數(shù)字技術(shù)與低碳城市深度融合的路徑研究

摘要：數(shù)字時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)減排戰(zhàn)略目標(biāo)的路徑選擇是我國疏通經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展堵點(diǎn)的關(guān)鍵，數(shù)字技術(shù)已成為助推城市低碳轉(zhuǎn)型的新引擎。本文分析了數(shù)字技術(shù)賦能城市低碳轉(zhuǎn)型的路徑選擇，希望為低碳智慧城市的中國發(fā)展模式帶來啟示。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；低碳轉(zhuǎn)型；路徑選擇；智慧城市

中圖分類號(hào)：TU984；X321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.049

Research on the Path of Deep Integration of Digital Technology and Low-Carbon Cities

SHEN Yuhua， AN Wenhui， XIANG Yan

（Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China）

Abstract： In the context of the digital era， the path choice to achieve emission reduction strategic goals is the key to unblocking the bottleneck of sustainable economic development in China， and digital technology has become a new engine to promote low-carbon transformation in cities. This paper analyzes the path selection of digital technology empowering low-carbon transformation in cities， hoping to provide inspiration for China's development model of low-carbon smart cities.

Keywords： digital technology; low-carbon transformation; path selection; smart city

隨著二氧化碳等溫室氣體在大氣中的濃度逐年攀升，全球氣候變暖、環(huán)境污染等問題日益凸顯，可持續(xù)發(fā)展將受到前所未有的阻礙。城市既是碳排放的重要區(qū)域，也是實(shí)施低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的核心部分。數(shù)字化也是當(dāng)下的熱詞。數(shù)字技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)革命日新月異，數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展風(fēng)起云涌。數(shù)字化可以賦能低碳經(jīng)濟(jì)，數(shù)字低碳是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的一種新思路，探索數(shù)字經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)協(xié)同增效成為新時(shí)代的重要命題。當(dāng)前，有必要研究數(shù)字技術(shù)與低碳城市深度融合的路徑，探索中國發(fā)展模式，大力推進(jìn)低碳智慧城市建設(shè)。

1 路徑研究

數(shù)字技術(shù)與低碳城市深度融合的路徑研究主要涉及3個(gè)方面，一是物質(zhì)生產(chǎn)，二是生活方式，三是城市建設(shè)。

1.1 物質(zhì)生產(chǎn)

1.1.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)

全球范圍來看，目前已經(jīng)形成三、二、一的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式，即第三產(chǎn)業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比重高于第二產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)高于第一產(chǎn)業(yè)，且第三產(chǎn)業(yè)處于不斷發(fā)展的狀態(tài)。數(shù)字化加快了包括制造業(yè)、建筑業(yè)等第二產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)轉(zhuǎn)型，使其朝綠色可持續(xù)方向轉(zhuǎn)變，借助技術(shù)創(chuàng)新降低對(duì)資源尤其是高碳能源的依賴，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。對(duì)于第三產(chǎn)業(yè)而言，信息尤為重要，數(shù)字技術(shù)憑借其特有的持續(xù)性、精確性、融合性、包容性和擴(kuò)展性，為第三產(chǎn)業(yè)的眾部門提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)低成本、低耗能減少對(duì)資源的破壞，為第三產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化發(fā)展提供技術(shù)條件。

1.1.2 構(gòu)建碳排放監(jiān)測體系

由于缺乏技術(shù)支持和有效監(jiān)督，我國企業(yè)在碳排放信息披露方面不主動(dòng)、不充分和不規(guī)范?；谶b感、全球定位系統(tǒng)（GPS）和無人機(jī)的三維空間碳排放監(jiān)測系統(tǒng)將采集的空間立體環(huán)境數(shù)據(jù)按區(qū)域、空域、時(shí)域形成立體的分布與變化趨勢圖，作為碳監(jiān)測和碳匯交易的科學(xué)依據(jù)[1-2]。GPS定位組件、無人機(jī)自動(dòng)駕駛儀組件、碳監(jiān)測傳感器組件集成至電動(dòng)無人機(jī)平臺(tái)上，與無人機(jī)地面指揮控制臺(tái)組成生態(tài)環(huán)境立體空間碳排放量監(jiān)測系統(tǒng)。GPS定位實(shí)現(xiàn)航線全自動(dòng)規(guī)劃，可實(shí)時(shí)傳輸測碳數(shù)據(jù)至地面指揮控制臺(tái)上生成數(shù)據(jù)分布圖，與無人機(jī)的地面碳排放采集點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，解決地面至3 000 m各高度層的碳監(jiān)測技術(shù)難題。

