国际低碳城市规划的理论、实践和研究展望，本文主要内容关键词为：城市规划论文,理论论文,低碳论文,国际论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
［文章编号］1006－0022（2011）05－0005－06 ［中图分类号］TU984 ［文献标识码］A
1 低碳城市与全球气候变化
1.1 全球气候变暖的危机
EEA（欧洲环境署）在2009年3月发布的评估报告指出，近一百年以来，地球气温持续升高，2008年全球平均温度较工业化前期（1850年－1899年）升高了0.7℃。中国气候变暖与全球的总趋势基本一致。据中国气象局发布的观测结果显示，中国近百年来（1908年～2007年）地表平均气温升高了1.1℃。据IPCC（政府间气候变化专门委员会）的预测表明：如果允许碳排放量按照目前的速度增加，到2100年世界温度将可能增加2℃－4.5℃。
如果全球平均气温升高超过1.5℃～2.5℃，那么20％～30％的动植物将可能面临灭绝的危险。旱灾、水灾和其他形式的极端天气会变得更加频繁，并威胁到粮食安全。气候变暖导致的冰川融化和海平面上升，将迫使成千上万的沿海地区的人口迁移。有数据显示，只在2008年，与气候有关的突发性灾难造成了约20万人流离失所[1]。据估计，到2050年将有2亿人可能因气候影响而流离失所①。
1.2 低碳城市建设是缓解全球气候变暖的重要措施
全球气候变化产生的根源何在？IPCC在2007年第四次评估报告中指出，20世纪中期以来全球平均气温的上升“非常可能”是由人类活动产生的温室气体增加造成的。130个国家的科学家也达成共识并声称：人类活动导致全球气候变暖[2]。《英国低碳转型计划》也指出，全球温度上升与二氧化碳及其他温室气体的排放存在正相关性（图1）。从温室气体产生的源头看，城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。据统计，全球大城市温室气体排放量占世界温室气体排放总量的80％[3]。
图1 全球温度上升与二氧化碳及其他温室气体排放的联系
资料来源：The UK Low Carbon Transition Plan[Z].2009.其中，二氧化碳的数据，1958年以前来源于Ice Cores,1958年以后来源于Mauna Loa的观察数据。温度数据来源于Met Office。
因此，建设低碳城市成为全球应对气候变化危机的重要举措。在2009年7月的意大利G8峰会上，气候变化成为除经济问题以外的一个热门话题，澳大利亚、巴西、中国、英国、美国等16国的领导人均宣布将实施低碳增长计划；在2009年12月的哥本哈根会议上，多国国家领导人提出了减排的目标；在2010年3月中国召开的两会上，低碳、环保成为与会代表热议的话题之一。联合国环境规划署、欧盟环境署、世界自然基金会等全球环境组织均关注气候变化带来的影响，认为节能减排、建设低碳城市是缓解当前全球气候变暖危机的重要举措。同时，国际上也兴起了低碳经济、低碳城市的研究和实践，如联合国环境规划署确定2008年世界环境日（6月5日）的主题为“转变传统观念，推行低碳经济”；世界自然基金会选定上海和保定为中国低碳城市试点；香港规划师学会和中国城市规划学会于2009年5月共同主办了主题为“共建低碳都市”的国际研讨会；ISOCARP（国际城市与区域规划师学会）于2009年10月在葡萄牙波尔图举行第46届年会，主题即为“低碳城市”。
1.3 低碳城市规划是低碳城市建设的关键技术
