“城市可持續(xù)發(fā)展”課程的開發(fā)探討

[摘 要] 在多年“城市可持續(xù)發(fā)展”相關(guān)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，探討了“城市可持續(xù)能源規(guī)劃與低碳發(fā)展”及“韌性城市”課程的開發(fā)?；凇俺鞘锌沙掷m(xù)能源規(guī)劃與低碳發(fā)展”及“韌性城市”的關(guān)鍵要素，開發(fā)了17個課程模塊，設(shè)計了與課程模塊密切相關(guān)的學(xué)生作業(yè)方案，精選了若干分析“城市可持續(xù)能源規(guī)劃與低碳發(fā)展”及“氣候韌性城市”的工具和案例。以期為高校相關(guān)專業(yè)的大學(xué)本科三、四年級學(xué)生及研究生開設(shè)“城市可持續(xù)發(fā)展”“城市可持續(xù)能源管理”“低碳城市發(fā)展”及“氣候韌性城市”等課程提供有益借鑒。

[關(guān)鍵詞] 可持續(xù)能源;低碳城市;研究生課程;城市可持續(xù)發(fā)展

[基金項目] 歐盟ERASMUS Mundus項目（2013-3119/001-001 EM ACTION 3）

[作者簡介] 張明順（1964—），男，湖北荊州人，理學(xué)博士，北京建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院教授，主要從事環(huán)境教育、環(huán)境規(guī)劃管理以及低碳城市發(fā)展戰(zhàn)略研究。

[中圖分類號] C229.29 ? [文獻標識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）11-0161-04 ? ?[收稿日期] 2020-12-09

一、前言

由于碳排放所導(dǎo)致的氣候變化、化石燃料的枯竭和日益嚴重的環(huán)境破壞這三個致命問題，城市將不得不尋找其他的能源來源。除了引入可再生能源技術(shù)和能效解決方案外，城市還必須在運輸和土地利用體系、城市設(shè)施和城市設(shè)計原則以及由此引發(fā)的使用模式方面進行重新設(shè)計[1-3]?！俺鞘锌沙掷m(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”課程模塊從可持續(xù)能源和低碳的角度介紹了如何規(guī)劃和發(fā)展城市。模塊的第一部分向?qū)W生介紹與可持續(xù)能源概念和低碳發(fā)展相關(guān)的主要定義。其次，該模塊指導(dǎo)如何掌握這些與可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展有關(guān)的主要概念。第三部分介紹了如何將這些概念應(yīng)用于實際環(huán)境的一系列工具?？傮w而言，模塊提供了示范、練習(xí)和案例研究，以及有關(guān)使用工具及其與相關(guān)文獻的關(guān)系。

氣候韌性城市發(fā)展模塊為了解城市如何暴露在氣候變化下及面對氣候變化的敏感性奠定了學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，了解城市如何在與日俱增的不確定性下應(yīng)對氣候變化帶來的影響[4-6]。此模塊介紹了有關(guān)城市韌性和適應(yīng)性的基本概念和實例，以及關(guān)于不同城市的案例研究。模塊還通過讓目標學(xué)習(xí)者在模擬練習(xí)中運用他們的知識和練習(xí)決策技巧以加強關(guān)于建設(shè)城市韌性的討論。

本課程開發(fā)著重于氣候脆弱性、發(fā)展與氣候韌性之間有什么聯(lián)系、已有什么方法來了解氣候適應(yīng)性并使之具有可操作性、這些方法如何運作、應(yīng)該采取哪些政策和措施來顧及氣候韌性城市發(fā)展的各個方面等，最后，如何在不同的適應(yīng)措施和其他可持續(xù)發(fā)展目標之間進行選擇。

二、課程開發(fā)的目的

本課程旨在幫助學(xué)生了解可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展、氣候韌性城市的定義和關(guān)鍵要素;了解可持續(xù)能源和低碳發(fā)展、氣候韌性城市的概念，以及如何將它們?nèi)诤系絺鹘y(tǒng)的城市規(guī)劃學(xué)科中;了解可持續(xù)能源和低碳發(fā)展的主要規(guī)劃工具;進行經(jīng)驗案例研究，思考和討論可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)涵。

