城市低碳發(fā)展理論的國內外研究現(xiàn)狀

張 旺，潘雪華

(1．湖南工業(yè)大學全球低碳城市聯(lián)合研究中心，湖南株洲412007;2．首都師范大學資源環(huán)境與旅游學院，北京100048)

低碳城市發(fā)展為一個復雜的巨型系統(tǒng)，其不同區(qū)域的城市、同一區(qū)域的不同城市和不同功能區(qū)的碳排放規(guī)模、驅動因子和變化及其潛在趨勢都存在著差異。因而，全面梳理國內外城市低碳發(fā)展的研究現(xiàn)狀，合理借鑒和參考其理論成果，對于指導當前低碳城市的建設大有裨益。城市低碳發(fā)展理論雖興起不久，低碳城市研究雖處于探索階段，但相關研究卻較為豐富，在地理學、規(guī)劃學、經濟學、生態(tài)學和環(huán)境學等領域均有涉及，只是尚未形成一套系統(tǒng)的理論體系。

一 國外城市低碳發(fā)展研究

國外城市低碳發(fā)展研究相對我國來說，內容上更全面，具體集中在以下4個方面:

(一)城市碳排放的綜合構成。一般從生產和消費兩個側面來進行城市的碳盤查。生產側的碳排放構成包括:工業(yè)［1］、建筑［2］、交通［3］、商業(yè)［4］及賓館服務業(yè)［5］等;消費側的碳排放構成則包括:人類衣、食、住、行、娛樂等各項活動。很多學者分析了工業(yè)［6］、家庭［7］、交通(私家車［8］和貨車［9］)等不同城市要素的碳排放。例如:從全球視角研究發(fā)現(xiàn)，由建筑排放的CO2約占39%，交通排放的CO2約占 33%，工業(yè)排放的 CO2約占 28%。［10］英國80%的化學燃料是由建筑和交通消耗的，城市是最大的CO2排放者。［11］交通對城市能源及CO2排放量所起的關鍵作用，已經被大量城市蔓延的定性研究所證實。［12］

(二)低碳導向的城市密度和城市空間。典型的低碳規(guī)劃理念和模式有Jabareen的7種設計和4種模式，［13］Rickaby 的 6 種中心分部格局，［14］Kenworthy的10個關鍵交通—規(guī)劃功能區(qū)界定。［15］城市空間布局對能源消費、碳排放的控制主要集中在緊湊型城市的設計上，［16］具體體現(xiàn)在混合土地利用、倡導公共交通和減少對小汽車的依賴上。［17－18］W．K Fong等以馬來西亞為例研究了能源消耗、碳減排與城市規(guī)劃的關系問題，通過研究發(fā)現(xiàn):高度緊湊的城市直接減少了小汽車的使用，降低了交通部門的能源消耗和二氧化碳的排放;同時，緊湊的城市也影響了地區(qū)供暖和冷卻系統(tǒng)，有利于采用熱電聯(lián)產;城市結構和城市功能也能影響能源的使用，因為混合的土地使用可以減少遠距離的出行，影響了運輸系統(tǒng)。［19］美國芝加哥大都市發(fā)展規(guī)劃利用計量經濟、土地利用及交通模型論證了基于低碳發(fā)展的城市格局與城市空間結構。［20］Jenny Crawford和Will French探討了英國空間規(guī)劃與低碳目標之間的關系，認為實現(xiàn)低碳目標的關鍵是轉變規(guī)劃管理人員和規(guī)劃師的觀念，在空間規(guī)劃中重視低碳城市理念和加強低碳技術的運用;另外英國規(guī)劃系統(tǒng)對新技術的適應度和準備度是實現(xiàn)低碳未來的關鍵，實現(xiàn)低碳目標的關鍵是形成將國家層面的自上而下的領導性優(yōu)勢和地方層面強調權利分散的靈活性優(yōu)勢結合起來的規(guī)劃系統(tǒng)。［21］英國城鄉(xiāng)規(guī)劃協(xié)會(TCPA)在出版的《社區(qū)能源:城市規(guī)劃對低碳未來的應對導引》一書中，針對低碳城市規(guī)劃提出:在進行地方能源方案規(guī)劃時，應根據(jù)不同的社區(qū)規(guī)模，采用不同的技術來實現(xiàn)節(jié)能減排。［22］