城市规划对于城市发展有长期的、结构性的影响作用。城市的物质环境一旦建立起来就很难改变，对人们的社会和经济生活产生深远的影响。自工业革命以来，近三百年的“高碳”城市发展模式为人类的进一步发展带来了巨大的风险，目前急需改变传统的城市发展模式来应对当前全球气候变暖的危机。因此，探讨一种理想的城市发展模式迫在眉睫。
要发展理想的低碳城市，仅仅通过节能减排的技术手段尚不足以解决二氧化碳减排问题，还需要以更加多元的标准来衡量城市规划与建设，从城市结构与发展模式上整体控制与减少碳排量。通过城市规划的手段，探讨适宜的城市土地利用模式，构建绿色交通体系，引导城市产业结构调整，促进循环经济的发展，引导居民生活方式的转变，应用先进的技术手段和采用严格的环境保护措施，是实现低碳城市的重要策略。低碳城市规划理论和方法是低碳城市建设的关键技术[3－4]。
2 国际低碳城市规划理论与实践探索
2.1 低碳城市规划理论研究
2.1.1 低碳城市内涵研究
自2003年英国首次提出“低碳经济”以来，低碳的概念逐渐深入人心，关于低碳城市内涵的研究，也随着最初的以减少碳排放为主的环境课题演变为现在包含社会、文化、经济、环境的综合课题。能源节约基金会（Energy Saving Trust,EST）认为，没有“低碳社会”就无法发展“低碳经济”。日本环境大臣咨询机构——中央环境审议会提出，低碳社会的基本理念是争取将温室气体排放量控制在能被自然吸收的范围之内，为此需要摆脱以往大量生产、大量消费又大量废弃的社会经济运行模式，强调通过生活和消费方式的转变促进低碳城市建设。清华大学刘志林等认为低碳城市是通过经济发展模式、消费理念和生活方式的转变，在保证生活质量不断提高的前提下，实现有助于减少碳排放的城市建设模式和社会发展方式[5]。
综合已有研究，笔者认为低碳城市的内涵主要包括3个方面：
（1）低碳的城市规划建设，包括低碳的城市空间结构的构建、低碳城市技术的运用等。
（2）低碳的城市生活方式，包括居民低碳的消费理念、企业低碳的生产方式等。
（3）低碳的城市运行系统，包括低碳的经济发展模式、高效的城市管理方式等。
2.1.2 低碳城市规划编制框架研究
寇有观认为在城市总体规划阶段即需对城市形态、土地利用、交通体系进行整体研究，并针对不同地区在功能、开发强度、建筑和空间形态方面的差异，提出各地区在详细规划及城市设计方面实施减少碳排放、增加碳汇的规划设计对策[6]。顾朝林认为低碳城市规划理论研究重点在于构建适合中国国情的低碳城市规划框架，揭示中国低碳城市规划建设、低碳城市生活方式、低碳城市运行系统之间的耦合关系，并提出：
（1）在区域规划层面，应注重运用高速公路、高速铁路和电信电缆的“流动空间”构建“巨型城市”；设计多中心、紧凑型城市的大都市空间结构；用新的功能性劳动分工来组织功能性城市区域；避免重复的城市空间功能分区。
（2）在总体规划层面，应综合考虑城市整体的形态构成、土地利用模式、综合交通体系模式、基础设施建设及固碳措施。
（3）在详细规划与城市设计层面，应根据总体规划确定的城市形态、土地利用、交通系统，对城市中功能相对集中的地区进行有针对性的研究，并提出具体的减少碳排放的规划对策。
2.1.3 低碳城市空间结构研究
目前关于低碳城市空间结构的研究主要集中在两个方面。
（1）城市空间结构对低碳城市建设的意义。如美洲发展银行的Fernanda Magalhaes等认为城市形态影响了城市的能源消费模式，城市空间结构和街区结构、大小、密度，以及土地利用模式、交通模式等均影响了城市的碳足迹，并通过对巴西首都Brazilia和东南部的Curitiba两个城市燃料消耗量的对比研究，验证了低密度开发的Brazilia相较于适度密度开发的Curitiba，在城市运行过程中消耗了更多的能量[7]。
