城鎮化道路中城市低碳發展路徑探索
——國外低碳城市發展經驗與啟示

王白雪，郭 巍

（1.清華大學 能源環境經濟研究所，北京 100084；2.中國城市和小城鎮改革發展中心，北京 100045）

一、引言

隨著我國經濟由高速增長階段向高質量發展階段的轉變，以低碳的方式開展新型城鎮化建設逐漸成為我國城市化發展的主要方式。當前我國處于工業化中后期的快速推進城鎮化階段，我國城鎮化率已從1978 年的17.92%躍升至2020 年的63.89%。然而在城市化進程快速推進的同時，我國二氧化碳排放量也迅速增加（見圖1）。我國作為負責任的大國，在2020 年底宣布中國將力爭2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和，這將全社會低碳減排建設工作提到新的高度。黨的十八大以來，國家已針對新型城鎮化建設和社會低碳發展出臺一系列政策規劃?！秶倚滦统擎偦巹潱?014—2020）》指明我國未來城鎮化的路徑、目標和任務，提出要加快綠色城市、智慧城市等新型城市建設；《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》明確了新型城鎮化的戰略意義，強調要轉變城市發展方式，建設居、創新、宜居、創新、智慧、綠色、人文、韌性城市；《2021 年新型城鎮化和城鄉融合發展重點任務》進一步要求加快低碳綠色城市、新型綠色城市等現代化城市建設，深入推進工業、建筑、交通等領域綠色低碳轉型。然而，我國低碳城市建設依然處于起步階段，如何將低碳發展理念與新城新區的健康發展相融合，是我國實現新型城鎮化目標和節能減排目標過程中亟待解決的課題。本文以新型城鎮化低碳發展轉型為研究對象，在探究城鎮化與低碳發展關系的基礎上，介紹國外低碳城市的成功發展經驗，總結低碳新城發展的經驗與教訓，以期為我國新型城鎮化低碳發展轉型的規劃提供參考。

圖1 我國城鎮化率與人均碳排放量之間的關系

二、城鎮化進程中的低碳轉型

（一）城鎮化與碳排放的關系

全球正經歷顯著的城鎮化進程，城鎮化已成為各國社會現代化發展的必由之路。在經濟活動強度增大的同時，城鎮化帶來的能源消耗和環境污染問題不容忽視。許多學者注意到了城鎮化進程伴隨著環境污染問題，發現城鎮化與環境污染呈現倒U 形（Chen 等，2008；豆建民等，2020）[1-2]、U 形（Tsurumi 和Managi，2010；馮冬和李健，2018）[3-4]、倒N 形（Cole 和Neumayer，2004；李佳佳，2020）[5-6]等曲線特征。從國際上看，Wang 等（2016）[7]利用金磚國家數據驗證了城市化與碳排放存在的長期因果關系，Dong 等（2019）[8]發現發達經濟體在城市化的初、中、后期的城市化水平與碳排放的關系分別為不顯著、負面抑制、正面促進。從中國情況來看，大部分研究證明了中國城鎮化對霧霾、碳排放等環境問題的負面影響（王華星和石大千，2019；郭炳南等，2013）[9-10]，認為現階段中國城鎮化對環境質量的負面影響是通過加劇環境污染排放和抑制環境吸收能力造成的（邸勍等，2021）[11]。同時也有研究發現了城鎮化后期對環境的正面影響，如蘭宜生和徐小鋒（2019）[12]認為城鎮化在后期可以通過降低能源強度、促進綠色創新對環境績效產生正向影響，Yao 等（2018）[13]發現城市化可以促進碳排放規模、人均碳排放量和碳強度的下降，豆建民等（2020）[2]發現當城市緊湊度達到一定臨界點后其對空氣質量的影響將從負面轉為正面，李佳佳（2020）[6]發現隨著制度安排逐步完善，城鎮化產生的環境污染會減弱。如何在城鎮化中實現低碳發展，減少甚至消除城鎮化對環境的負面影響，成為我國新型城鎮化發展中亟待解決的關鍵問題。