(三)城市低碳社會建設。日本學者青木昌彥認為:低碳城市制度設計和建設必須結合本地區(qū)的制度、經濟、文化、歷史、價值現(xiàn)狀。［23］英國的應對氣候變化規(guī)劃政策則提出了將碳減排納入區(qū)域空間戰(zhàn)略、交通發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃管理政策中，同時也強調要與生活方式塑造以及公眾參與結合起來。［24］不同尺度社區(qū)(城市社區(qū)、部門社區(qū)、興趣社區(qū)、智能手機社區(qū))可以將經濟—環(huán)境—社會目標整合，［25］為個人提供低碳行為的氛圍與規(guī)范。［26］

城市低碳管理研究圍繞低碳城市環(huán)境管制和碳交易兩個方面展開。新自由主義者從全球化、權力下放、市場和個人激勵等層面來研究碳管制，［27］并側重于政府管制。［28］生態(tài)現(xiàn)代化市場和綠色行為的有效結合，能夠平衡城市碳經濟，重點在于探討基于市場工具的清潔生產機制。［29］碳減排—經濟發(fā)展并非零和博弈，而是創(chuàng)新、選擇的結果，綠色技術經濟成為城市低碳轉型的新范式。［30］對于碳金融、碳貿易等碳市場而言，均衡有效的投資和投資組合可使CO2有效減排，［31］碳金融風險也為不同氣候政策提供了擴大交流的機會。［32］從技術經濟的角度來看，產品、服務的單位成本隨著經驗積累而降低，［33］內生創(chuàng)新、［34］技術學習、政策誘發(fā)的技術變革在消減碳排放量的同時也降低了排放成本;［35］而研發(fā)和“干中學”兩種不同驅動力的技術進步作用，也對應著不同的政策情景和碳稅模式。［36］就管治層面而言，考慮市場環(huán)保論、運用新的環(huán)境政治工具，［37］政府、企業(yè)、個人起著重要的作用。

(四)生活用能和能源消費結構。愛德華·格拉什(Edward L．Glaeser)對美國10個典型大城市中心與郊區(qū)單位家庭采暖、空調、交通及生活能耗進行了實證分析，按照CO2/t排放折合43美元的經濟成本核算，從碳排放的經濟學角度提出了實現(xiàn)城市低碳發(fā)展的政策建議。［38］Chris Goodall通過對英國國民家庭生活中電能、石油、天然氣等能耗的統(tǒng)計，把國民生活支出及各種物質消耗定量轉化為CO2排放，以數(shù)據(jù)形式展示了英國家庭碳排放的未來情景及低碳生活方式的迫切需要，并有針對性地提出了英國國民生活的低碳標準。［39］

家庭是城市的主要“使用者”，家庭行為、能源消費的空間范圍與城市格局密切相關，［40－41］低碳家庭規(guī)劃主要通過城市基礎設施(交通、供暖等)的規(guī)劃來實現(xiàn)［42］。低碳房屋的發(fā)展依賴于低碳建筑技術和設計的出現(xiàn)，［43］節(jié)能建筑的推廣對減緩全球氣候變化起著不可替代的作用［44］，合理的房屋規(guī)劃與設計措施如增加建筑密度、混合利用土地、利用鄰近公交，［45］也能有效地降低CO2排放。

二 國內城市低碳發(fā)展研究

國內學者對城市低碳發(fā)展研究雖然歷時不長，并且缺乏一定的系統(tǒng)性，但仍以方興未艾之勢不斷完善和深入，主要研究內容如下:

(一)低碳城市界定

關于低碳城市的內涵，國內學術界尚未取得共識。夏堃堡［46］認為:低碳城市就是在城市實行低碳經濟，包括低碳生產和低碳消費，建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，建設一個良性的可持續(xù)的能源生態(tài)體系;辛章平、張銀太［47］等認為:低碳城市是指在經濟、社會、文化等領域全面進步，市民生活品質不斷提升的前提下，減少CO2排放量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宜居城市;付允、汪云林［48］等認為:低碳城市是“通過在城市發(fā)展低碳經濟，創(chuàng)新低碳技術，改變生活方式，最大限度減少城市的溫室氣體排放，徹底擺脫以往大量生產、大量消費和大量廢棄的社會經濟運行模式;莊貴陽［49］認為:低碳城市發(fā)展旨在通過經濟發(fā)展模式、消費理念和生活方式的轉變，在保證生活質量不斷提高的前提下，實現(xiàn)有助于減少碳排放的城市建設模式和社會發(fā)展方式;劉志林［50］等認為:所謂低碳城市是指通過經濟發(fā)展模式、消費理念和生活方式的轉變，在保證生活質量不斷提高的前提下，實現(xiàn)有助于碳排放的城市建設模式和社會發(fā)展方式;畢軍［51］認為:低碳城市是“低碳經濟”和“低碳社會”的融合，既強調低碳生產又強調低碳消費;龍惟定［52］等認為:低碳城市的能源規(guī)劃目標是要實現(xiàn)3D，即使用低碳能源(降低煤炭比例、加大低碳和無碳能源的比例)、分散產能和減少需求;張泉［53］認為:低碳城市是以城市空間為載體發(fā)展低碳經濟，實施綠色交通和建筑，轉變居民消費觀念，創(chuàng)新低碳技術，從而達到最大限度地減少溫室氣體的排放;李克欣、張力［54］認為:低碳城市是指在經濟、社會、文化等領域全面進步，市民生活品質不斷提升的前提下，減少人為CO2排放量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宜居城市。

(二)低碳城市規(guī)劃

葉祖達［55］嘗試把有關現(xiàn)有能源規(guī)劃研究模型發(fā)展為城市空間規(guī)劃方法，以碳排放模型Kaya公式為基礎，分別從建筑、交通、工業(yè)、能源4個部門對模型進行分解。陳群元、喻定權［56］認為，發(fā)展低碳城市應重視城市規(guī)劃、建筑節(jié)能和規(guī)劃環(huán)評等領域，通過規(guī)劃手段降低能源消耗，通過規(guī)劃手段優(yōu)化能源結構，通過規(guī)劃手段增強碳匯能力。潘海嘯［57］回顧了世界上城市交通發(fā)展存在的環(huán)境和資源問題，從與城市交通有關的空間規(guī)劃策略、降低排放的技術策略、調節(jié)使用的政策和經濟手段等角度，分析在我國建立綠色交通體系的途徑和措施。顧朝林、譚縱波、劉宛［58］對低碳城市規(guī)劃研究內容做了進一步的梳理和概括。中國城市科學研究會［59］對外公布了《中國低碳生態(tài)城市發(fā)展戰(zhàn)略》，其中探討性地提出了關于低碳城市規(guī)劃的指標評價體系框架。戴星翼［60］提出，進行低碳城市規(guī)劃和建設時，建議工業(yè)部門的減碳方式有:產業(yè)結構調整，應用節(jié)能技術，能源結構調整。單曉剛［61］確立的低碳城市規(guī)劃基本框架包括:規(guī)劃理論創(chuàng)新;專項研究;規(guī)劃方法;指標體系;制度建設;實施機制。連玉明［62］認為在中國實施低碳城市計劃，首先要調整產業(yè)結構。譚富建［63］議建立低碳產業(yè)園區(qū)。梁浩［64］等倡導綠色規(guī)劃，包括綠色產業(yè)規(guī)劃、綠色交通規(guī)劃、綠色建筑和綠色消費。