（2）合理的低碳城市空间结构的探索。日本学者Sachihiko Harashina通过对比东京大都市区与纽约都市区的城市空间结构，认为低碳的城市结构应是多核心的[8]。潘海啸、汤锡等认为低碳城市目标下的城市规划应坚持5个导向原则：POD＞BOD＞TOD＞XOD＞COD，即步行导向发展＞自行车导向发展＞公共交通导向发展＞形象导向发展＞小汽车导向发展；低碳目标下的区域规划应采用“轨道或区域公共交通导向的走廊式发展模式”，且强调区域公交网络与区域空间布局模式相适应[4]。德国的Reiss Schmidt在研究“慕尼黑应对气候变化集成战略”时，针对城市结构方面强调：①紧凑、城市性和绿色聚落战略；②高密度化发展、宗地再利用的“内向积聚”；③ 住房、工作、休憩和购物多元功能构成的混合利用搭配；④建设近距离出行城市，如公共交通方式、步行和自行车出行的高可达性；⑤突出以“高密度、低高度”为特征的场所；⑥突出包括公园、袖珍公园体系在内的绿带[9]。
2.2 低（零）碳社区建设实践及政策评估
2.2.1 低（零）碳社区建设实践
关于低（零）碳社区建设理念，全球已经进行了一系列的实践。英国政府及地方政府部门于2006年颁布了“零碳住宅”政策（Zero Carbon Home）。其政策目标是从2016年开始，所有在国内建造的住宅都要达到“零碳”标准。世界自然基金会和英国生态区域发展集团共同发起“一个地球生活”活动，旨在让可持续的居住方式在全世界范围内变得易行、有吸引力，并提出社区开发建造时需遵守零碳、零废弃物、可持续的交通体系等十项原则。
关于低（零）碳社区（城市）的实践，全球已经有部分成功案例，如1980年竣工的丹麦Beder的太阳和风社区，是由居民自发组织建设的公共住宅社区，以太阳能和风能作为主要能源。再如英国伦敦南郊的Beddington Zero Energy Development（BZED），占地1.65hm[2]，将众多节能减排的措施集中于一个小生态社区中，切实有效地减少了二氧化碳的排放量。在建的比较有代表性的还有我国天津的生态城和以低碳技术创新为特征的阿联酋的Masdar城[10]。关于具体的技术方法，国内外已有不少的文献资料进行介绍，笔者不再赘述。
通过对已有文献的分析，笔者认为，低（零）碳社区规划建设一般注重：①土地功能的混合利用；②紧凑的空间结构模式；③设计与所处的环境、城市气候特点相适应；④在社区中建设与碳排放相适应的绿量；⑤发达的绿色公共交通体系；⑥资源再生和循环利用，尽量减少化石能源的使用；⑦地方材料的运用；⑧建筑节能技术的运用。
2.2.2 低碳政策效果评估
在低碳政策效果评估方面，英国走在世界前列。2006年5月，伦敦规划补充导则——《可持续的设计和建设》出版。该导则对能源政策和相关的实施操作进行了明确的规定：①用少的能源；②提供能源的有效性（EE,Supply Energy Efficiently）；③用可再生能源（RE,Renewable Energy）。为评估这一政策效果的适宜性2007年4月，Greater London Authority（GLA）委托London South Bank University（LSBU）进行评估。LSBU通过对2004年5月～2006年7月113个具有综合能源报告的社区进行定量分析，认为这一政策及目标制定合理：这些社区通过EE、CHP（热电联产系统）和RE后，二氧化碳的排放量比之前减少了25.84％，其中由于EE减少的二氧化碳量占10.3％，由于CHP/CCHP（冷热电联产系统）减少的二氧化碳量占10.96％，由于RE减少的二氧化碳量占4.58％。评估同时表明，热电联产系统对减少二氧化碳的排放的贡献最大[11]。