（二）城鎮化低碳轉型的研究現狀

城鎮化低碳發展概念在實踐中得到廣泛應用的同時，也在學術界受到越來越多的關注。國內外學者對低碳城市進行了較為充分的研究，研究重點包括內涵分析、評價方法與指標研究、國內外實踐案例分析和發展路徑探索等。吳向鵬（2019）[14]從低碳建筑、低碳交通、低碳金融、低碳出行等角度介紹了倫敦、東京、波特蘭、哥本哈根的低碳實踐；林姚宇和吳佳明（2010）[15]從基地低碳、結構低碳、形態低碳、支撐低碳、行為低碳角度介紹了C40（世界大城市氣候領導聯盟）城市的低碳發展實踐。也有學者從生態城市的空間形態、交通模式等方面研究南京市、上海市的低碳發展經驗（熊薇，2020；呂雄鷹和潘海嘯，2021）[16-17]。

鑒于新型城鎮化道路中的新城新區與大型城市的產生形式、發展目的、發展模式等具有較大不同，因此一些學者聚焦新城新區，探尋其城鎮化道路中的低碳轉型方式。邢佰英（2017）[18]通過對8 個低碳城（鎮）試點案例進行研究，建議政府將低碳與綠色、節能、環保、生態、智慧等元素有機融合；周偉鐸等（2018）[19]從深圳特區、浦東新區、濱海新區的發展歷程中識別發展障礙和發展特點，對雄安新區的低碳發展提出建議。相比于國外低碳新城的發展歷史較長、發展模式多樣，我國低碳新城建設起步較晚，尚未形成經時間檢驗的、可大范圍推廣的發展模式和經驗，因此研究國外典型新城的低碳發展案例對我國新型城鎮化低碳發展具有重要意義。然而，目前較少有研究對國外低碳新城的發展路徑進行系統的梳理和總結。

三、低碳城市的內涵和形式

（一）低碳城市的形成和內涵

隨著氣候變化問題日益突出，以低能耗、低排放、低污染、高效率為特征的發展模式日益受到國際社會的認可。2003 年，“低碳經濟”首先由英國在《我們未來的能源——創建低碳經濟》白皮書中提出（Britain，2003）[21]，隨后，低碳經濟概念被引入城市治理領域。關于“低碳城市”的內涵，有學者認為它是在城市內實行低碳經濟（包括低碳生產和低碳消費），建立資源節約型、環境友好型社會，從而形成良性的可持續的能源生態體系（夏堃堡，2008）[22]；也有學者認為低碳城市通過技術改進和生活方式改變，在城市中實現經濟生產低碳化和社會生活低碳化（李云燕和趙國龍，2015）[23]。本文認為低碳城市通過發展低碳經濟、形成低碳生活方式，最終形成低碳城市并實現城市的低碳、高效和可持續發展。其中，前者通過技術創新、制度創新、發展思路轉變來實現，后者通過低碳消費觀念轉變和低碳生活行為改變來實現，如圖2 所示。

圖2 低碳城市的形成和內涵

（二）低碳城市的表現形式

在低碳城市的理論發展和實踐應用過程中，衍生出許多與低碳城市類似的城市發展概念，如可持續發展城市、生態城市、智慧城市、碳中和城市、零碳城市等，其內涵和典型城市代表如表1 所示（Sarker等，2018）[24]。

表1 低碳城市的表現形式

從目標類型上看，碳中和型城市和零碳型城市制定了城市發展的中期目標，實施難度較大，但易于評估，特別適用于當前碳達峰、碳中和背景下的城市規劃；生態型城市、可持續發展型城市制定了城市發展的終極目標，但實施方式和評價方式具有較大主觀性，也是應用最為廣泛的城市低碳發展概念。從發展手段上看，智慧型城市具體地為城市規劃者和建設者指明了低碳發展路徑，即用各類信息和通信技術促進城市可持續發展。

四、國外典型新城低碳發展模式

本文在案例選取時，兼顧低碳發展類型和地理位置，選取了四個國外典型低碳新城：阿聯酋馬斯達爾、德國迪滕巴赫、日本柏之葉、瑞典馬爾默。四個新城廣泛分布在亞洲和歐洲，基本覆蓋了低碳城市的表現類型（碳中和城市、零碳城市、可持續發展城市、智慧型城市）。

