城市綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展和智慧城市建設(shè)

徐林

低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是中國未來40年綠色發(fā)展最核心的內(nèi)容，也是我們面臨的一個最大的挑戰(zhàn)。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(biāo)準(zhǔn)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(huán)利用的水平，這是確定綠色低碳投資標(biāo)準(zhǔn)最主要的一個考慮。

強(qiáng)化碳減排的全球共識

目前全球氣候變暖的趨勢在不斷發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)今人類面臨最大的挑戰(zhàn)之一。導(dǎo)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(xué)術(shù)界基本的共識，二氧化碳排放是導(dǎo)致全球氣候變暖的最主要原因。根據(jù)國際氣候變化專門委員會（IPCC）預(yù)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(dǎo)致海平面可能上升16.5-53.8厘米。如果真出現(xiàn)這種極端的局面，對人類來說可能會面臨一些災(zāi)害性自然氣候的影響。抑制氣候變暖和強(qiáng)化碳減排已形成全球共識。

目前世界各地都出現(xiàn)了程度不同的災(zāi)害性氣候現(xiàn)象，給生命財產(chǎn)造成了很大的破壞，很多人認(rèn)為與氣候變暖的趨勢是密切相關(guān)的。2021年觀測到的現(xiàn)象是氣候變暖的趨勢在不斷強(qiáng)化，全球圍繞氣候變暖問題共識越來越強(qiáng)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(jì)將全球氣候變暖的溫度控制在1.5攝氏度以內(nèi)，國際社會圍繞這一目標(biāo)都在采取行動。

中國碳減排面臨的挑戰(zhàn)和壓力

中國在全球氣候變化方面，過去的立場是發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家要承擔(dān)共同而有區(qū)別的責(zé)任。

中國過去在碳減排方面面臨著比較大的挑戰(zhàn)和壓力，因為中國是個人口大國，也是生產(chǎn)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?cè)丝诘谋壤渤^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(xiàn)在，碳排放的總量還呈現(xiàn)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(qiáng)度來說，過去10-15年，中國圍繞單位GDP二氧化碳的排放強(qiáng)度下降，做了持續(xù)的努力。

中國的五年規(guī)劃把單位GDP的能耗、單位GDP的二氧化碳排放作為重要的發(fā)展指標(biāo)并認(rèn)真加以實施，每個五年計劃基本上都實現(xiàn)了碳排放強(qiáng)度下降的目標(biāo)。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(fā)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(tài)下。我國二氧化碳排放的總量已經(jīng)是全球第一，但是人均排放與一些發(fā)達(dá)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(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家加起來累積的排放量之間還是有差距的。發(fā)達(dá)國家對氣候變暖承擔(dān)的責(zé)任實際上比發(fā)展中國家要大，我們在承擔(dān)共同而有區(qū)別的責(zé)任，我們也有自己的道理可言。

從碳達(dá)峰到碳中和，會呈現(xiàn)一些共同的結(jié)構(gòu)性的規(guī)律或者特征。西方發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰所表現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu)性特征，一般是這些國家都會在服務(wù)業(yè)的產(chǎn)值比重達(dá)到70%左右、城市化率達(dá)到80%左右的時候?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰。

從這個角度來看，如果我們認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)性的特征具有普遍意義，那么其實中國經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)升級并沒有完成。服務(wù)業(yè)約占整個GDP的產(chǎn)值的55%左右，城市化率按最新的人口普查的結(jié)果是65%左右，我們離發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰表現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu)性特征還有一定的差距。

我們未來人口和經(jīng)濟(jì)活動會進(jìn)一步向城市地區(qū)或者是向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)聚集，這個趨勢在短期內(nèi)不會改變?，F(xiàn)在城鄉(xiāng)收入差距大概是2.7：1這樣一個水平，農(nóng)業(yè)的勞動生產(chǎn)率和非農(nóng)產(chǎn)業(yè)勞動生產(chǎn)率的差距比城鄉(xiāng)收入差距還要更大一點。如果再加上城市和農(nóng)村地區(qū)公共服務(wù)水平的差距，城鄉(xiāng)之間總體差距還是非常大的。在這么大的城鄉(xiāng)差距下，出現(xiàn)逆城市化現(xiàn)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(jìn)一步增加，這是中國的一個現(xiàn)狀。

能源的消費和碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)系是最密切的。從中國二氧化碳排放的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yè)為例，現(xiàn)在煤電的比例高達(dá)60%以上，雖然有所下降，但我們很難在短期內(nèi)實現(xiàn)煤電的替代、煤炭的替代，這是中國的一個現(xiàn)實。