2.3 低碳城市未来发展探索
2.3.1 低碳城市规划行动战略
为减缓温室气体排放给全球带来的影响，近年来，节能减排、发展低碳经济已经上升到国家战略高度，许多国家都已制定或正在制定“国家低碳增长规划”（表1）。这些计划具有如下特点：
（1）“减缓”和“适应”是应对气候变化的主要战略。“减缓”（Mitigation）是指通过不同的手段去减少温室气体排放，从而降低潜在的负面影响。相关的手段可包括编制推动低碳城市建设的法规、规范和标准，提供节能减排的激励政策，鼓励使用减少二氧化碳排放的城市规划、设计方案和建造方式。“适应”（Adaptation）是指在全球变暖带来的生物、自然、地理系统变化已产生且不可避免的前提下，城市规划从“适应”的角度出发分析生物、自然和社会的转变，从而制定政策和行动去“适应”，把负面影响降至最低。“减缓”是一项相对长期、艰巨的任务，而“适应”则更为现实、紧迫，对发展中国家尤为重要。如孟加拉国的计划强调“适应”，而南非强调“减缓”，中国则强调“减缓”与“适应”并重。
（2）将建设低碳城市作为城市未来发展的核心战略。目前，部分发达国家已经正式启动城市建设低碳转型计划。英国在研究气候变化、低碳城市规划和实践方面处于世界前列。在2009年7月15日，其能源与气候变化部发布能源与气候变化白皮书——《英国低碳转型计划》[13]。它是主要发达国家应对气候变化政策中最为系统的政府白皮书，标志着英国正式启动向低碳经济的转型。该计划承诺，到2020年，英国将在1990年的基础上减排温室气体34％；创造120万个绿色就业机会；整体改建700万户民宅，支持150万户家庭生产自己的清洁能源；全国40％的电力来自可再生能源、核能、清洁煤等低碳能源；削减一半天然气进口量；小轿车平均碳排放量比现在降低40％。与此同时，英国政府还公布了《英国低碳工业战略》《可再生能源战略》及《低碳交通计划》3个配套行动计划。
2.3.2 信息技术主导下的低碳城市建设
2009年，世界自然基金会、Connecore、Ericsson联合发文[14]，指出20世纪的物质基础设施，如机场、道路、隧道、桥梁、路灯、停车场、加油站等是高碳型服务设施，发展和投资这样的基础设施会增加碳的排放量；而在21世纪，需要建立信息基础设施，包括光纤、移动网络基地台和服务器，通过移动宽带以光速传递信息，依靠虚拟会议、Smart Grids（智能电网）、M-Governance、M-Health、E-Paper、等，建立一种“机器—机器”的低碳解决方案。具体发展分5个步骤：①将信息传播技术（ICT）作为国家和城市减少二氧化碳排放战略的中心部分；②从20世纪的物质基础设施向21世纪的低碳信息基础设施转变；③鼓励跨部门合作，关注发展新的创新性服务，提倡通过加强工业部门与其他利益相关者之间的合作来推广绿色数字议程；④创造一个公平的竞争环境；⑤加强研发和创新，寻求多样化的低碳解决方案，对不同的利益相关者提供基金支持和政策刺激。
2.3.3 新能源技术下的低碳城市建设
目前许多国家越来越注重新能源的利用。美国推出了“美国复兴与再投资计划”，准备在3年内让可再生能源的产量倍增，到2012年做到风能和太阳能发电量占总发电量的10％，到2025年占25％。瑞士为实现21世纪中叶人均能耗量由现在的5000瓦特减少到2000瓦特的目标，提出提高能源使用效率、用可再生能源替代矿物燃料、有效运营建筑物和设施、提倡新型的生活样式和生产方式四大措施，并针对能耗比例最大的部分——建筑②，提出在建设材料的运用、室内气候处理的方式、热水供应方式、灯光和设施运用等方面要采用新技术，提出具体的节能措施[15]。英国政府计划到2020年，可再生能源在能源供应中占15％，英国城乡规划协会（TCPA）、热电联供协会（CHPA）和English Partnerships于2008年联合发布《社区能源：为着低碳未来的城市规划》[16]，提出与城镇空间模式相结合的能源系统规划框架：
