城市低碳發展水平及潛力比較分析

[摘要]城市的發展代表著人類社會生產和生活活動的空間集聚過程。與之相比,自然資源和生態環境則具有明顯的面狀和非均衡的空間分布特征。因此,資源環境保障就成為國家或地區城市化發展的必要物質基礎和基本前提,而決定這一基礎保障的關鍵則在于資源與環境的有效和合理組織,低碳發展是解決城市資源環境保障問題的重要理念。本文比較分析若干城市的低碳發展水平,選擇工業行業碳生產率和能源碳排放系數作為量化指標,探索城市低碳發展的核心和重點,以對中國城市化進程提供新的發展思路。

[關鍵詞]低碳 發展水平 潛力 比較

[中圖分類號]F124 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-6623(2009)04-0010-04

[基金項目]國家自然科學基金重點資助項目(編號:40535026),中國博士后科學基金面上資助項目(編號:20080440477)

[作者簡介]朱守先(1975-),江蘇銅山人,中國社會科學院城市發展與環境研究中心博士,研究方向:能源與區域發展。

一、導言

進入工業化以來,城市的功能開始發生根本性轉變。一方面,現代城市繼續擴大著自身的集聚生活和集聚消費功能,另一方面,現代城市已經成為陸地表層集聚生產的最大場所。城市功能多元化的轉變不僅帶來城市規模的急劇膨脹和大都市群的迅速擴張,更為重要的是,現代城市改變了以往農耕時代的“寄生性”特征,從而成為國家和地區社會財富積累的最為重要的源泉和發生地。如今,國家城市化發育狀態已經成為區分發達國家和發展中國家的一個重要標志,這就是以自然資源開發為主的現代工業經濟城市化發育的基本特征,從而導致城市也成為碳排放的集中地。因此,城市低碳發展成為應對資源環境壓力、提高能源供應保障安全和減少碳排放的基本前提和必要條件。

二、低碳發展的概念界定和測度指標

(一)低碳經濟的概念界定

首次出現低碳經濟(Low Carbon Economy)術語的官方文件,是2003年2月24日由英國前首相布萊爾發表的《我們未來的能源——創建低碳經濟》的白皮書。白皮書指出,英國將在2050年將其溫室氣體排放量在1990年的水平上減排60%,從根本上把英國變成一個低碳經濟的國家。2006年10月,由英國政府推出、前世界銀行首席經濟學家尼古拉斯.斯特恩牽頭的《斯特恩報告》(Stern Review)指出,全球以每年GDP1%的投入,可以避免將來每年GDP5%～20%的損失,呼吁全球向低碳經濟轉型。2007年政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第四次評估報告發布以后,其所包含的科學結論已經不容否認地成為當今國際社會的主流話語:人類必須一致行動應對氣候變化帶來的挑戰,越早采取行動越經濟可行。IPCC報告特別指出,全球未來溫室氣體的排放取決于發展路徑的選擇。隨著“巴厘路線圖”的達成,應對氣候變化國際行動不斷走向深入,低碳經濟發展道路在國際上越來越受到關注。聯合國環境規劃署把2008年世界環境日的主題定為“戒除嗜好!面向低碳經濟”,希望低碳經濟理念能夠迅速成為各級決策者的共識。

有關低碳經濟的概念討論表明,低碳并不是目的,而只是手段,重要的是要保障人文發展目標的實現。在農業社會,幾乎沒有化石能源的消費和碳排放,社會生產力并不高,單位碳排放的經濟產出可能非常高。但社會發展水平整體低下,顯然不是人類社會發展進程中所尋求的低碳經濟。而在另一方面,工業化進程消耗大量化石能源,排放大量溫室氣體,雖然積累了大量的物質財富,但對人類長遠未來可能帶來災難性的后果,也不是我們所追求的目標。