中國碳達(dá)峰和能源的關(guān)系密切，是由能源的結(jié)構(gòu)決定的。從中國能源消費來看，人均能源消費還會呈現(xiàn)一個繼續(xù)上升趨勢。中國2020年的人均能源消費大概是2.35噸標(biāo)準(zhǔn)煤。和發(fā)達(dá)國家相比，美國的人均能源消費大概是11噸標(biāo)準(zhǔn)煤；節(jié)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(xiàn)出來的這種消費行為的趨同，最終導(dǎo)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(jìn)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(yīng)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(dāng)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(jié)構(gòu)調(diào)整以綠能替代形成的碳減排效應(yīng)，能夠抵消能源消費增加帶來的碳排放增加的效應(yīng)，否則我們碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)實現(xiàn)起來會有很大的難度。中國面臨碳達(dá)峰和碳中和的壓力，既來自于國內(nèi)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(tài)環(huán)境、氣候環(huán)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(gòu)建人類命運共同體，越來越多的國家希望中國能夠承擔(dān)更多的責(zé)任。中國領(lǐng)導(dǎo)人在聯(lián)合國成立75周年領(lǐng)導(dǎo)人峰會上，提出了2030年到2060年的“雙碳”目標(biāo)，反響強(qiáng)烈。對我們來說，雙碳目標(biāo)意味著非常廣泛的經(jīng)濟(jì)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(dá)到碳中和，但是我們擁有的技術(shù)條件比發(fā)達(dá)國家那個時候要好，比如說我們在綠色能源——像風(fēng)能、光能這些領(lǐng)域，現(xiàn)在的技術(shù)條件比他們那個時候要好多了。隨著綠色能源領(lǐng)域技術(shù)不斷創(chuàng)新，不斷推廣利用，我們在碳達(dá)峰之后到碳中和的歷程上，可以用更短的時間完成發(fā)達(dá)國家走過的道路。

從現(xiàn)有的統(tǒng)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(yè)，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(guān)的碳排放占了整個全國碳排放的49%左右，農(nóng)業(yè)碳排放比例并不高。全球400億噸的碳排放，農(nóng)業(yè)大概是排放70億噸左右，中國占比也差不了太多，但是農(nóng)業(yè)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(dāng)于80噸左右的二氧化碳的溫室氣體效應(yīng)，1噸一氧化二氮相當(dāng)于大概256噸的二氧化碳產(chǎn)生的溫室氣體效應(yīng)，濃度非常高。所以農(nóng)業(yè)里的畜牧業(yè)是不能忽視的碳排放的一個來源。

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

城市的碳減排或城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，第一就是加大節(jié)能的力度，如果我們的能效水平提高達(dá)到日本和德國的水平，意味著我們的碳減排也可以達(dá)到相應(yīng)的水平。在節(jié)能方面重點是推廣先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，同時在工業(yè)、交通、建筑領(lǐng)域，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、居民生活領(lǐng)域，都要開展廣泛深入的節(jié)能活動。因為節(jié)能的空間確實非常大。

第一，以建筑節(jié)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(jié)能做得更好，中國的主要建筑物都在城市地區(qū)，它帶來的這種二氧化碳的排放，減排的效應(yīng)是非常大的。

第二，加大加快綠能的替代，大力發(fā)展光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能、內(nèi)陸核電、燃料電池、先進(jìn)儲能，特別是化學(xué)儲能技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)，包括和新能源相關(guān)的一些先進(jìn)材料技術(shù)的研發(fā)推廣和利用，真正構(gòu)建以新能源為主體的現(xiàn)代電力系統(tǒng)。我們過去的電力系統(tǒng)是以煤電為主的，構(gòu)建以新能源為主體的現(xiàn)代電力系統(tǒng)，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電，生物質(zhì)能這些綠色低碳的電，就要成為未來電力系統(tǒng)的主力電源，這是能源領(lǐng)域的根本性變革。中國的風(fēng)光電發(fā)電能力已經(jīng)達(dá)到了3億千瓦，名列全球第一，到2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)時將超過12億千瓦，隨著技術(shù)進(jìn)步和成本下降，還有很大發(fā)展空間。

第三，推進(jìn)在綠電基礎(chǔ)上的城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的電氣化和電動化進(jìn)程。過去我們很多的動力來源都是通過化石能源的燃燒產(chǎn)生的。未來如果能夠?qū)崿F(xiàn)更快更高比例的綠電的替代，在這個基礎(chǔ)上推進(jìn)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的高比例的綠電替換，在這個基礎(chǔ)上形成電動化，中國可能就改變了工業(yè)革命、工業(yè)文明時期以化石燃料的燃燒形成動力的這樣一種工業(yè)文明時代的能源特征，可能就真正構(gòu)建一種具有生態(tài)文明時代的動力特征和能源結(jié)構(gòu)。

