，幾乎沒有任何污染，每年每平方米建筑面積可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤40 公斤～70公斤，供熱運(yùn)行費(fèi)用每季約為16 元/平方米，低于大部分城市集中供熱收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（如北京為30 元/平方米），制冷運(yùn)行費(fèi)用每季僅為1 元～2 元/平方米。全球甲烷排放比例中垃圾填埋場(chǎng)占11%%，每減少1 噸甲烷，相當(dāng)于減排二氧化碳21 噸[2]，如將我國(guó)每年填埋的約1.1 億噸生活垃圾產(chǎn)生的填埋氣體全部收集利用，就相當(dāng)于30 億～70 億標(biāo)準(zhǔn)立方米的天然氣，是我國(guó)目前天然氣總產(chǎn)量的1/6～1/8。規(guī)劃應(yīng)重點(diǎn)著眼于中長(zhǎng)期戰(zhàn)略技術(shù)的儲(chǔ)備，整合市場(chǎng)現(xiàn)有的低碳技術(shù)，加以迅速推廣和應(yīng)用。在一年四季陽(yáng)光充足的城市，應(yīng)該大力推廣太陽(yáng)能綜合利用，包括太陽(yáng)能的熱利用和光伏利用，對(duì)新建住宅小區(qū)要實(shí)行統(tǒng)一安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，對(duì)采光或照明要求不高的公共場(chǎng)所或部位采用太陽(yáng)能LED 技術(shù)。地源熱泵技術(shù)適用的范圍和地區(qū)更為廣泛，北方城市，特別是集中供熱無(wú)法覆蓋的地方，可以利用地源熱泵技術(shù)來供熱、制冷和提供生活熱水，南方城市可以用地源熱泵技術(shù)來制冷。對(duì)生活垃圾采用衛(wèi)生填埋的城市如果填埋規(guī)模達(dá)不到一定水平（垃圾堆體達(dá)到15 米、體積達(dá)到150 萬(wàn)立方米），可采用敷管、排放、點(diǎn)燃的技術(shù)；對(duì)于達(dá)到一定規(guī)模的（垃圾堆體達(dá)到15 米以上、體積達(dá)到150 萬(wàn)立方米以上），要考慮填埋氣體發(fā)電等回收利用措施[3]。
　　所有的城市都是國(guó)家、區(qū)域和全球經(jīng)濟(jì)的綜合體，因此向低碳城市轉(zhuǎn)變的過程不能被孤立對(duì)待。規(guī)劃中低碳城市應(yīng)該被看作是充滿生機(jī)的個(gè)體，通過低碳技術(shù)與城市建設(shè)部分產(chǎn)生聯(lián)系、相互作用，是對(duì)可持續(xù)性的城市建設(shè)活動(dòng)的積極鼓勵(lì)，也是我們城市規(guī)劃在新的環(huán)境條件下的必然選擇和應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

參考文獻(xiàn)
[1]林伯強(qiáng)，中國(guó)城市化應(yīng)走“低碳城市”之路，21 世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道，2009 年5 月
[2]C. Azar et al, 化石燃料和生物質(zhì)能的CCS 技術(shù)：氣候變化（74），2006
[3]世界資源研究所網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)，http://cait.wri. Org/