我們認為,低碳經濟是指碳生產率和人文發展(human development)均達到一定水平的經濟形態。碳生產率指的是單位碳排放所產出的GDP,碳生產率的提高意味著用更少的物質和能源消耗產生更多的社會財富。人文發展意味著在經濟能力、健康、教育、生態保護、社會公平等人文尺度(human dimensions)上實現經濟發展和社會進步。這一概念的特點在于,一方面對于人文發展施加了碳排放的約束,另一方面強調碳排放約束不能損害人文發展目標,其解決途徑便是通過技術進步和節能等手段提高碳生產率。這一概念并未刻意區分絕對或相對的低碳排放,但是,從短期來看,可以在不改變其能源結構和產業結構的前提下,提高能源利用效率和碳產出效率,實現相對的低碳排放;從長期來看,技術進步能夠借助清潔能源替代、低碳技術應用等手段實現一國碳排放總量的絕對下降。

低碳經濟與發展階段、資源稟賦、消費模式和技術水平等驅動因素密切相關,并且通過低碳化(decarbonization)進程得以實現。可見,低碳經濟指的是一種經濟形態,這種經濟形態需要借助低碳化的發展模式來實現。低碳化具有兩個方面的含義,一是能源消費與碳排放的比重不斷下降,即能源結構的清潔化,資源稟賦存在著決定性因素;二是單位產出所需要的能源消耗不斷下降,即能源利用效率不斷提高。從社會經濟發展的長期趨勢來看,由于技術進步、能源結構優化和采取節能措施,碳生產率也在不斷提高。

(二)低碳發展水平的測度指標

衡量低碳發展水平,除了發展階段這一基本背景之外,核心是在以下三個方面是否具備低碳發展的潛力:資源稟賦、技術水平及消費方式。根據以上分析,選擇最能體現這三個要素內涵的指標構建低碳發展指標,即人均碳排放、碳生產率和碳能源排放系數(見表1)。

三、 城市低碳發展水平測度

城市作為區域發展的主體,其低碳發展水平決定著國家層面的整體水平。但由于城市之間發展不平衡,低碳發展指標區域差異顯著。本文選取北京、天津、上海、廣州、重慶5大城市作為研究對象,探討城市低碳發展水平的差異,由于缺乏各城市碳能源排放系數數據,故統一采用國家碳能源排放系數計算省區碳排放量。

(一)城市經濟社會發展水平比較

從5大城市經濟社會發展水平分析,2007年北京、天津、上海和廣州4市人均GDP均超出全國平均水平1倍以上。重慶由于幅員較廣,區域發展不平衡,經濟相對落后,人均GDP僅為全國平均水平77.4%。從產業結構來看,北京、上海和廣州3市均為“三二一”結構,第三產業在國民經濟中的結構超出50%。與全國平均水平類似,天津和重慶的產業結構仍是第二產業居主導地位。從城市化發展水平來看,北京、天津、上海和廣州4市城市化率均超出70%,根據諾瑟姆曲線理論,均達到城市化后期發展階段,重慶的城市化水平接近50%,正處于快速增長階段。從單位地區生產總值能耗和單位工業增加值能耗分析,北京、天津、上海和廣州4市能耗均超過全國平均水平,而重慶單位工業增加值能耗則為全國平均水平的1.5倍,上海的2.4倍,尚有較大的節能空間。

(二)城市低碳發展水平比較

1.人均碳排放

由于碳排放主要受能源消費總量、能源消費結構及技術水平等的影響,加上經濟發展水平的差異,城市人口數量與碳排放并不存在顯著的相關關系,人均碳排放最高的城市,人口卻并不是最少的,反之亦然。除重慶外,北京、天津、上海和廣州4大城市人均碳排放均超過全國平均水平,其中廣州人均碳排放是全國平均水平的2.1倍(見表3)。

2. 碳生產率

碳生產率作為衡量低碳發展水平的重要指標,在城市間也表現出顯著差異。5大城市碳生產率均超出全國平均水平,而北京、上海和廣州3市碳生產率相對較高,為全國平均水平的2倍以上,天津、重慶2市碳生產率超出全國平均水平僅22%(見表3)。與城市人口與碳排放的關系類似,城市經濟發展水平與碳排放也呈現明顯的離散特征。

從規模以上工業企業單位增加值能耗分析,北京、哈爾濱、廣州和重慶4大城市8個主要行業單位增加值能耗差異顯著。其中,廣州規模以上工業企業單位增加值能耗最低,僅為1.12噸標準煤/萬元,為北京的38%。8個行業單位增加值能耗城市間水平參差不齊,產業節能潛力巨大(見表4)。