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

在這個領(lǐng)域也有很多新技術(shù)，特別是合成生物學(xué)的技術(shù)，未來會具有非常廣闊的前景。中美綠色基金非常關(guān)注合成生物學(xué)領(lǐng)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(xiàn)在的電動車如果不是建立在綠電機(jī)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(fā)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(guān)的智能的家居體系改造，也將有利于節(jié)能和降碳。

第四，在城市規(guī)劃和建筑設(shè)計中，要廣泛推廣碳中和理念，建設(shè)綠色低碳城市社區(qū)，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(fā)電，加儲能設(shè)施加智能微電網(wǎng)這樣一種能源供應(yīng)的體系。隨著光伏發(fā)電的能源轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高，特別是儲能技術(shù)的進(jìn)一步提高，未來建筑特別是城市社區(qū)通過綜合能源服務(wù)體系、智能化的能源供應(yīng)體系，形成全新的建筑能源供應(yīng)，是完全有可能的。要強(qiáng)化城市的生態(tài)空間和森林碳匯的建設(shè)，不斷地強(qiáng)化生態(tài)空間的密度，形成人與自然和諧相處的環(huán)境，這樣一種環(huán)境特別有利于城市森林碳匯的建設(shè)。

第五，要加大全社會植樹造林和森林碳匯建設(shè)的步伐，包括強(qiáng)化城市生態(tài)和綠色空間的建設(shè)和保護(hù)。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?！笆奈濉币?guī)劃進(jìn)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(shù)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(xiàn)有城市建成區(qū)的面積小一點。我們國家全部的城市建成區(qū)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(shù)字，只有在中國這樣的國家才能夠完成。要實現(xiàn)這樣的森林生態(tài)建設(shè)，必須建立更加有效的生態(tài)價值的市場化的實現(xiàn)機(jī)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(tài)價值的市場化變現(xiàn)機(jī)制來實現(xiàn)。很多地方都有一些很好的激勵機(jī)制的制度設(shè)計，鼓勵社會資本參與森林建設(shè)生態(tài)恢復(fù)，今后需要不斷強(qiáng)化。

城市要完善非步道、步行道和非機(jī)動車車道的體系?，F(xiàn)在城市的機(jī)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(dǎo)這樣一種生活方式。城市未來交通體系的建設(shè)要考慮對非機(jī)動車道空間的保護(hù)，對綠色低碳的出行方式鼓勵是有效的，今后要強(qiáng)化。

智慧城市建設(shè)是綠色轉(zhuǎn)型的根本出路

隨著信息技術(shù)的不斷提高，未來互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云平臺超級計算融為一體的智能技術(shù)，會越來越廣泛深入融進(jìn)城市運行的每一個角落，融進(jìn)城市生產(chǎn)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(tǒng)，例如分布式的能源系統(tǒng)（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(tǒng)的一個低碳的系統(tǒng)，它完全基于自然能轉(zhuǎn)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(wǎng)的運行體系，是一個智慧化的綜合能源的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是一個多能互補(bǔ)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(shè)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(diào)節(jié)的非常智慧化的系統(tǒng)，能源利用效率非常高，而且可以使光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電包括氫能來完全替代過去那種化石能源的供應(yīng)體系。一旦實現(xiàn)，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(lǐng)域。

今后智慧的交通和物流體系，基于大數(shù)據(jù)和人工智能調(diào)運高效出行系統(tǒng)和物流系統(tǒng)，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(jīng)濟(jì)體系，包括智能化的生產(chǎn)服務(wù)體系和消費服務(wù)體系。如果用智能技術(shù)對一個企業(yè)的生產(chǎn)流程、制造流程進(jìn)行改造，其實花的投資并不多，但是它產(chǎn)生的節(jié)能效率會達(dá)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(xiàn)在享受的一些配送、快遞服務(wù)，其實背后都是有云平臺、大數(shù)據(jù)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(jìn)一步提高。

再就是城市的綜合治理體系的智慧化建設(shè)。過去的城市治理都是分部門進(jìn)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(shù)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(shè)計。如果基于綜合治理的理念來進(jìn)行智慧化智能化的架構(gòu)設(shè)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(yè)個人的碳足跡的計量，包括碳中合的治理、未來碳排放權(quán)的交易，一定是建立在基于數(shù)據(jù)、基于存儲、基于計算、基于相互協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上的非常高效的智能系統(tǒng)?？梢栽O(shè)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(jié)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(shè)一定會融進(jìn)城市生活生產(chǎn)的方方面面，對城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型產(chǎn)生根本性的變革和顛覆性的影響。對未來智慧城市建設(shè)，應(yīng)該投入更多的精力去推廣技術(shù)、研發(fā)更好的技術(shù)。

（編輯 季節(jié)）