本課程開發(fā)成果適用于城市規(guī)劃，環(huán)境科學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的本科生（三年級或四年級）、大學(xué)畢業(yè)生、研究生以及希望加深對氣候韌性城市發(fā)展的認識和了解的學(xué)生。

三、“城市可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”課程開發(fā)成果

本課程開發(fā)的成果包括：九個涵蓋“城市可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”核心內(nèi)容的課件;與課程內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的學(xué)生作業(yè)設(shè)計;“城市可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”工具介紹;案例分析。

（一）九個課件

課件1：主要概念和定義。本課件向?qū)W生介紹有關(guān)“可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”的重要概念。這些概念包括能源形式、能源轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)化效率、熱力學(xué)、城市能源系統(tǒng)、能源效率和節(jié)約、城市的可持續(xù)能源規(guī)劃、低碳城市、能源綜合城市發(fā)展規(guī)劃、韌性城市和能源韌性等。

課件2：能源挑戰(zhàn)與可持續(xù)性。本課件概述了21世紀的重大能源趨勢和挑戰(zhàn)，這些趨勢和挑戰(zhàn)在于如何用清潔、可靠和廉價的能源平衡能源供需之間的差距。主題包括：全球能源趨勢和應(yīng)用場景、能源法規(guī)、城市能源挑戰(zhàn)、能源安全、可持續(xù)發(fā)展所需能源，世界能源結(jié)構(gòu)/技術(shù)的變化。

課件3：能源、規(guī)劃和城市形態(tài)。本課件探討了能源、規(guī)劃與城市形態(tài)之間的關(guān)系。從能源整合的城市規(guī)劃概述開始，探討了能源整合的城市土地利用規(guī)劃;節(jié)能、高能效、可再生能源的能源整合空間規(guī)劃;合適的規(guī)模;能源整合的城市規(guī)劃治理;能源整合的城市規(guī)劃影響力;能源整合的城市規(guī)劃方法。

課件4：能源規(guī)劃：能源基礎(chǔ)設(shè)施。本課件將向?qū)W生介紹現(xiàn)代能源的基礎(chǔ)設(shè)施，將這些基礎(chǔ)設(shè)施融入城市的能源市場對于實現(xiàn)其能源和氣候目標至關(guān)重要。其中包括各種可再生能源技術(shù)，區(qū)域供熱和制冷，熱電聯(lián)產(chǎn)，智能電網(wǎng)，能源存儲，智能城市信息通信訊技術(shù)，綠色屋頂和能源影響。

課件5：能源規(guī)劃：運輸。本課件深入探討了在運輸趨勢、挑戰(zhàn)、政策和實際解決方案的背景下，能源與運輸之間的關(guān)系。課程涵蓋的主要課題包括：運輸能源問題，運輸部門能源消耗的驅(qū)動因素;運輸部門的能源效率和潛力;降低車輛能耗的方法;交通運輸部門如何實現(xiàn)降低能耗的目標;關(guān)于替代燃料和高效車輛的政策;在運輸部門提高能源效率的政策/措施;創(chuàng)造經(jīng)濟激勵和抑制因素;促進可持續(xù)交通低碳轉(zhuǎn)型的驅(qū)動條件。

課件6：低碳發(fā)展和碳排放核算。本課件為了讓學(xué)生了解與低碳發(fā)展和碳排放核算相關(guān)的一些課題。學(xué)習(xí)完此課程后學(xué)生將全面了解碳排放與環(huán)境風(fēng)險（如氣候變化）之間的關(guān)系，探索為未來的低碳發(fā)展鋪平道路的趨勢和策略。此外，學(xué)生還將了解到如何進行碳/GHG排放核算和報告的程序要求。

