城市綠色低碳轉型發展和智慧城市建設

徐林

低碳轉型發展是中國未來40年綠色發展最核心的內容，也是我們面臨的一個最大的挑戰。中美綠色基金主要是做綠色低碳投資的，綠色低碳投資的選擇標準是投資項目要能夠有利于各種污染物和溫室氣體的減排，有利于提高資源利用效率和資源循環利用的水平，這是確定綠色低碳投資標準最主要的一個考慮。

強化碳減排的全球共識

目前全球氣候變暖的趨勢在不斷發展，已經成為當今人類面臨最大的挑戰之一。導致氣候變暖的溫室氣體大概有6種，最主要的是二氧化碳。學術界基本的共識，二氧化碳排放是導致全球氣候變暖的最主要原因。根據國際氣候變化專門委員會（IPCC）預測，如果不采取有效措施，到2100年，全球氣溫可能上升1.1℃-6.4℃，導致海平面可能上升16.5-53.8厘米。如果真出現這種極端的局面，對人類來說可能會面臨一些災害性自然氣候的影響。抑制氣候變暖和強化碳減排已形成全球共識。

目前世界各地都出現了程度不同的災害性氣候現象，給生命財產造成了很大的破壞，很多人認為與氣候變暖的趨勢是密切相關的。2021年觀測到的現象是氣候變暖的趨勢在不斷強化，全球圍繞氣候變暖問題共識越來越強烈。在英國召開的格拉斯哥會議上，中美圍繞碳減排問題形成了基本共識，這是十分難得的。

在本世紀將全球氣候變暖的溫度控制在1.5攝氏度以內，國際社會圍繞這一目標都在采取行動。

中國碳減排面臨的挑戰和壓力

中國在全球氣候變化方面，過去的立場是發展中國家和發達國家要承擔共同而有區別的責任。

中國過去在碳減排方面面臨著比較大的挑戰和壓力，因為中國是個人口大國，也是生產大國，更是能源消費大國，毫無疑問也是碳排放大國。2020年年底評估測算出的碳排放總量大約100億噸二氧化碳，這在全球大概占了26%左右，也有測算說占了27%、28%。

中國是全球二氧化碳排放的第一大國，占全球二氧化碳排放總量的比例超過了中國人口占全球總人口的比例，也超過了中國GDP占全球GDP的比例。無論是人均還是單位GDP的排放量，中國在全球的這個分量還是比較重的。現在，碳排放的總量還呈現增長的勢頭，過去5年中國平均每年碳排放的增速大約為1.25%。從碳排放的強度來說，過去10-15年，中國圍繞單位GDP二氧化碳的排放強度下降，做了持續的努力。

中國的五年規劃把單位GDP的能耗、單位GDP的二氧化碳排放作為重要的發展指標并認真加以實施，每個五年計劃基本上都實現了碳排放強度下降的目標。目前中國單位GDP二氧化碳排放量約0.75kg/美元，約為美國的3倍、德國的4倍。我國人均二氧化碳的排放量并不高，因為中國還是個發展中國家，我們收入水平在全球人均收入水平排得比較靠后，所以人均能源消費量比較大。

我國的人均二氧化碳排放量只是美國的一半，但是人均的二氧化碳排放量和總量都還處在增長的狀態下。我國二氧化碳排放的總量已經是全球第一，但是人均排放與一些發達國家相比還有很大差距。如果再算上歷史排放量的累積，整個發展中國家和發達國家加起來累積的排放量之間還是有差距的。發達國家對氣候變暖承擔的責任實際上比發展中國家要大，我們在承擔共同而有區別的責任，我們也有自己的道理可言。

從碳達峰到碳中和，會呈現一些共同的結構性的規律或者特征。西方發達國家碳達峰所表現出來的結構性特征，一般是這些國家都會在服務業的產值比重達到70%左右、城市化率達到80%左右的時候實現碳達峰。

從這個角度來看，如果我們認為這種結構性的特征具有普遍意義，那么其實中國經濟的結構升級并沒有完成。服務業約占整個GDP的產值的55%左右，城市化率按最新的人口普查的結果是65%左右，我們離發達國家碳達峰表現出來的結構性特征還有一定的差距。