（一）阿聯酋馬斯達爾：從零碳到可持續發展的沙漠烏托邦

馬斯達爾（Masdar City）位于阿聯酋首都阿布扎比的西南方，緊鄰阿布扎比國際機場。阿布扎比政府在2006 年宣布，將斥資220 億美元建造一座零碳、零廢物的城市，以展示最先進的可持續城市設計理念。馬斯達爾是世界上首個以零碳、零廢物為發展目標的城市，被稱為“沙漠中的烏托邦”。馬斯達爾的建立是馬斯達爾倡議的一部分，該倡議分為五個主要業務部門：碳管理部門、產業部門、馬斯達爾科技學院、房地產開發部門以及公用事業和資產管理部（見圖3）。

圖3 馬斯達爾規劃主要領域和規劃調整過程

工業方面，馬斯達爾經歷了從“自行開發并持有”到“外包和戰略合作”的過程。起初，馬斯達爾選擇只專注于清潔能源項目的開發和投資，隨后馬斯達爾摒棄“自行開發并持有”的觀念，廣泛使用外包和搭建戰略合作伙伴關系，這是原始房地產開發部門的基礎（Griffiths 和Sovacool，2020）[25]。

建筑方面，馬斯達爾的建筑在適應環境被動設計的基礎上，綜合采用多種現代化節能和智能技術，實行最嚴格的建筑性能國際標準——Estidama珍珠評級系統（Mezher 和Park，2012）[26]。馬斯達爾所有房產必須至少擁有3-Pearls 評級，且公共區域（包括公園、廣場和街道）至少擁有4-Pearls 評級（Masdar，2021）[27]。相較于阿布扎比的同類建筑，馬斯達爾建筑材料的隱含碳排放減少15%，用于建造建筑材料的隱含碳排放減少30%，建筑能耗降低40%，室內用水量減少40%（CentreForPublicImpact，2018）[28]。

交通方面，馬斯達爾城經歷了從“無車化”到“共享出行”的轉變。馬斯達爾最初計劃利用無人駕駛個人快速交通系統（PRT）來實現城市的無車化目標。然而在2018 年，該計劃被一種名為Navya Autonom Shuttle的自主、共享和電動出行解決方案所取代。目前，馬斯達爾正在推廣使用電動汽車、班車、步行和其他低碳交通方式（Griffiths 和Sovacool，2020）[25]。

（二）德國迪滕巴赫：綠色可持續的氣候中和新區

德國弗萊堡（Freiburg）是從大學城發展成為可持續型城市的模范，目標到2030 年減少50%的二氧化碳排放量，到2050 年實現100%來自可再生能源和氣候中和（National Geographic，2012）[29]，曾獲得“1992年德國環境之都”“2010 年上海世博會未來之城”等榮譽（Fastenrath 和，2015；Kronsell，2013）[30-31]。迪滕巴赫（Dietenbach）是位于德國弗萊堡西部的以氣候中和為目標的新城，于2012 年開始規劃（Freiburg，2021）[32]，計劃建成氣候中和、色彩繽紛的地區。

能源利用方面，迪滕巴赫構建低溫供熱網，高效利用太陽能。迪滕巴赫規劃將太陽和環境熱作為主要能源，居民消耗的能源（電和熱）應就地產生（Freiburg，2021）[33]。迪滕巴赫還在屋頂和墻壁外立面安裝太陽能，從而提供高效的能源供應。

交通規劃方面，迪滕巴赫采用“短途城市”理念。迪滕巴赫的規劃明確了新城區的核心位置，市中心可以通過自行車與有軌電車便捷地與四周其他地區相連。同時，迪滕巴赫設置交通安靜區，將集中型私家車停車庫與其他重要的交通基礎設施相連，在保證居民生活品質的同時實現低碳交通。

生態保護方面，迪滕巴赫在合適的區域采取補償措施。迪滕巴赫在保護區旁設置非建設用地，在新城區建設中保留生態功能，在河流旁設置較寬的河灘，對新城區的綠地進行高品質的規劃設計，保留重點群落生境以及將樹木等植物混合種植（錢玲燕和何金廖（2020）[34]、National Geographic（2012）[29]）。