2021年，國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院電力系統(tǒng)人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的首個(gè)無人機(jī)自主低碳巡檢系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，巡檢效率得到極大提升，相應(yīng)成本顯著降低。該系統(tǒng)由兩大部分組成，無人機(jī)前端搭載的“小魔盒”是邊緣人工智能（AI）視覺分析終端；系統(tǒng)后臺(tái)則處理樣本管理、報(bào)告生成等非實(shí)時(shí)任務(wù)。在巡檢任務(wù)中，無人機(jī)終端全程無須人工干預(yù)，可依據(jù)飛行規(guī)劃任務(wù)自主飛行。

1.2 生活方式

1.2.1 綠色出行

倡導(dǎo)和實(shí)施公共交通優(yōu)先的模式，控制私家車出行的數(shù)量，通過數(shù)據(jù)收集、分析，實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)、交通執(zhí)法等，讓交通出行更有序、更安全。近年來，幾經(jīng)變換，公交卡不斷走向智能化。嘉興市公交有手機(jī)掃碼、刷卡、現(xiàn)金等多種支付方式。刷卡的話，要隨身攜帶一張公交卡，而且公交卡的部分業(yè)務(wù)需要去公交卡中心等地進(jìn)行線下辦理。手機(jī)移動(dòng)支付雖然方便，但需要打開手機(jī)乘車碼掃碼乘車。這時(shí)，數(shù)字公交卡顯得格外便利，不用打開應(yīng)用程序、不用掃描二維碼，直接用手機(jī)感應(yīng)一下就能乘車，在手機(jī)沒電、沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下也可以正常使用。手機(jī)數(shù)字公交卡感應(yīng)乘車采用類似于公交卡的離線支付方式，它通過手機(jī)近場通信（NFC）功能進(jìn)行短距離通信，以電磁感應(yīng)完成數(shù)據(jù)傳輸。

1.2.2 綠色消費(fèi)

居民的消費(fèi)與城市的發(fā)展密不可分，在數(shù)字技術(shù)推動(dòng)城市低碳建設(shè)的進(jìn)程中，居民消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)變也應(yīng)該同步推進(jìn)。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使我國社會(huì)的主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾，人們在衣食住行等方面也都表現(xiàn)出過度消費(fèi)的傾向，所以居民需要養(yǎng)成生態(tài)文明理念，自覺踐行綠色消費(fèi)觀。它有三層含義：一是選擇沒有被污染或有利于全民健康的綠色無公害產(chǎn)品。二是消費(fèi)者在追求自然、健康、舒適生活的同時(shí)，注重環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)消費(fèi)。三是留意對(duì)垃圾的處理，不造成環(huán)境污染。

1.3 城市建設(shè)

1.3.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)能源消耗有很大的影響，工業(yè)區(qū)的規(guī)劃能力會(huì)對(duì)城市整體規(guī)劃產(chǎn)生較為直觀的影響，因此必須在低碳理念下有針對(duì)性地進(jìn)行城市工業(yè)園區(qū)規(guī)劃。在開展工業(yè)區(qū)規(guī)劃時(shí)，要吸引更多技術(shù)密集型企業(yè)參與，將對(duì)嚴(yán)重污染環(huán)境的落后工藝和設(shè)備進(jìn)行淘汰，將造成大氣污染的企業(yè)布局在垂直于盛行風(fēng)的郊外。要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，強(qiáng)化技術(shù)支持，始終以減量化、再利用、資源化為原則對(duì)資源進(jìn)行整合，打造現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)鏈，尤其是要將低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn)。做好工業(yè)區(qū)廢物處理工作，減少二氧化碳排放，并對(duì)植被系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化[3-4]。賦能產(chǎn)品生命周期管理與碳足跡追蹤分析評(píng)價(jià)，通過區(qū)塊鏈核算方法和工具，實(shí)現(xiàn)碳足跡全生命周期的可信記錄，賦能全供應(yīng)鏈所有相關(guān)人員，協(xié)同創(chuàng)新，持續(xù)減排，從而支撐全國碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.3.2 交通規(guī)劃

