文/周馮琦 尚勇敏
為應對全球氣候變化,聯合國和世界主要國家均提出以綠色和創新為代表的發展轉型舉措:歐盟發布《歐洲綠色協議》;美國拜登政府積極推進綠色新政;中國也提出力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標,并把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局。碳中和目標以及綠色轉型需要傳導落實到具體空間單元。城市是一個國家或地區經濟社會發展的牽引力量,也是碳排放的主要源頭。2020年,我國城市承載了全國63.9%的人口,產生了70%以上的碳排放,這使得城市成為推進低碳經濟轉型和實現經濟社會高質量發展的重要載體。
現代城市發展實際上就是不斷轉型、持續提升競爭力的過程。城市受自身發展周期影響,面臨著資源環境、城市經濟、城市功能等方面的全面轉型要求,以適應新的發展需要,并經歷著調適、整合、超越的周期性循環的動態發展與演進過程。城市轉型是一個永恒的命題,也是一個持續演變的動態過程。碳中和目標下城市綠色轉型在內涵、目標、路徑等方面均呈現出與一般意義上城市綠色轉型所不同的特征。中國要在2060年實現碳中和,意味著能源、產業、建筑、交通、城市規劃與管理等領域將面臨一場廣泛而深刻的系統性變革。城市作為“先行者”,在碳中和進程中扮演著舉足輕重的角色。
20世紀末以來,“城市轉型”成為重要的學術議題,學者們普遍認為城市轉型是指全方位、多領域的現象,城市轉型在宏觀上是指城市的發展方向、目標、戰略與模式的變化,具象上是指城市空間結構與形態的變化,制度上是指城市治理和管制制度的變遷。從不同的發展目標上看,城市轉型存在著不同的方向。其中,可持續發展這條主線始終貫穿在人們對城市發展模式的認知和追求之中。隨著人類發展進入生態文明時代、全球城市生態環境危機出現以及應對氣候變化成為全球城市的共同價值取向,低碳、生態、綠色成為城市轉型的重要方向。隨著全球氣候變化給人類生存帶來嚴峻的挑戰,尤其是碳達峰、碳中和得到全球的重視,碳減排成為城市綠色轉型的重要內容,辨析碳中和目標下城市綠色轉型的內涵是分析城市綠色轉型現狀與問題、路徑與策略的重要前提。碳中和目標下的城市綠色轉型既有一般意義上的城市綠色轉型的特征,又具有特殊的時代要求和內涵特征。綜合看來,我們認為碳中和目標下城市綠色轉型是指:以人與自然和諧共生為準則,以能源體系轉型為基礎,以產業體系轉型為重點,以空間體系轉型為支撐,以治理體系轉型為保障,逐步擺脫片面追求經濟增長和物質規模擴張的發展模式,實現城市能源資源消耗及碳排放與經濟增長相脫鉤,以及產、城、人、文、資源環境的協調發展。
城市綠色轉型是一個學術界廣泛探討的話題,碳中和目標又賦予了城市綠色轉型新的內涵特征,盡管二者本質上是一致的,但碳中和目標下城市綠色轉型又有其特殊性。在轉型目標上,除了強調人、資源環境與經濟社會發展相協調以外,碳中和目標下城市綠色轉型更加強調能源資源消耗及碳排放與經濟增長脫鉤,能源消耗強度下降、碳減排總量持續下降并最終實現碳中和。在轉型內容上,碳中和目標下的城市綠色轉型的關鍵在于降低碳排放,并涉及能源、產業、城市規劃、生態空間、城市治理等多個領域,需要有系統性觀念、綜合性思維、協同性理念去把握城市綠色轉型的重點內容。在碳中和目標下,推動城市綠色轉型已成為全球主要城市應對氣候變化、尋求綠色增長的戰略選擇。
碳中和目標下,全球城市積極推動能源系統、能源消費、城市空間、治理體系等領域轉型,并呈現出以下特征:一是城市能源系統全面綠色轉型,促進城市能源系統全面向可再生能源轉型以及推進化石能源淘汰;二是技術創新驅動城市低碳轉型,綠色技術創新被普遍視為節能減排、緩解氣候災害、促進高質量發展的根本性手段,全球各國紛紛加快低碳技術創新與推廣應用;三是城市空間注重基于自然的解決方案,表現為注重恢復城市植被和城市空間的近自然設計;四是強調碳中和系統管理和區域合作,城市是一個復雜的有機系統,碳中和目標下的全球城市綠色轉型注重多領域、多部門、多主體、多區域的聯動。