（三）日本柏之葉：環境共生的智慧型城市

面臨環境、能源、人口和城市問題，日本東京市周邊自20 世紀70 年代開始建立新城，位于東京東北部千葉縣的柏之葉（Kashiwa-no-ha）新城就是其中之一。2005 年，柏之葉開始圍繞“環境共生都市”“健康長壽都市”“新產業創造都市”三大主題進行智慧型城市的建設。柏之葉“柏之葉智能城市項目”由政府攜手企業、學術機構合作完成，柏之葉政府聯合了三井不動產、日建設計以及日立等多家民間企業以及大學與其他研究機構。

能源管理方面，柏之葉打造了“柏之葉區域能源管理系統（AEMS，Area Energy Management System）”。柏之葉AEMS 有兩個特色，一是首次在日本實現街區間電力融通，二是實現區域用水和用電以及燃氣等能源使用可視化，其系統架構如圖4 所示。柏之葉AEMS 通過互聯網將私營電力線路與辦公樓、商業設施、住宅、太陽能發電以及儲能系統連接起來，實現水、電、氣等能源全部一體化管理的系統。此外，柏之葉AEMS 實現了能源的可視化。基于智能中心收集、加工的數據，居民和商戶通過各類專用終端隨時確認單項和整體能源消費量，在日常生活和工作中有效開展節能行動。

圖4 柏之葉區域能源管理系統

建筑設計方面，柏之葉建設高科技、與環境共生的生態建筑。一方面，Gate Square 的各棟大樓通過智能中心將可持續環境設計與AEMS 相結合，建筑設置一體型太陽能板，充分利用景觀空間實現太陽能和風能的收集；另一方面，柏之葉將綠色生態理念引入建筑，在建設中運用室內種植、屋頂綠化、垂直綠化等技術。

生態保護方面，柏之葉設計城市綠軸作為主要的綠色空間和綠色廊道?！坝H生物設計”理念將靠近綠軸的建筑物布滿綠植，綠軸將樹木、臺地、地被層、構筑物等連接在一起，不僅可以承接社區居民活動，為居民提供更為舒適和高效的活動空間，也為城市生物的多樣性提供了生態基礎。

（四）瑞典馬爾默：可持續型城市的典范

馬爾默（Malmo）位于瑞典南部的斯科納省，是從重工業城市向可持續型城市和智慧型城市轉型的典范。馬爾默市的環境目標為，到2020 年實現氣候中和，到2030 年實現100%的可再生能源（Swedish Energy Agency，2021）[35]，最終成為一個經濟、社會、環境可持續發展和一個有吸引力的城市（Malmo Stad，2021）[36]。馬爾默在2010 年、2013 年、2014 年、2021 年共四次在“瑞典最環保的城市”評選中獲得第一名（StartsidaStad，2021）[37]。

能源利用方面，西港（Western Harbour）計劃100%使用可再生能源并大力開展被動式房屋建設。西港規劃三分之一的建筑采用被動式房屋標準，其余三分之二建筑為低能耗房屋，這遠低于國家推薦水平（Nordregio，2011）[38]。同時，居民可通過相應的耗能檢測手段來隨時監測自己的日常消費。憑借智能供暖和制冷系統以及可再生能源，西港區已成為歐洲第一個碳中和社區（National Geographic，2012）[39]。

廢物管理方面，西港建設廢物分離系統。所有廢物和生活垃圾全部從地下管道系統輸送到垃圾處理廠，大型廢物被回收重新利用，生活垃圾被送進真空分揀系統。這個系統負責把可酵解的生物垃圾進行無氧酵解處理，生產沼氣加以利用（羅朝璇和童昕，2019）[40]。

西港成功建成可持續性城市的秘訣是壯觀的，可實現的，日常的（和Holgersen，2017）[41]?！皦延^的”是指西港的任何規劃都是與生態可持續性聯系在一起的，具有眾多壯觀的可持續城市景觀（如旋轉摩天大樓）。“可實現的”是指西港的規劃可以在當前的政策和政策經濟結構中實現，不會擾亂或破壞當前的規劃政策和政策經濟結構?！叭粘５摹笔侵肝鞲鄣囊巹濌P注人們在城市或社區內的生活和出行方式，以促進人們的日?？沙掷m生活為目標。