（1）在城镇中心，针对公共和商业建筑发展大尺度热电联供系统和大尺度太阳能、广电系统。
（2）在中心边缘，大学和医院的供热密度，以及新兴的居住区和混合利用的开发可以支持热电联供体系，并有潜力发展其他可再生技术，如太阳热力收集器等。
（3）在内城区，借助住房的更新改造及在混合功能住房方面的投资，发展社区尺度的单独建筑能源系统。
（4）在工业区，建设大型能源生产项目。
（5）在郊区县市，利用其低密度特征，采用微观能源生产技术。
（6）在大型的新城市伸展区和聚落区（即社区规划、增长区规划及生态城镇规划涉及的相关区域），遵循低碳、分散化的能源生产原则。
（7）在农村地区，发展中、大型的风力发电系统，构建生物燃料供应链，并在未来发展海洋能源生产等。
3 研究展望
低碳城市作为当前规划研究领域的热点问题，已有的研究成果从气候变化与碳排放的关系、低碳城市内涵、空间结构、发展战略和具体实践等多方面进行探讨，形成的结论对于指导低碳城市建设具有重要作用。然而，作为一个复杂的命题，低碳城市的研究仍有待进一步深入。
3.1 低碳城市的界定及路径
已有的研究成果基本对低碳城市建设能缓解全球气候变暖危机的议题达成共识，并明确了低碳城市的内涵是低碳规划建设模式、低碳生活方式和低碳城市运行系统的综合。然而，低碳城市建设要想具体落到实处，仍有两个方面需要进一步研究：
（1）关于低碳城市的界定问题。如何界定低碳的“低”？如何确定“碳”产生的来源和构成比例？低碳城市的具体标准是什么？是否有一个量化指标？不同地域、不同发展阶段的城市“低碳”的标准是否一致，应如何划定？尤其是对于中国这样一个仍处于工业化阶段的发展中国家来说，低碳城市的衡量标准和发达国家是否一致？
（2）关于低碳城市建设的路径问题。目前在宏观发展战略上主要有“减缓”和“适应”两种方式，其各自的适应性如何？中国地形复杂、国土辽阔、地域发展不平衡的特点决定了低碳城市发展模式的多样性，不同地域、不同类型的城市，其低碳城市建设的路径和时序有什么不同？此外，中国如何在经济发展全面转型的背景下，将城市产业转型与低碳工业模式的建立相联系，将社会发展与低碳社会的建立相结合？
3.2 低碳城市规划建设
3.2.1 城市结构
在城市空间结构上，各学者基本认同低碳城市应结合公共交通走廊塑造多核心、具有合理密度的城市空间结构。然而，“合理的城市密度”“多核心”这些词语依然是一个定性的概念。究竟如何界定“合理的城市密度”？针对不同的城市，“多核心”中每个“核心”的规模多大比较适宜？这些问题依然没有明确的答案。当前，中国正处于城镇化的高速发展期，根据城镇化发展曲线的趋势判断，我国还有三四十年的城镇化高速发展期，在此期间预计全国每年有1 500万～2 000万农民进城，每年新建建筑约为20亿平方米，每个城市建成区面积平均每年增长5％左右[17]，同时中国又面临着巨大的土地压力，生态环境正逐渐恶化。相较于已经基本定型的发达国家，中国的城市空间结构具有较强的可塑性，因此，研究适应中国的低碳型城市空间结构模式，探讨其在城市外延扩张和内涵增长过程中的平衡，是当前面临的重要课题。此外，对于中国这样一个人口众多的国家来说，城市聚落形态与其他国家有何区别，新建地区和建成区相应的低碳标准有何不同，如何进行相应的发展建设，也是值得探讨的问题。