3.碳能源排放系數

與前兩項指標不同,城市能源消費量與碳排放量呈現出高度的相關性,除北京外,其余4大城市碳能源排放系數均在0.6以上,但略低于全國平均水平,反映碳能源排放系數在城市間差別較小。碳能源排放系數的差別主要體現在區域能源利用結構、利用效率和利用技術水平等方面。

(三)城市低碳發展潛力分析

通過對低碳發展3個核心指標的測度,可以看出城市間低碳發展水平差異顯著,同樣各城市低碳發展潛力也不盡相同。

為進一步分析城市低碳發展潛力,可應用2項經濟與社會發展指標進行預測。首先是產業結構多元化演進水平(Evolution of industrial structure diversification degree,簡稱ESD)。ESD的計算公式為

ESD=∑(P/P, S/P, T/P)

式中,P為第一產業產值;S為第二業產值;T為第三產業產值。ESD的值域為1至無窮大。

通過計算得出,除重慶外,2007年上海、北京、天津和廣州4大城市ESD均超過40,而重慶ESD為8.54,略低于全國平均水平,產業結構有待進一步優化(見表5)。由于產業結構與碳排放之間具有顯著的相關性,因此,產業結構的調整是提高碳生產率的重要途徑。

其次是非煤能源消費比重,煤炭是含碳量最高的化石能源,非煤能源消費比重越高,單位能源消費產生的碳排放越小,同樣也有利于低碳發展。2007年,北京、上海和廣州3大城市的非煤能源消費比重超過60%,能源消費結構的優化也是促進低碳發展的重要途徑。

根據兩個指標的分析,低碳發展水平走在前列的城市,產業結構和能源消費結構調整空間較小。而多數城市社會經濟發展水平相對滯后,產業結構不盡合理,煤炭等高碳能源消費比重較高,低碳發展尚處于萌芽或起步階段。所以要實現低碳發展,必須克服資源稟賦、技術進步和政策因素等影響,適度優化產業結構,多開發低碳能源,尤其是可再生能源,從而縮小低碳發展水平的區域差異,共同邁向低碳社會。

四、結論與建議

新中國成立以來,中國現代城市化的資源環境壓力增長了近18.1倍,其中以20世紀80年代以來資源環境壓力增長的變化最為明顯。現代城市化發育資源環境壓力的國際比較則表明,自1950年以來,中國現代城市化的資源環境壓力增長在整體上始終落后于全球。進入20世紀90年代中期后,資源環境壓力增長不僅反超了全球,并且不斷地拉大與全球間的距離。鑒于中國自身的資源環境基礎特征,提高資源環境的投入產出效益便理所當然地成為今后城市化持續發育的第一要務。

低碳經濟是發達國家為應對全球氣候變化而提出的新的經濟發展模式,它強調以較少的溫室氣體排放獲得較大的經濟產出。目前它正成為一種新的國際潮流,影響著各國的經濟社會發展進程。作為區域經濟發展的主體,城市擔負著發展低碳經濟領導者角色,從產業結構、能源消費結構、政策管理等方面進行優化調整,能在全國率先實現低碳發展,從而推動區域和全國低碳化進程。

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On Levels of Urban Low Carbon Economy and Analysis of the Potentials

Zhu Shouxian

(Research Center for Urban Development and Environment, Chinese Academy of Social Sciences, Beijing 100005, China)

Abstract: Cities' development represents the spatial agglomeration process of production and daily living activities. In contrast, natural resources and ecological environment of the surface has obvious spatial distribution of non-equilibrium character. Therefore, resources and environment safeguard has become the necessary material foundation and basic premise of countries or cities' development. The key factors lie in effective and rational organization of resources and environment. Low-carbon development is an important concept to solve resources and environment safeguard during urban development. The paper uses carbon productivity, carbon emission factor, per capita carbon emissions as quantitative indicators to evaluate low-carbon development level and potential in cities. And it explores roadmap for low-carbon development and presents policy recommendations for cities' coordinated development.

Key words: Low carbon; Development level; Potential; Comparison

(收稿日期: 2009-07-20 責任編輯: 垠喜)