五、國外典型新城低碳轉型路徑經驗總結

通過對國外典型低碳新城發展歷程的梳理，我們對比了四個城市的低碳發展目標和重點領域低碳措施（見表2），并由此總結出可借鑒的經驗。

表2 國外典型低碳新城發展模式對比

（一）國外新城低碳發展路徑特征

從國外典型新城建設情況來看，新城低碳發展具有以下四個特征。

第一，具有清晰的定位和明確的目標。這些目標包括零碳城市、碳中和城市、氣候中和城市、智慧型城市、可持續型城市等。除制定總體目標外，新城還應設有分階段目標。分階段目標有助于細化具體措施，檢驗階段性成果，從而更好更快地實現城市低碳發展目標。

第二，在低碳城市建設中融入科技元素。如日本柏之葉借助互聯網、大數據等手段建設區域能源管理系統，實現電力融通和能源可視化管理。柏之葉利用科技助力智慧出行，打造低碳便捷的公共交通體系、智慧道路和智慧停車。

第三，多主體共同參與城市建設。城鎮化中低碳城市建設具有全面性、復雜性的特點，需要政府、企業、居民的共同參與。如日本柏之葉的建設由該國大型企業牽頭作為主體，包括日立、松下、豐田等民營企業；阿聯酋馬斯達爾的開發由政府主導，阿布達比未來能源公司進行統籌規劃，與美國麻省理工大學等進行合作。

第四，依托都市圈或城市群開展低碳建設。國外低碳新城發展路徑具有典型“都市圈”或“城市群”特征。例如，阿聯酋馬斯達爾和日本柏之葉均位于首都周邊，能夠依托中心城市強大的輻射帶動能力開展低碳建設；德國迪滕巴赫和瑞典馬爾默均屬于國家戰略發展的對象，可以聯合其他城鎮統籌推進基礎設施布局、產業分工合作、公共服務共享、生態環境共治。

（二）國外新城低碳發展重點領域

1.能源領域。能源是城市發展運作的基礎，清潔能源供應是實現低碳城市的基本途徑，其中太陽能是城市內部供能的主要來源。例如，馬斯達爾規劃能源系統100%采用可再生能源，馬爾默計劃到2030 年全城100%使用可再生能源。除可再生能源供應外，低碳新城也要打造全方位的現代能源管理系統，加強低碳能源利用的能力建設。例如，建設能夠實現電力互通和可視化的智慧電網系統，提升儲能能力和可再生能源并網的調峰能力，推進分布式能源應用等。

2.交通領域。在交通領域，新城從規劃低碳交通運輸系統和規劃短途城市兩個角度開展。一方面，新城積極發展城市軌道交通、快速公交系統（BRT）、新能源汽車和共享汽車服務，如馬斯達爾的重點從建立“無車化”城市轉向共享出行。另一方面，主動規劃“短途城市”，建設城市慢行系統，從源頭上降低碳排放。此外，新城要打造智慧低碳交通網絡，借助移動互聯網、云計算、大數據等科技力量降低交通碳排放。

3.建筑領域。典型新城在建筑領域的低碳建設具有兩個特點：第一，采用嚴格的低碳建筑標準，加強建筑全生命周期節能管理，打造被動式超低能耗綠色建筑。例如，馬斯達爾采用最嚴格的建筑性能國際標準，迪滕巴赫建設被動式建筑。第二，推廣光伏、地熱等可再生能源的建筑應用。例如，馬斯達爾、迪滕巴赫和馬爾默都在屋頂和墻壁外立面安裝太陽能裝置，迪滕巴赫將太陽和環境熱作為主要能源。

4.廢物管理。廢棄物管理方面，建設完善的廢棄物收集利用系統。如馬斯達爾和馬爾默都建立了地下管道收集系統，其中馬斯達爾計劃成為“零廢物”城市，將垃圾收運至地下真空管道收集系統，收集后的廢物進行分類處理，用于回收利用、垃圾發電，余下的采取生物降解、作為建筑材料方式處置。

5.生態保護。合理的新城規劃要注重生態協調與可持續發展。建設綠軸綠帶、保護原始樹木與植物，不僅可以提高城市綠化水平和提高人民生活質量，也可以避免或減弱城市建設對生態環境的破壞。例如，弗賴堡市在與鳥類保護區接壤的土地設置非建設用地作為生態補償，迪滕巴赫設計了貫穿新區的大型綠帶，對于周邊鄰近的生態敏感區設置緩沖帶、保護區。