3.2.2 城市交通
构建和管理公共交通体系、降低对私家车的依赖，在限制碳排放中发挥着重要的作用[18]。随着我国居民生活水平的提高，小汽车逐渐进入家庭，加上快速城市化过程中城市人口的急剧扩张，各个大城市交通拥堵现象普遍。如何协调私人小汽车的快速增长对交通和环境带来压力与汽车产业作为我国的支柱产业之一必须得到发展之间的矛盾？如何发挥交通管理策略的作用？城市规划如何提高公共交通、非机动车和步行的优先性？如何在降低对小汽车的依赖程度的同时保障场所之间的紧密互动？如何构建与城市空间结构和功能布局相适应的城市公共交通体系？这些都是需要探索的问题。
3.2.3 城市社区和单体建筑
当前，全球不少国家和地区正在进行低（零）碳社区建设实践。但是目前的低（零）碳社区建设绝大多数仍停留在试点、宣传和理论研究层面，离大规模的推广和普及还有很长一段距离。此外，低（零）碳社区实践案例主要集中在新开发项目中，如何使已建成的社区低碳化，也是未来社区改造需研究的方面。中国面临的另一个问题是建筑寿命极短。据《中国日报》（英文版，2010年4月6日）的报道，中国建筑的平均寿命只有25年-30年，而英国建筑的平均寿命达到了132年，美国建筑的平均寿命也达到了74年；并且中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％～40％。因此，我国的城市建设和管理工作者在振臂高呼发展低（零）碳社区的同时，还应确保规划的延续性、保障建筑质量、提升设计水平，真正做到长远规划、长远建设。
3.3 低碳技术的普及和创新
新能源的利用、可再生技术的普及和使用有利于低碳城市的建设。如何降低新能源、新技术的使用成本，如何将其普及运用到广大的日常建设过程中，仍然需要进一步探讨。如在社区层面，在规划上如何保障能源高效利用？如何进行高效的废弃物规划？通过废弃物燃烧而获得的能源再生产的利弊何在，如何推广和运用？在技术创新方面，未来还有怎样的新技术可以用于节能和减少资源消耗？这些新技术在城市规划中有何运用？
3.4 低碳城市建设实施机制
在我国，近几年低碳城市建设已经成为各地城市发展的新模式，天津、唐山、保定、合肥、深圳等城市不约而同地提出建设低碳城市的目标，其中有的城市已经启动低碳城市的规划建设，如天津正在进行滨海新区低碳生态城建设。然而，迄今为止，尚未有成熟的低碳城市的建成案例，其实施、运营及后续维护等方面还需进行探索。此外，在管理和实施程序上，仍有诸多问题有待研究。例如，低碳发展实施任务如何管理，谁来支付成本？中央和地方政府关系如何，谁来牵头？低碳城市发展的巨额成本问题谁来投资？从长远角度，谁来确定环境运行手段及相关的监管任务？
4 结语
中国作为发展中国家，人口众多、经济发展水平低、气候条件复杂、生态环境脆弱。气候变化对中国自然生态系统和经济社会发展带来了现实威胁。如何在快速城市化过程中通过恰当的城市规划手段理清城市空间结构，运用低碳城市规划技术实现城市功能结构的低碳转型，探讨适宜中国国情的低碳城市建设实施机制，是中国低碳城市规划需要重点研究的内容。从总体上看，我国已经开始低碳城市的研究与实践，但尚处于起步阶段，未来任重而道远。
［收稿日期］2011－03－20
注释：
① 数据来源于IPCC和英国政府于2006年发布的《斯特恩报告：气候变化的经济影响》。
② 瑞士每年的人均能消耗量为5 000瓦特，其中生活和办公（供热、热水）占1 500瓦特，食物和生活消费品为1 100瓦特，公共市政设施占900瓦特，电力消耗600瓦特，汽车交通消耗500瓦特，飞机交通占250瓦特，公共交通占150瓦特，生活和办公即建筑耗能最高，占总能耗的30％。