我們未來人口和經濟活動會進一步向城市地區或者是向非農產業聚集，這個趨勢在短期內不會改變。現在城鄉收入差距大概是2.7：1這樣一個水平，農業的勞動生產率和非農產業勞動生產率的差距比城鄉收入差距還要更大一點。如果再加上城市和農村地區公共服務水平的差距，城鄉之間總體差距還是非常大的。在這么大的城鄉差距下，出現逆城市化現象從整體來說是不可能的。未來中國城市二氧化碳排放的占比還會進一步增加，這是中國的一個現狀。

能源的消費和碳達峰、碳中和的關系是最密切的。從中國二氧化碳排放的結構來看，在總體的二氧化碳排放里面，煤炭占80%左右，石油和天然氣分別為15%和5%左右。中國二氧化碳排放的一個重要原因，就是中國的能源結構中煤炭的占比非常高，這是我國能源資源的自然稟賦決定的。以電力行業為例，現在煤電的比例高達60%以上，雖然有所下降，但我們很難在短期內實現煤電的替代、煤炭的替代，這是中國的一個現實。

中國碳達峰和能源的關系密切，是由能源的結構決定的。從中國能源消費來看，人均能源消費還會呈現一個繼續上升趨勢。中國2020年的人均能源消費大概是2.35噸標準煤。和發達國家相比，美國的人均能源消費大概是11噸標準煤；節能或者是能效水平最高的國家如日本、德國，人均能源消費大概是6噸。在收入水平提高之后，人們表現出來的這種消費行為的趨同，最終導致用能水平也會趨同。隨著中國人均收入水平不斷的提高，特別是城市化水平提高之后，用能水平還會進一步提高，我們有可能要向德國、日本這樣國家的水平靠攏，人均的能源消費也應該由目前的3.6噸提高到6噸左右。但是，目前中國的能效水平大概只相當于日本和德國的百分之六七十，我們和日本和德國還有30%～40%左右的差距。

所以，未來隨著中國的能源消費總量的增加，或者人均能源消費水平的不斷增加，除非能源的結構調整以綠能替代形成的碳減排效應，能夠抵消能源消費增加帶來的碳排放增加的效應，否則我們碳達峰和碳中和的目標實現起來會有很大的難度。中國面臨碳達峰和碳中和的壓力，既來自于國內老百姓對美好生活向往的需要，因為老百姓越來越期待有更好的生態環境、氣候環境，這是隨著收入水平提高之后，人的需求層次的一種提高；也來自于國際社會對中國的一種期盼。中國提出構建人類命運共同體，越來越多的國家希望中國能夠承擔更多的責任。中國領導人在聯合國成立75周年領導人峰會上，提出了2030年到2060年的“雙碳”目標，反響強烈。對我們來說，雙碳目標意味著非常廣泛的經濟社會變革，是涉及到各方面的一場深刻變革。

中國面臨一場深刻的變革

中國雖然必須用更短的時間達到碳中和，但是我們擁有的技術條件比發達國家那個時候要好，比如說我們在綠色能源——像風能、光能這些領域，現在的技術條件比他們那個時候要好多了。隨著綠色能源領域技術不斷創新，不斷推廣利用，我們在碳達峰之后到碳中和的歷程上，可以用更短的時間完成發達國家走過的道路。

從現有的統計資料來看，碳排放的大戶第一是能源，主要是電力部門，大概占了51%；第二是工業，大概占了28%左右；第三是交通運輸。因為中國能源的自然稟賦高度依賴煤炭，能源部門在碳排放中扮演著極其重要的角色。

城市建筑相關的碳排放占了整個全國碳排放的49%左右，農業碳排放比例并不高。全球400億噸的碳排放，農業大概是排放70億噸左右，中國占比也差不了太多，但是農業排放的主要是溫室氣體，不是直接的二氧化碳，它主要是甲烷和一氧化二氮。

1噸甲烷相當于80噸左右的二氧化碳的溫室氣體效應，1噸一氧化二氮相當于大概256噸的二氧化碳產生的溫室氣體效應，濃度非常高。所以農業里的畜牧業是不能忽視的碳排放的一個來源。