（三）國內新城低碳發展情況及典型城市對標

中國低碳生態城市建設起步較晚，經歷了思想觀念更新、環境問題整治、局部項目試點、全面低碳建設四個階段（方創琳等，2016）[42]。2008 年，中國建設部與世界自然基金會在上海和保定兩市聯合推出低碳城市試點，這標志著我國低碳城市建設正式開始。隨后，我國開展了一大批低碳生態城市和低碳新城新區試點工作。

本文認為，我國低碳城市可以分為三種類型，并與典型國際低碳城市對標。第一，新能源資源豐富或新能源導向的城市，可以參考迪滕巴赫和馬爾默的低碳發展模式，建設特色產業型低碳城市。例如，保定市的目標是建設“中國電谷”和“太陽能之城”，嘉峪關市的目標是培育以光伏發電為代表的新能源及新能源裝備制造基地，雞西市計劃建設風電和光伏的新能源示范基地。第二，政策重點扶植的新城，可以參考阿聯酋馬斯達爾的低碳發展模式，建設系統規劃型低碳城市。例如，中新天津生態城、唐山市曹妃甸生態城、無錫市太湖新城都是從無到有建立起來的新城，是優秀的低碳示范候選城市。第三，位于大型城市周邊的衛星城，可以參考日本柏之葉和阿聯酋馬斯達爾的低碳發展模式，建設都市圈輻射型低碳示范區。例如，上海市崇明區將依托上海市環境局建立世界級生態島碳中和示范區，深圳龍崗區將在深圳市委市政府的支持下全力打造碳達峰、碳中和先行示范區。

六、結論及對策啟示

當前，中國已將碳達峰、碳中和納入生態文明建設的整體布局。新型城鎮化戰略作為我國“十四五”期間的重點工作，如何進行綠色低碳發展成為各地城鎮化工作中面臨的主要問題。本文在詮釋低碳城市內涵、辨析低碳城市表現形式的基礎上，探究新型城鎮化低碳發展的特征和特點，介紹和對比了四個國外典型低碳新城發展路徑和特點。本研究結合中國城鎮化進程中城市開展低碳建設的情況，對我國新型城鎮化道路中低碳新城規劃和建設提出以下四點建議。

（一）為城市制定清晰明確的低碳目標

新城需要對自身進行準確的定位和評估，如擁有交通便利或緊鄰大型城市的區位優勢等。清晰和雄心勃勃的低碳發展目標不僅對吸引投資、就業具有顯著效果，也為城市總體規劃思路和具體措施的制定指明了方向。

（二）引導智慧城市導向的低碳模式

智慧城市解決方案為低碳城市發展提供了巨大動能，應充分利用互聯網、云計算、大數據、物聯網技術，全方位構建能源、交通、建筑等領域智慧體系。例如，智慧低碳交通建設可以從以下幾個方面開展：打造智慧公交，實現公共交通的實時精準定位、站點到站預報等；打造智慧道路，通過大數據治理交通擁堵和進行道路規劃和改造；打造智慧停車，整合路內、路外城市停車資源，引導車輛到達空閑車位，減少車輛繞行和等待帶來的碳排放。

（三）鼓勵政府企業居民等多主體參與

城市建設的主體不僅是政府，也可以是房地產開發商、科技研發公司、能源供應商、汽車制造商、居民。其中，政府的任務更多側重于政策導向、資金扶持、總體規劃，并參與城市基礎設施建設和后期的運營調整、維護工作。居民需要與政府、企業一起共同商議新城規劃、建設、使用中的問題，并不斷調整建設方案。國外典型低碳城市的建設經驗表明，由市場推動、政府協調、多方共同參與的低碳發展模式更容易取得成功。

（四）依托都市圈或城市群開展低碳建設

當前，我國正孕育一批如北京都市圈、上海大都市圈、南京都市圈、成都都市圈等具有全球影響力的現代化都市圈。在新型城鎮化道路中，處于國家都市圈規劃中的新城應把握機遇，以生態環境優先為出發點，發揮中心城市的輻射帶動能力，依托區位優勢和政策優勢開展低碳建設。隸屬于大型城市群的新城可聯合其他城市一起建設多中心、多層級、多節點的網絡型城市群，共筑低碳生態屏障。