課件7：能源的投資、融資和管理。本課件介紹了能源利益相關(guān)者可以使用的各種融資和投資選擇。涵蓋的主題包括：融資類型，融資模式，現(xiàn)有的地方和國際資金，并探討眾籌作為融資的選項之一。最后將提供關(guān)于城市能源管理和能源治理的概述。

課件8：可持續(xù)能源行動計劃。作為一種能源計劃工具，本課件對可持續(xù)能源行動計劃進行詳細的核算，說明了該行動計劃如何通過更好地利用和產(chǎn)生能源來減少碳排放。為了闡明該可持續(xù)能源行動計劃的流程和有效性，本課程將詳細介紹博爾扎諾市所經(jīng)歷的流程，并研究其概念、規(guī)劃和實施。

課件9：熱需求描繪，城市熱島描繪和太陽能利用。本課件將探討三種工具，這些工具已成功用于協(xié)助城市能源規(guī)劃和幫助決策。這些工具包括城市需求描繪、SWOT工具和太陽能描繪（PVGIS）。

（二）學(xué)生作業(yè)設(shè)計

學(xué)生需要選擇一個已實施了可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展戰(zhàn)略的城市作為案例研究，并對其采用的規(guī)劃過程、方法和工具進行研究。該練習(xí)的目的是使學(xué)生從已實施了可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展戰(zhàn)略的城市中獲得關(guān)于對最佳實踐和流程的實際了解。

（三）工具介紹

本課件主要介紹“城市可持續(xù)能源規(guī)劃和低碳發(fā)展”使用的主要分析工具[4-6]，這些工具在其他教科書中有詳細介紹，本課件主要介紹其應(yīng)用。這些工具包括：可持續(xù)能源行動計劃（SEAP）;太陽能評價;城市熱島描繪;熱需求描繪;SWOT分析，力場分析，問題樹分析;層次分析法。

（四）案例

教師需要準備足夠多的典型案例，學(xué)生需要選擇兩個已實施可持續(xù)城市能源規(guī)劃的城市案例，在教師的指導(dǎo)下開展案例學(xué)習(xí)和交流。

四、氣候韌性城市課程開發(fā)成果

本課程旨在使學(xué)生認識到氣候變化對發(fā)展中和發(fā)達城市的影響以及氣候變化與發(fā)展目標和適應(yīng)能力之間的聯(lián)系;獲得技能以描繪城市緩解氣候變化或如何適應(yīng)其影響的不同方式;通過在不同城市環(huán)境中進行有針對性的練習(xí)來實踐氣候變化規(guī)劃的主要組成部分。

在課程結(jié)尾，學(xué)生應(yīng)該能夠?qū)夂蝽g性，脆弱性和適應(yīng)性的相關(guān)概念進行批判性的描述和思考。他們將對氣候變化周期規(guī)劃形成解析性的理解，對城市氣候韌性和氣候韌性發(fā)展道路戰(zhàn)略有所理解。參與者還應(yīng)能夠區(qū)分和分析不同城市環(huán)境下脆弱性的成因，并識別和優(yōu)化安排各種適應(yīng)性行動。

（一）八個課件

課件1：城市地區(qū)的氣候變化。本課件介紹了氣候變化—氣候變化的城市成因和影響，以及城市在適應(yīng)和緩解氣候變化方面所采取的行動。

課件2：低收入住區(qū)的風(fēng)險和脆弱性模式。在城市內(nèi)部和城市之間，風(fēng)險和韌性能力的分布是通過一系列物理、社會、經(jīng)濟和政治過程來調(diào)節(jié)的。課程的第一部分將討論低收入城市居民所承受的社會角度的脆弱性。課程將為了解低收入居民和社區(qū)的脆弱性及評定導(dǎo)致此脆弱性的不同因素提供解析基礎(chǔ)。