(三)城市低碳發(fā)展模式及其路徑

中國科學院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組在《2009年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》［65］中提出:通過優(yōu)化能源結構、調整產業(yè)結構、轉變生活方式、加強技術創(chuàng)新四個方面實現(xiàn)城市經濟社會的低碳發(fā)展，最終建立以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益為特征的低碳城市模式。陳飛、諸大建［66］認為，從城市碳排放構成上強調建筑、交通及生產三大領域內的低碳發(fā)展模式，并涉及新能源利用、碳匯及碳捕捉的研究。仇保興［67］從城市規(guī)劃建設角度，至少可將低碳城市定義為低碳機動化城市交通模式、綠色建筑、低沖擊開發(fā)模式與規(guī)劃建設生態(tài)城市的四重奏。王家庭［68］認為低碳城市模式的核心思想在于強調以城市中各主體的行為作主導，以城市生態(tài)系統(tǒng)為依托，以科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新為支撐，在保障城市經濟發(fā)展和社會和諧的前提下最大限度地減少溫室氣體的排放，以實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。陳博［69］認為發(fā)展低碳城市有四大支柱，即:能源低碳化、建筑低碳化、交通低碳化、消費低碳化。林姚宇、吳佳明［70］則認為:發(fā)展低碳城市應包含基底低碳、結構低碳、形態(tài)低碳(通過低碳城市空間規(guī)劃來塑造緊湊的城市形態(tài))、支撐低碳、行為低碳五個方面。相震［71］認為城市低碳發(fā)展要調整產業(yè)結構、轉變發(fā)展模式，推廣節(jié)能減排的低碳技術，合理調整城市能源結構、積極發(fā)展可再生能源，管理創(chuàng)新、開展國際低碳領域合作，政府引導、公眾參與、倡導低碳生活方式。

(四)城市低碳發(fā)展的政策支持

郭萬達、劉藝娉［72］認為政府應成為低碳城市建設的主要推動者和政策供給者。戴亦欣［73］認為:從治理模式和制度設計的角度看，低碳城市是政府、公民、市場共同協(xié)作的新發(fā)展模式，需要三方通力合作。劉怡君［74］等提出國家低碳城市發(fā)展的戰(zhàn)略保障是建立資源開發(fā)補償制度及將旅游開發(fā)與生態(tài)保護、城市建設、可持續(xù)發(fā)展相結合的管理方式。戴星翼［75］認為:在未來的節(jié)能減排中，必須注重市場機制與政府作用的結合，注重充分利用中小企業(yè)的活力，注重技術工程措施與服務的平衡推進。袁曉玲、鐘云云［76］從低碳經濟和低碳社會兩個層面出發(fā)，構建低碳城市的五個支撐體系框架。羅樂娟［77］認為:產業(yè)結構調整是低碳城市發(fā)展的基礎;低碳金融是低碳城市發(fā)展的有力支持;提出應建立健全的碳排放權交易市場。牛桂敏［78］在介紹了國際上低碳城市的實踐途徑后，提出了我國低碳城市的發(fā)展路徑和思考對策。楊國銳［79］構建了一條從碳源到碳匯的低碳城市發(fā)展路徑，并介紹了相應的制度建設和政策工具的創(chuàng)新，以保障城市發(fā)展低碳化的目標。