城市的綠色低碳轉型是中國碳減排的一個主戰場，因為中國碳排放里城市占了接近80%，而且城市的經濟、城市的人口各種各樣的活動，實際上導致了二氧化碳的排放。

城市的碳減排或城市的綠色低碳轉型發展，第一就是加大節能的力度，如果我們的能效水平提高達到日本和德國的水平，意味著我們的碳減排也可以達到相應的水平。在節能方面重點是推廣先進的節能技術，同時在工業、交通、建筑領域，在數字經濟領域、居民生活領域，都要開展廣泛深入的節能活動。因為節能的空間確實非常大。

第一，以建筑節能為例，如果我們拿同樣的建筑空間和日本相比，中國同樣面積的建筑空間排放的二氧化碳比日本高一倍。如果我們把建筑節能做得更好，中國的主要建筑物都在城市地區，它帶來的這種二氧化碳的排放，減排的效應是非常大的。

第二，加大加快綠能的替代，大力發展光伏發電、風力發電、生物質能、內陸核電、燃料電池、先進儲能，特別是化學儲能技術、智能電網技術，包括和新能源相關的一些先進材料技術的研發推廣和利用，真正構建以新能源為主體的現代電力系統。我們過去的電力系統是以煤電為主的，構建以新能源為主體的現代電力系統，光伏發電、風力發電，生物質能這些綠色低碳的電，就要成為未來電力系統的主力電源，這是能源領域的根本性變革。中國的風光電發電能力已經達到了3億千瓦，名列全球第一，到2030年實現碳達峰目標時將超過12億千瓦，隨著技術進步和成本下降，還有很大發展空間。

第三，推進在綠電基礎上的城市經濟社會發展的電氣化和電動化進程。過去我們很多的動力來源都是通過化石能源的燃燒產生的。未來如果能夠實現更快更高比例的綠電的替代，在這個基礎上推進電氣化電動化，使過去高度依賴的靠化石燃料燃燒形成動力的結構發生變化，能夠實現大范圍的高比例的綠電替換，在這個基礎上形成電動化，中國可能就改變了工業革命、工業文明時期以化石燃料的燃燒形成動力的這樣一種工業文明時代的能源特征，可能就真正構建一種具有生態文明時代的動力特征和能源結構。

我們要構建城市的低碳產業體系，因為中國的工業占整個碳排放的28%左右。在工業體系內部，比如建材鋼鐵、石化化工等領域是以化石燃料做原料的，今后這樣一些產業都面臨脫碳、減碳的過程。

在這個領域也有很多新技術，特別是合成生物學的技術，未來會具有非常廣闊的前景。中美綠色基金非常關注合成生物學領域，通過用生物基材料來替代原有的化工原料，這是一個非常重要的方向。

現在的電動車如果不是建立在綠電機組上，還不能叫新能源車，只是電動車，因為可能它用的電都是用煤或者天然氣發的電，其實都是有二氧化碳排放的。真正意義上的新能源汽車，必須是綠電的電動車。日常生活相關的智能的家居體系改造，也將有利于節能和降碳。

第四，在城市規劃和建筑設計中，要廣泛推廣碳中和理念，建設綠色低碳城市社區，包括零碳建筑。在未來建筑的能源配置方面，可能形成廣泛的分布式光伏發電，加儲能設施加智能微電網這樣一種能源供應的體系。隨著光伏發電的能源轉換效率進一步提高，特別是儲能技術的進一步提高，未來建筑特別是城市社區通過綜合能源服務體系、智能化的能源供應體系，形成全新的建筑能源供應，是完全有可能的。要強化城市的生態空間和森林碳匯的建設，不斷地強化生態空間的密度，形成人與自然和諧相處的環境，這樣一種環境特別有利于城市森林碳匯的建設。

第五，要加大全社會植樹造林和森林碳匯建設的步伐，包括強化城市生態和綠色空間的建設和保護。中國過去一直非常重視植樹造林，在過去幾十年里，全國森林覆蓋率從12%左右提高到23.2%這樣一個水平。“十四五”規劃進一步提高到24.1%，這意味著未來5年要把中國的森林覆蓋率提高大概0.9個百分點，這可不是一個小數字，用960萬平方公里的國土面積來衡量，這差不多就是9萬平方公里的面積，比現有城市建成區的面積小一點。我們國家全部的城市建成區的面積加起來可能是12萬平方公里左右，這也是一個非常大的數字，只有在中國這樣的國家才能夠完成。要實現這樣的森林生態建設，必須建立更加有效的生態價值的市場化的實現機制。