碳中和目標下城市綠色轉型的關鍵在于能源系統轉型,按發電煤耗計算法,城鎮能源消費占全國終端能源消費量的92.91%。當前我國尚未全面實現工業化,能源需求仍在持續增長,中國城市能源系統轉型任務依然艱巨。首先,城市能源系統是一個開放的系統,這使得城市能源轉型依賴于整個國家或區域的能源系統轉型。其次,我國城市化石能源消費占據主導地位。據國家統計局及中國電力企業聯合會數據顯示,2019年,中國能源消費總量中化石能源消費占能源消費總量的84.7%,火電發電量占發電總量的比重達67.9%。最后,我國火電發電設備仍持續增加,2011—2020年,中國年均新增火電裝機容量達到5100萬千瓦,全國仍有不少省市計劃“十四五”期間批建火電項目。據國際能源機構數據顯示,我國煤電廠平均壽命僅13年,而火電廠壽命周期一般都在50年以上。這使得中國各城市已建成的煤電項目將有較長的鎖定期,并將對我國城市碳減排帶來巨大壓力。
由于規模報酬遞增與學習效應,我國城市存在傳統經濟發展方式和技術創新模式的路徑依賴。在工業領域,我國高碳產業占比依然較大:2019年,我國石化、鋼鐵、有色金屬冶煉、非金屬礦物制品業四類高能耗、高碳排放產業主營業務收入和能源消費總量分別占規模以上工業企業的35.1%和80.0%。在建筑領域,我國各城市存量高能耗建筑占比大,綠色建筑及超低能耗建筑推進較慢。根據住建部數據顯示,我國城鎮存量建筑面積達650億平方米,其中一半以上建設于近20年,存量建筑進行綠色改造的難度巨大。而我國綠色建筑尤其是超低能耗建筑占比仍較低,根據中國建筑科學研究院數據,截至2019年10月,我國在建及建成超低能耗建筑項目僅700萬平方米。在交通領域,我國城市傳統燃油汽車基數依然巨大,2020年全國汽車保有量達2.81億輛,新能源汽車保有量僅492萬輛,占汽車總量的1.75%,我國城市居民汽車消費仍處于增長期,交通領域碳減排壓力依然巨大。盡管我國積極推廣新能源汽車,但儲能等新能源汽車技術仍然缺乏突破性創新,交通領域碳中和仍存在技術鎖定和傳統路徑依賴。
碳中和目標實現高度依賴低碳技術研發及推廣應用。在低碳技術研發方面,我國在綠色低碳制氫、氫燃料電池、儲能、二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)等關鍵技術領域仍缺乏突破性創新,大規模推廣仍面臨技術成本瓶頸。在低碳技術分布方面,我國城市低碳技術資源高度集中在少數經濟發達城市,排名前20的城市擁有60.4%的低碳技術專利數量,低碳技術空間上的錯配容易導致低碳技術資源配置效率不高、應用轉化不暢等問題。在低碳技術合作方面,我國城際低碳技術合作水平依然不高,筆者利用Python提取incoPat專利數據,并進行數據挖掘發現:2000—2020年,全國298個城市的城際低碳技術轉移量僅占總低碳技術轉移量的52.3%,且高度集中在北京、深圳、上海等城市,排名前20的城市占據62.5%的轉移量。這既不利于欠發達城市更好地提升低碳技術水平,也不利于全國城市碳減排整體效應的發揮。
隨著人們生活水平的不斷提高,生活能源消費已成為城市碳排放的重要來源之一,依據“C40 城市集團”的數據,全球近100個大城市的生活消費排放占全球溫室氣體排放量的10%。從發達國家經驗來看,隨著消費主義生活方式的興起,消費領域對資源環境的壓力將持續加大。近年來,我國城市居民也逐漸從過去物質稀缺期時的生活節儉開始轉變,展現出消費主義傾向,表現為食品浪費、快餐文化、汽車消費熱以及使用高能耗家用電器、一次性消費品等。據國家統計局數據顯示,2011—2020年,我國民用汽車擁有量增長了兩倍,快遞包裝量增長了21倍。《2018年中國城市餐飲食物浪費報告》顯示,中國城市餐飲食物浪費率為11.7%,且我國資源回收鏈路仍不完善,包裝等的生產、塑料垃圾填埋或焚燒產生的碳排放仍在持續增長。中國城市碳中和及城市綠色轉型離不開城市居民生活方式的轉變,當前城市居民生活消費碳減排拐點尚未顯現,我國必須要加快推動城市居民生活方式轉型。