(五)低碳城市評估標準體系

中國科學院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組［65］在2009年提出的中國低碳城市發(fā)展戰(zhàn)略目標中，突出了與城市碳排放密切相關的諸多指標。陳飛、諸大建［3］采用年人均GDP增長率的能耗及CO2排放增長率比例系數(shù)，即彈性系數(shù)來評價中國低碳城市的發(fā)展。中國城市科學研究會理事長仇保興［66］等首先提出生態(tài)城市指標體系，然后提出基于低碳城市發(fā)展要求的規(guī)劃指標體系，二者共同構成一套低碳生態(tài)城市指標體系。龍惟定［52］等認為:用人均CO2、地均CO2，單位GDP的CO2排放量及該城市的人類發(fā)展指數(shù)(HDI)4個指標來進行評價仍有失公平，提出考慮用人均單位度日數(shù)(供冷度日數(shù)和供熱度日數(shù))碳排放指標來比較。2010年3月1日，中國社會科學院公布了評估低碳城市的新標準體系，該標準具體分為低碳生產力、低碳消費、低碳資源和低碳政策等4大類共12個相對指標［80］。李曉燕、鄧玲［81］構建了城市低碳經濟發(fā)展綜合評價指標體系，其中包括經濟系統(tǒng)、科技系統(tǒng)、社會系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)組成的復合系統(tǒng)。熊青青［82］利用層次分析法，選取涉及能源、交通、科技、環(huán)境、經濟和生活消費六大系統(tǒng)的24個具體指標，構建低碳發(fā)展水平評價指標體系。馬寧、羅婷婷［83］從能源低碳、經濟低碳、社會低碳、技術低碳四個方面構建了評價體系。

綜上所述，國外對低碳城市的研究多結合各國城市經濟社會發(fā)展的特點，大量應用各種計量經濟學模型來展開實證研究，通過定量分析制定適合城市本身結構與特點的模型、規(guī)劃、政策與機制，側重點在城市碳排放驅動因素、低碳城市循環(huán)與代謝、低碳城市空間規(guī)劃、低碳城市環(huán)境管治等四個方面，加之研究方法較成熟，其研究成果相對豐富，對于發(fā)展中國家具有一定的指導作用，但在理論獨創(chuàng)、模式構建和體系完善等方面的研究還顯得不夠充分。國內學者側重對低碳城市的內涵、戰(zhàn)略、規(guī)劃和途徑等宏觀方面的研究，但因研究起步晚，研究方法不夠成熟，多數(shù)研究還沒能從定量的角度全面、系統(tǒng)地對某個城市(區(qū)域)的整體進行實證分析，大多停留在泛泛的定性描述層面，為數(shù)不多的定量研究方法也較為類似和單一。

總的來說，國外和國內的低碳城市研究均處于探索階段，還不夠系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在:1．從研究對象來說，關于低碳城市的界定較多，但對其內涵和外延尚未取得一致意見。研究對象的不確定性和模糊性，導致大多學者對低碳城市的認識還不夠深入透徹，對研究目標和研究內容也難有清晰的認識，故沒能形成統(tǒng)一的研究范式，而難以實現(xiàn)實質性的多學科交叉融合。2．從研究方法來說，以宏觀抽象的寬泛論述為多。如從能源、產業(yè)、建筑、交通和生活等角度定性地闡述中國城市(區(qū)域)低碳發(fā)展的路徑、對策和措施等，大多泛泛而談，定量模型采用不多、地域特點考慮不足、研究深度廣度不夠。而符合“可衡量、可報告、可查證(MRV)”原則，能真正從能源利用、產業(yè)發(fā)展、城市規(guī)劃、體質機制等方面，科學量化地指導城市(區(qū)域)低碳發(fā)展的研究較少。3．從研究尺度來說，以某些包含下轄縣市的城市全域這個中觀尺度的短期狀況為研究對象的居多，而針對城市群、大都市區(qū)等城市—區(qū)域的宏觀層面和較長時期，及建成區(qū)、家庭(社區(qū))、企業(yè)(園區(qū))等微觀層面和空間格局的研究較少。4．從提出低碳發(fā)展的調控建議來說，以區(qū)域性、個案性的具體行動計劃為多，但真正可推廣、有比較、能響應全球氣候變化的路徑和制度較少。

由此可見，低碳發(fā)展研究仍處于探索階段，還不夠系統(tǒng)，需從研究對象、研究方法、研究尺度等方面進一步的深入和完善。

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