課件3：理論和實踐中的韌性。本課件將分析在理論上如何理解韌性，以及在實踐中如何以不同方式應(yīng)用韌性。

課件4：鹿特丹的城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)系統(tǒng)管理。本課件將介紹城市生態(tài)學(xué)和社會生態(tài)系統(tǒng)思維的基本概念，對城市如何應(yīng)對地方和全球環(huán)境變化過程進行韌性思考。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的框架基于兩個評估基礎(chǔ)進行了闡述和說明：對具有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)框架的城市進行的全球評估，揭示了如何對城市生物多樣性進行評估和管理的十個主要見解;講解了鹿特丹是如何本地化地利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)框架去了解城市生態(tài)系統(tǒng)是如何管理的。

課件5：了解和分析適應(yīng)過程中的挑戰(zhàn)。近年來，在科學(xué)和政策議程上對于如何適應(yīng)氣候變化的重視程度大幅增加。越來越多的研究人員試圖解釋一個廣泛存在的“適應(yīng)缺陷”現(xiàn)象。例如，為現(xiàn)有氣候變化做好充足準備的社會和該社會目前并不充足的準備狀況之間的差距。這種差距不僅在較貧窮的國家和發(fā)展中國家社區(qū)普遍存在，在發(fā)達國家也明顯存在。本課程還將根據(jù)基于高收入和低收入國家的證據(jù)展示市級適應(yīng)能力方面所面臨的一系列障礙。同時還將介紹一個用于分析適應(yīng)過程的不同階段所面臨的挑戰(zhàn)，以及如何在實踐中應(yīng)用這個診斷框架。

課件6：氣候變化規(guī)劃。課件解釋了想要發(fā)展氣候韌性的城市是如何進行氣候變化規(guī)劃的過程和步驟。課程涉及幾個關(guān)鍵過程，如脆弱性評估，利益相關(guān)者參與度，行動評估和氣候融資。此外，本課程還討論了廣泛用于支持城市決策者的主要氣候行動評估方法和工具。

課件7：氣候變化決策分析。本課件介紹了針對環(huán)境和氣候變化問題的決策分析框架，特別著重于多標準分析（MCA）方法。該方法廣泛應(yīng)用于環(huán)境和氣候變化評估和決策中，它根據(jù)多個標準對不同的政策，行動和措施進行了優(yōu)先排序。除了純粹與環(huán)境相關(guān)的利益外，環(huán)境和氣候變化行動通常會產(chǎn)生多種可持續(xù)性利益（共同利益）。城市應(yīng)探索如何將行動的這些多重可持續(xù)性優(yōu)勢納入決策中。本課程還將討論MCA的主要內(nèi)容、特征、步驟和優(yōu)缺點。

課件8：氣候變化的多層次管理。本課件將詳細分析氣候變化管理框架，重點將放在管理結(jié)構(gòu)和流程的垂直和水平維度上。通過具體例子闡明一些具體的安排是如何促進或阻礙氣候變化目標的實現(xiàn)。

（二）課堂練習(xí)設(shè)計

地方政府正在采取各種行動，這些行動的附加好處是通過管理自然災(zāi)害和具有環(huán)境影響的活動，協(xié)助當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)應(yīng)對或適應(yīng)氣候變化的影響。為了減少其居民的脆弱性并提高適應(yīng)能力，市長和地方政府需要氣候變化專家的幫助以克服這些困難，并且需要采取行動以減少城市層面所受到的氣候變化影響。參與者將扮演氣候變化專家，他們會向市長提供有關(guān)如何優(yōu)先考慮氣候變化行動以解決城市特定需求的建議。

該練習(xí)的目的是確定并優(yōu)先安排減少城市脆弱性的地方適應(yīng)行動。練習(xí)所進行的分析不僅要確定適應(yīng)措施，還要選擇應(yīng)首先實施的措施（此過程稱為優(yōu)先排序）。該練習(xí)有七個關(guān)鍵活動：（1）脆弱群體的群體識別;（2）選擇適應(yīng)行動;（3）適應(yīng)行動排序;（4）選擇評判標準;（5）根據(jù)評判標準評分選出最優(yōu)級的適應(yīng)行動;（6）為評判標準分配權(quán)重;（7）計算加權(quán)分數(shù)。