綠水青山是不會自動成為金山銀山的，它需要有一個生態價值的市場化變現機制來實現。很多地方都有一些很好的激勵機制的制度設計，鼓勵社會資本參與森林建設生態恢復，今后需要不斷強化。

城市要完善非步道、步行道和非機動車車道的體系。現在城市的機動車越來越多，在有些城市開始侵占步行道或自行車道的空間，這是不對的。從綠色低碳的生活方式、出行方式角度來看，未來必須更多倡導這樣一種生活方式。城市未來交通體系的建設要考慮對非機動車道空間的保護，對綠色低碳的出行方式鼓勵是有效的，今后要強化。

智慧城市建設是綠色轉型的根本出路

隨著信息技術的不斷提高，未來互聯網、區塊鏈、大數據、云平臺超級計算融為一體的智能技術，會越來越廣泛深入融進城市運行的每一個角落，融進城市生產生活的各方面，大大提高城市運行的效率和城市的能效水平，大大提高城市碳減排的力度。城市的智慧能源系統，例如分布式的能源系統（見圖1），描述的其實就是一個完全智慧化的城市的能源，可以用作分布式能源系統的一個低碳的系統，它完全基于自然能轉化為主的新的能源體系，是一個分布式的加儲能加智能微電網的運行體系，是一個智慧化的綜合能源的服務網絡，是一個多能互補的智能化的體系。

終端電動車在這里既是一個能源的終端，又是一個儲能的設施。它在整個能源體系里不是單向的，而是一個雙向互動、能夠互相調節的非常智慧化的系統，能源利用效率非常高，而且可以使光伏發電、風力發電、生物質發電包括氫能來完全替代過去那種化石能源的供應體系。一旦實現，可以減少50%左右的碳排放，是非常具有減碳空間的一個重要領域。

今后智慧的交通和物流體系，基于大數據和人工智能調運高效出行系統和物流系統，可以減少單位交通工具的里程，提高交通出行效率，可以減少交通工具的能耗，起到提高能效降低碳排放的作用。

智能化的城市經濟體系，包括智能化的生產服務體系和消費服務體系。如果用智能技術對一個企業的生產流程、制造流程進行改造，其實花的投資并不多，但是它產生的節能效率會達到30%左右，而且這種投資的回報率還是比較高的，估計用3-4年時間就可以收回全部的投資。

我們現在享受的一些配送、快遞服務，其實背后都是有云平臺、大數據支撐，因為這樣一種配送不是亂配送的，它是有效率的，而且這種效率還會不斷提高，因為智能化的水平還在進一步提高。

再就是城市的綜合治理體系的智慧化建設。過去的城市治理都是分部門進行的，缺乏一個綜合治理的概念。綜合治理的概念雖然提出來了，但是智慧化的水平還不夠，各個部門都是自搞一套數字化的體系或智能化、信息化的體系，但是這些體系之間缺乏有效的銜接，缺乏一個頂層的設計。如果基于綜合治理的理念來進行智慧化智能化的架構設計，可以大大提高城市綜合治理的效率，也可以提高能效、降低碳排放。

碳中合要采取有效的管理，今后圍繞企業個人的碳足跡的計量，包括碳中合的治理、未來碳排放權的交易，一定是建立在基于數據、基于存儲、基于計算、基于相互協調基礎上的非常高效的智能系統。可以設想，如果每個人都能建立個人的碳賬戶，把碳賬戶形成的碳減排的積分和消費的終端結合起來，這樣的積分實際上可以形成購買能力，形成一個非常有效的激勵體系，可以激勵人們更多地在生活中減排。

這樣一個體系的建立未來一定是高度智能化的，所以智慧城市建設一定會融進城市生活生產的方方面面，對城市的綠色低碳轉型產生根本性的變革和顛覆性的影響。對未來智慧城市建設，應該投入更多的精力去推廣技術、研發更好的技術。

（編輯 季節）