目前，中國一些城市交通主要集中在軌道交通規(guī)劃上，在建設(shè)軌道交通上投入大量精力和資金，但實(shí)際上很多城市的交通現(xiàn)狀并不適合大規(guī)模建設(shè)軌道交通，如果可以將軌道交通與自行車系統(tǒng)結(jié)合在一起，以軌道交通作為骨干，構(gòu)建多層次、內(nèi)部銜接、高效聯(lián)通的綜合交通網(wǎng)絡(luò)，就可以擴(kuò)大軌道交通的服務(wù)范圍，節(jié)約資源和資金，建設(shè)低碳智慧城市。我國新能源汽車從零開始，從小到大、從弱到強(qiáng)，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的增長態(tài)勢，發(fā)展前景被一致看好。中國新能源汽車在研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)上毫不亞于其他國家，在電池生產(chǎn)方面也領(lǐng)先于世界平均水平。汽車充電樁行業(yè)的滯后發(fā)展正在影響新能源汽車的普及，因此要不斷完善新能源產(chǎn)業(yè)的配套基礎(chǔ)設(shè)施，合理布局充電樁。要建立分散式充電樁廣泛分布、小型集中式充電樁和路邊停車帶燈充電樁隨處可見、大中型集中式充電樁必不可少的供電網(wǎng)絡(luò)，并且將相關(guān)充電信息第一時(shí)間反饋到用戶手中，節(jié)省用戶的充電成本，讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)附近的充電地點(diǎn)，從而減少碳排放，相關(guān)配套服務(wù)的不斷健全也能夠促使更多的人加入使用新能源汽車的行列中。

2 碳排放核算和影響因素

根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）提供的碳排放核算方法，可以核算不同城市的碳排放量，如式（1）所示。

（1）

式中：C為二氧化碳的排放總量；Ej為第j類能源的消費(fèi)量；Aj為第j類能源的碳排放系數(shù)。

碳排放的影響因素眾多，為了研究不同因素對(duì)碳排放的影響程度，可以使用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法（LMDI）對(duì)人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、能源等影響碳排放的因素進(jìn)行分解[5-7]。根據(jù)IPCC提供的碳排放核算方法，假定碳排放系數(shù)固定，碳排放系數(shù)效應(yīng)不予考慮。首先根據(jù)式（2）計(jì)算總影響效應(yīng)，然后分別根據(jù)式（3）、式（4）、式（5）和式（6）計(jì)算單因素的影響效應(yīng)。

" " " （2）

" " " （3）

" " " （4）

" " " （5）

" " " （6）

式中：ΔC為總影響效應(yīng)；ΔCP為人口影響效應(yīng)；ΔCa為人均GDP影響效應(yīng)；ΔCb為能源強(qiáng)度影響效應(yīng)；ΔCc為能源結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)；C為碳排放量；t為年份；P為人口數(shù)量；a為人均GDP；b為能源強(qiáng)度；c為能源結(jié)構(gòu)；Ckt為t年某類能源的碳排放量測算值；Ckt-1為t-1年某類能源的碳排放量測算值；P（t）為t年的人口數(shù)量；P（t-1）為t-1年的人口數(shù)量；a（t）為t年的人均GDP；a（t-1）為t-1年的人均GDP；b（t）為t年的能源強(qiáng)度；b（t-1）為t-1年的能源強(qiáng)度；c（t）為t年的能源結(jié)構(gòu)值；c（t-1）為t-1年的能源結(jié)構(gòu)值。

3 結(jié)論

未來，要出臺(tái)利于數(shù)字賦能低碳城市轉(zhuǎn)型的政策文件，與世界低碳戰(zhàn)略國家進(jìn)行合作。政府要扶持協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目，以綠色低碳建設(shè)為抓手，完善市場機(jī)制，加強(qiáng)資金扶持，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行低碳經(jīng)營和技術(shù)創(chuàng)新。在綠色低碳發(fā)展潮流之下，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。企業(yè)要清楚地了解自身優(yōu)勢與資源，明確最需把握的關(guān)鍵機(jī)遇點(diǎn)，同時(shí)積極應(yīng)對(duì)行業(yè)挑戰(zhàn)，制定清晰的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型、能力提升路線圖，在全球的新一輪競爭中脫穎而出，助推國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的落實(shí)。在政府的宣傳和引導(dǎo)下，個(gè)人自覺做到低碳出行，為國家的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供支持?？蒲泄ぷ髡吆透咝W(xué)生要發(fā)揮自身知識(shí)方面的優(yōu)勢，充分利用有效資源，為數(shù)字化低碳城市的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量?？傮w來說，各方要協(xié)同發(fā)力，將數(shù)字技術(shù)與低碳城市深度融合，最終建成低碳智慧城市。

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