實現碳中和的重要途徑是增加生態碳匯,使二氧化碳重返自然生態圈。然而,我國城市生態空間普遍不足,城市空間格局難以滿足綠色轉型的需求。隨著城鎮化快速推進,我國城市林地、耕地等生態用地面積不斷減小,城市生態系統固碳作用有限,導致城市生態碳匯能力不足。《2020年中國國土綠化狀況公報》顯示,2020年中國城市人均公園綠地面積為14.8平方米;而科技部發布的《全球生態環境遙感監測2020年度報告》顯示,2020年全球城市人均綠地空間面積為40.47平方米。同時,我國城市生態空間與建設用地空間缺乏協同,尤其是城市老城區生態系統更是十分貧乏。
碳中和目標下城市綠色轉型需要加快推進能源結構優化,促進能源系統低碳化轉型。首先,有計劃地推進傳統化石能源減量和淘汰,將“減煤、控油、增氣”作為化石能源結構調整的總體思路。加大煤炭清潔化利用,加快制定減煤路線圖,嚴格落實環評、能耗、煤炭消費總量控制等要求,加快推進現有電廠能進行CCUS改造,提升天然氣在化石能源中的比重,發揮其在能源供應與實現凈零排放目標間的平衡作用。其次,大力發展新能源及可再生能源,因地制宜在城市郊區發展光伏、風電、水電,綜合論證積極發展核電,大力發展氫能,探索發展核制氫等。再次,有序推進多能互補利用、集成優化,在政策上,堅持能源體系清潔化、多元化、智能化發展方向,鼓勵不同資源條件的城市采取多種能源互補,緩解能源供需矛盾;在技術上,提升能源系統“儲、調”能力,促進電力源網荷儲一體化,積極發展分布式能源,利用數字化、智能化能源技術,提升能源系統整體效率。最后,鼓勵在城市層面出臺碳達峰、碳中和科技創新行動方案及碳達峰、碳中和技術路線圖。
電氣化是能源消費端轉型的重要趨勢和碳中和目標實現的關鍵。首先,加快推進工業領域電氣化,加大電能裝備替代,加快推動工廠、園區、城市等基礎設施全新升級,積極推動城市數字化、智能化轉型。其次,加快推進城市交通領域電氣化,推動交通領域電能替代。大力發展智能交通,廣泛應用大數據、5G、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術。支持各城市積極制定交通領域電氣化計劃,制定包含財政支持等在內的交通電氣化激勵機制。再次,加快推進建筑用能電氣化,支持各城市加快出臺建筑電氣化實施方案,加快完善建筑電氣化相關技術標準規范,完善建筑用能電氣化財政補貼機制,積極扶持建筑新型供配電技術產業鏈發展。最后,積極倡導綠色健康的生活方式,鼓勵居民節約用電和選擇節能家電,減少一次性包裝使用,選擇低碳出行方式等;支持企業開展產品包裝優化與回收等,積極發展再制造,鼓勵企業發展共享經濟等綠色低碳商業模式;支持各城市政府加快出臺生活方式綠色化相關引導政策和激勵機制。
增強城市生態碳匯能力、優化城市生態空間布局對于城市碳中和目標實現具有重要作用。首先,建議將碳中和作為國土空間規劃重要目標,并將碳中和理念融入城市規劃建設,持續增加城市生態空間面積,合理規劃增加釋氧固碳的“氧源綠地”。其次,優化城市空間布局,實現城市緊湊發展,合理規劃建設城市生態廊道,合理布置街邊綠地、口袋公園等,鼓勵發展立體綠化;突出生態環境和生物多樣性保護,提高土壤的植被覆蓋度,借助城郊農林區域打造生態屏障,實現碳捕捉、碳匯經濟與生態環境保護的功能復合。最后,加強對存量土地空間的有機更新,實現城市空間再生產,促進土地集約利用和復合利用,加大城市地下空間開發,促進工業園區土地混合利用,探索“制造+研發+商業+宿舍”等交叉使用的多層工業樓宇模式,推進軌道交通站點周邊復合利用,強化市政基礎設施、商業經營設施等功能復合。
碳中和目標下的城市全面綠色轉型也需要各城市在思想理念上、行動路徑上、制度安排上加強合作與協同。首先,建議各城市加快出臺碳達峰、碳中和行動方案,明確中長期碳中和發展目標和實施路徑,鼓勵不同類型城市探索多樣化的碳中和路徑。其次,鼓勵城市間加強碳中和相關技術合作,鼓勵科技實力強的城市開展科技攻關項目,加快推進能源與低碳技術轉移轉化,通過共建研發平臺、資源共享平臺、聯合開展科技攻關、共建低碳技術市場聯盟等方式,促進低碳技術優化配置。最后,支持建立一批碳中和城市聯盟、產業聯盟、技術聯盟等,加強碳中和及城市綠色轉型先進經驗交流、技術合作、產業協作等,建立緊密合作的碳中和治理結構。鼓勵長三角地區、粵港澳大灣區、京津冀地區、成渝城市群等建立區域性的碳中和城市聯盟,實現碳中和目標下的城市綠色轉型行動協同。