（三）使用的工具

本課程學(xué)習(xí)的主要工具CLIMACT Prio，這是一項由住房和城市發(fā)展研究所開發(fā)的針對氣候意識、決策支持和能力建設(shè)的工具，該工具用于評估、篩選和確定氣候適應(yīng)行動的優(yōu)先次序。CLIMACT Prio采用多標準方法來協(xié)助地方政府，決策者和城市規(guī)劃者確立一系列的決策標準并在目標之間設(shè)定優(yōu)先級。

該工具的目的是為決策者提供支持，以在城市級別（在給定情況下）確定和優(yōu)先排序當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)行動。分析不僅要確定適應(yīng)行動，還要選擇應(yīng)首先實施的措施（優(yōu)先排序）。分析的結(jié)果將有助于在決策過程選擇優(yōu)先適應(yīng)措施。該分析的目的不是重新評估脆弱性，而是根據(jù)現(xiàn)有的信息填補科學(xué)知識與決策過程之間的空白。此外，通過采用這種方法還可確立其他目標（評判標準），例如本地發(fā)展收益。

（四）供學(xué)生參考的案例

通過運用CLIMACT Prio工具，學(xué)生將查閱以下城市的脆弱性評估和氣候變化適應(yīng)計劃：（1）峴港，越南;（2）尼甘布，斯里蘭卡;（3）堪培拉，澳大利亞;（4）哥本哈根，丹麥;（5）紐約，美國;（6）索索貢，菲律賓。

學(xué)生應(yīng)仔細研究選定城市的脆弱性評估和氣候變化適應(yīng)計劃，并確定最脆弱的地區(qū)或可能受到氣候變化影響的地區(qū)/資產(chǎn)。此外，學(xué)生還應(yīng)研究城市所面臨的其他可能問題（例如貧困、住房、水和衛(wèi)生、健康）。

五、結(jié)語

課程開發(fā)成果在大學(xué)環(huán)境專業(yè)試用了三年。通過試用，可以得出以下幾點結(jié)論：（1）課程方案實用性強，課程內(nèi)容符合當(dāng)前低碳可持續(xù)城市發(fā)展的需求，總體上，課程內(nèi)容涵蓋了該領(lǐng)域的主要知識點和實踐需求;（2）課程實施過程，學(xué)生的參與度高，尤其應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容，針對性的分析案例，使學(xué)生能夠使用所學(xué)知識。大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)的針對性;（3）17個課件之間關(guān)聯(lián)性好，內(nèi)容能很好地銜接，便于學(xué)生從理論到實踐，逐步學(xué)習(xí)和深入理解課程內(nèi)容（4）本課程開發(fā)成果在研究生中使用時，由于研究生大學(xué)教育專業(yè)的差異和知識背景的差異，部分學(xué)生存在對部分課件理解不夠，基礎(chǔ)知識確實，影響了教學(xué)效果。

參考文獻

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Discussion on the Development of Sustainable Urban Development Course

ZHANG Ming-shun

（School of Environment and Energy Engineering， Beijing University of Civil Engineering and Architecture， Beijing 100044， China）

Abstract： Based on many years practice of teaching the course of Sustainable Urban Development， this paper discusses the offering of two new courses： Urban Sustainable Energy Planning and Low-carbon Development， and Climate Resilient City. By taking into account the key elements of the two new courses， we have developed 17 course modules， designed student assignments that are closely related to the course modules， and selected tools and cases for the teaching of the two courses， in order to provide useful reference for some colleges and universities to set up courses such as Urban Sustainable Development， Urban Sustainable Energy Management， Low-carbon Urban Development and Climate Resilient City and so on for the third and fourth year undergraduate students and graduate students of related majors.

Key words： sustainable energy; low-carbon city; postgraduate courses; Sustainable Urban Development